关于卸载船上捕集的二氧化碳的里程碑式研究指出,港口准备不足是大规模商业化的主要障碍

2024-03-19 22:02   来源: 中国快报网    阅读次数:3693
  • 目前港口处理捕集的二氧化碳的基础设施和程序还不完善。

  • 确定卸载、利用和/或封存二氧化碳的明确途径对于船载碳捕集与封存系统的大规模商业化至关重要。

新加坡2024年3月19日 /美通社/ -- 全球海事脱碳中心(GCMD)携手劳氏船级社(Lloyd's Register)和奥雅纳(ARUP)开展的一项最新研究发现,港口准备不足是制约船载碳捕集与封存系统(OCCS)作为切实可行的脱碳解决方案的主要瓶颈。尽管卸载船上捕集的二氧化碳所需的技术已相当成熟,但如何由专业人员安全操作转移这些捕集的二氧化碳,目前尚缺乏验证。


这份题为《卸载船上捕集的二氧化碳的概念研究》(Concept study to offload onboard captured CO₂)的报告发现,尽管少数港口已经配备了卸载液化二氧化碳(LCO2)的基础设施,但这些设施主要是为了处理食品级二氧化碳而设计的。由于食品级二氧化碳对纯度要求极高,因此限制了这些设施处理船上捕集的二氧化碳的互操作性。

研究考察了全球十多个计划中的LCO2相关基础设施项目。这些项目均坐落于二氧化碳排放工业集群附近或与之相关的运输系统中,能够处理的二氧化碳捕集量将远超来自OCCS系统所捕集的量。对于港口而言,要实现规模经济,其卸载、储存和运输船上捕集的二氧化碳所需的基础设施或许需要同这些项目进行整合。然而,当前许多此类项目仍处于概念阶段,最终投资决策(FID)尚未敲定,这也导致港口在卸载基础设施方面的投资迟迟未能启动。这种相互制约、因果难分的困境,恰好凸显了碳价值链的整体雏形尚未完全成熟。

另外,在港口原本就错综复杂的作业流程中引入LCO2的卸载环节,可能会对港口的效率和操作性造成一定影响。为确保LCO2装卸和储存的安全,需要设置额外的缓冲区,这也会进一步加剧港口和码头现有空间的紧张状况。

关于研究:填补碳捕集价值链的空白

这项历时九个月的研究,旨在填补船上碳捕集价值链中的空白。作为帮助国际航运业达成国际海事组织(IMO)减排目标的潜在过渡方案,OCCS近来备受瞩目,且会在未来的海洋环境保护委员会(MEPC)会议上审议。虽然OCCS的减排成效取决于能否在船舶的有限空间内成功安装船载兼容系统,但同样不可忽视的是,确立二氧化碳的利用或封存的途径来解决捕集后二氧化碳的去向问题。

该研究作为对GCMD旗下REMARCCABLE项目(实现海上碳捕集,展示降低排放的能力)的补充,探讨了OCCS切实可行的端到端解决方案的可行性。要使OCCS系统在操作中真正落地,整个行业必须合力打造一个生态系统,以帮助建立完整的价值链来妥善管理捕集的二氧化碳。

通过全面审视整个价值链的需求,该研究从162种可能的方案中筛选出四种卸载基础设施进行了概念评估,确定了LCO2的操作规范和安全标准,开发了用于量化基础设施成本的模型,制定了人员资源培训框架,并对当前从OCCS卸载LCO2所面对的潜在监管规范进行了分析。

安全卸载LCO2的概念

我们首先要考虑的一个问题是如何将LCO2安全地卸载至合适的基础设施。

研究认为,将捕集的二氧化碳转为液化形式可能是船上储存和运输最有效且最具成本效益的选择。在此基础上,该研究筛选出四个概念,涵盖船到船和船到岸等主要卸载模式,其可作为可组合的构件,以覆盖更广泛的卸载概念。

在对这些概念的可操作性进行评估时,研究发现,使用LCO2中转船进行船对船和船对岸转移是最有希望实现大规模卸载的模式,捕集的二氧化碳最终将被封存或用作制造合成燃料的原料。

将捕集的二氧化碳储存在ISO罐式集装箱中进行“船到港口”的转移方式,被认为更适用于规模较小,且对二氧化碳等集要求较高的场景。这种转移方式也与现有的港口基础设施最为兼容,因此更容易在现阶段进行试点。

处理LCO2的安全注意事项

在船上处理LCO2会面临一系列前所未有的安全挑战,这些挑战在处理航运燃料时并不常见。该研究深入剖析了一旦发生泄漏可能引发的窒息和毒性等危害。

我们对二氧化碳在三相点附近条件下的储存状况进行了评估。在三相点附近,二氧化碳呈现出气态、液态和固态三相共存的特性。因此在三相点或三相点附近,储存条件对杂质很敏感,即使温度和压力出现微小变化,也可能导致二氧化碳从液态转变为固态,进而引发管道堵塞、压力骤升等危险情况。

为解决这些隐患,研究人员进行了一系列安全性研究,包括卸载危险识别(HAZID)、同步操作(SIMOPS)和风险定量分析(QRA),并制定了处理LCO2的应急措施及解决方案。

GCMD首席执行官卢月玲教授表示:“虽然试点项目已经成功展示了多项船上捕集技术,但如何安全地卸载商船上捕集的二氧化碳以及如何构建完整的碳价值链目前仍不确定。这项研究不仅揭示了这些挑战,更为有意推进OCCS/LCO2卸载概念的各方提供了全面解决这些问题的建议。”

劳氏船级社首席执行官Nick Brown表示:“海运业必须对所有减排技术所带来的安全和运营挑战有深入的了解。研究聚焦港口的准备情况以及安全处理和卸载LCO2的注意事项,填补了碳捕集价值链中的部分空白,有助于行业利益相关者围绕碳捕集解决方案作出明智的投资决策,并据此制定相关的监管和操作指南。”

奥雅纳公司设计负责人Robert Cooke表示:“研究结果表明,现有的二氧化碳工业知识在卸载应用中具有很高的可移植性。奥雅纳充分整合了能源和海事领域的专业能力,阐述了卸载船上捕集的二氧化碳的概念,并探索了如何将这一新工艺切实、安全地融入繁忙的港口环境。我们期待看到这些技术和实操发展成为有效的海洋脱碳解决方案。”


责任编辑:小美
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