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新加坡2024年3月19日 /美通社/ -- 全球海事脫碳中心(GCMD)攜手勞氏船級社(Lloyd's Register)和奧雅納(ARUP)開展的一項最新研究發現，港口準備不足是制約船載碳捕集與封存系統(OCCS)作為切實可行的脫碳解決方案的主要瓶頸。盡管卸載船上捕集的二氧化碳所需的技術已相當成熟，但如何由專業人員安全操作轉移這些捕集的二氧化碳，目前尚缺乏驗證。
這份題為《卸載船上捕集的二氧化碳的概念研究》(Concept study to offload onboard captured CO?)的報告發現，盡管少數港口已經配備了卸載液化二氧化碳(LCO2)的基礎設施，但這些設施主要是為了處理食品級二氧化碳而設計的。由于食品級二氧化碳對純度要求極高，因此限制了這些設施處理船上捕集的二氧化碳的互操作性。
研究考察了全球十多個計劃中的LCO2相關基礎設施項目。這些項目均坐落于二氧化碳排放工業集群附近或與之相關的運輸系統中，能夠處理的二氧化碳捕集量將遠超來自OCCS系統所捕集的量。對于港口而言，要實現規模經濟，其卸載、儲存和運輸船上捕集的二氧化碳所需的基礎設施或許需要同這些項目進行整合。然而，當前許多此類項目仍處于概念階段，最終投資決策(FID)尚未敲定，這也導致港口在卸載基礎設施方面的投資遲遲未能啟動。這種相互制約、因果難分的困境，恰好凸顯了碳價值鏈的整體雛形尚未完全成熟。
另外，在港口原本就錯綜復雜的作業流程中引入LCO2的卸載環節，可能會對港口的效率和操作性造成一定影響。為確保LCO2裝卸和儲存的安全，需要設置額外的緩沖區，這也會進一步加劇港口和碼頭現有空間的緊張狀況。
關于研究：填補碳捕集價值鏈的空白
這項歷時九個月的研究，旨在填補船上碳捕集價值鏈中的空白。作為幫助國際航運業達成國際海事組織(IMO)減排目標的潛在過渡方案，OCCS近來備受矚目，且會在未來的海洋環境保護委員會(MEPC)會議上審議。雖然OCCS的減排成效取決于能否在船舶的有限空間內成功安裝船載兼容系統，但同樣不可忽視的是，確立二氧化碳的利用或封存的途徑來解決捕集后二氧化碳的去向問題。
該研究作為對GCMD旗下REMARCCABLE項目（實現海上碳捕集，展示降低排放的能力）的補充，探討了OCCS切實可行的端到端解決方案的可行性。要使OCCS系統在操作中真正落地，整個行業必須合力打造一個生態系統，以幫助建立完整的價值鏈來妥善管理捕集的二氧化碳。
通過全面審視整個價值鏈的需求，該研究從162種可能的方案中篩選出四種卸載基礎設施進行了概念評估，確定了LCO2的操作規范和安全標準，開發了用于量化基礎設施成本的模型，制定了人員資源培訓框架，并對當前從OCCS卸載LCO2所面對的潛在監管規范進行了分析。
安全卸載LCO2的概念
我們首先要考慮的一個問題是如何將LCO2安全地卸載至合適的基礎設施。
研究認為，將捕集的二氧化碳轉為液化形式可能是船上儲存和運輸最有效且最具成本效益的選擇。在此基礎上，該研究篩選出四個概念，涵蓋船到船和船到岸等主要卸載模式，其可作為可組合的構件，以覆蓋更廣泛的卸載概念。
在對這些概念的可操作性進行評估時，研究發現，使用LCO2中轉船進行船對船和船對岸轉移是最有希望實現大規模卸載的模式，捕集的二氧化碳最終將被封存或用作制造合成燃料的原料。
將捕集的二氧化碳儲存在ISO罐式集裝箱中進行“船到港口”的轉移方式，被認為更適用于規模較小，且對二氧化碳等集要求較高的場景。這種轉移方式也與現有的港口基礎設施最為兼容，因此更容易在現階段進行試點。
處理LCO2的安全注意事項
在船上處理LCO2會面臨一系列前所未有的安全挑戰，這些挑戰在處理航運燃料時并不常見。該研究深入剖析了一旦發生泄漏可能引發的窒息和毒性等危害。
我們對二氧化碳在三相點附近條件下的儲存狀況進行了評估。在三相點附近，二氧化碳呈現出氣態、液態和固態三相共存的特性。因此在三相點或三相點附近，儲存條件對雜質很敏感，即使溫度和壓力出現微小變化，也可能導致二氧化碳從液態轉變為固態，進而引發管道堵塞、壓力驟升等危險情況。
為解決這些隱患，研究人員進行了一系列安全性研究，包括卸載危險識別(HAZID)、同步操作(SIMOPS)和風險定量分析(QRA)，并制定了處理LCO2的應急措施及解決方案。
GCMD首席執行官盧月玲教授表示：“雖然試點項目已經成功展示了多項船上捕集技術，但如何安全地卸載商船上捕集的二氧化碳以及如何構建完整的碳價值鏈目前仍不確定。這項研究不僅揭示了這些挑戰，更為有意推進OCCS/LCO2卸載概念的各方提供了全面解決這些問題的建議。”
勞氏船級社首席執行官Nick Brown表示：“海運業必須對所有減排技術所帶來的安全和運營挑戰有深入的了解。研究聚焦港口的準備情況以及安全處理和卸載LCO2的注意事項，填補了碳捕集價值鏈中的部分空白，有助于行業利益相關者圍繞碳捕集解決方案作出明智的投資決策，并據此制定相關的監管和操作指南。”
奧雅納公司設計負責人Robert Cooke表示：“研究結果表明，現有的二氧化碳工業知識在卸載應用中具有很高的可移植性。奧雅納充分整合了能源和海事領域的專業能力，闡述了卸載船上捕集的二氧化碳的概念，并探索了如何將這一新工藝切實、安全地融入繁忙的港口環境。我們期待看到這些技術和實操發展成為有效的海洋脫碳解決方案。”
如需了解全部研究結果，請點擊此處下載報告。
