全球第一罐从大型远洋船舶排放的烟气中捕集并在船上完成液化、存储的二氧化碳。
在全球碳减排发展史上，上海又留下重要一笔。
在崇明区长兴岛南岸毗邻长江的一个码头上，一只白色的20英尺标准集装箱形储罐引人注目。它所装载的液态二氧化碳，普通又不普通。
这是全球第一罐从大型远洋船舶排放的烟气中捕集并在船上完成液化、存储的二氧化碳。上月底，在随船靠泊洋山港期间，它完成卸岸，几天前又被运到长兴岛，将由当地制造业企业用于生产环节。考虑到这套船用碳捕集装置的研发、制造，包括后续二氧化碳的卸岸、运输及应用，主要都由沪上相关单位牵头实现，这也意味着上海已在全球率先构建起船舶碳捕集、存储、利用的完整闭环。
一艘大型远洋船每年排放的二氧化碳，相当于数万辆机动车年度碳排放量的总和；整个航运业的碳排放量约占全球排放的3%。在各国越来越关注气候变化的背景下，航运业亟需找到实用、高效的降碳技术。上海此次探索，可以说为全球航运业大规模脱碳树立了标杆。
多项“首创”，启示降碳新方向
相比于每年全球航运业逾10亿吨的碳排放量，长兴岛上这个碳储罐的最大容量只有20吨左右，但它凝结着多项“首创”，为航运业降碳带来重要启示。
首先，捕集这罐二氧化碳的是全球首套全流程船用碳捕集系统，由中国船舶集团所属上海齐耀环保科技有限公司自主研制。请留意“全流程”这个关键词，齐耀环保总经理苏毅告诉记者，此前曾有其他国家尝试开发船舶碳捕集装置，但功能仅限于“捕集”，无法储存。运行数小时后，系统会因为“吃得太饱”而无法再捕集更多碳。齐耀环保此次为航运巨头长荣海运旗下“长顶”号集装箱船打造的系统，除了捕集碳之外，还能在船上完成二氧化碳的提纯、液化、存储等全流程加工工序。当这罐二氧化碳卸岸时，整艘船上的捕集系统实际上已持续运行3个多月。
其次，这是全球首次从船上将捕集到的二氧化碳完成船岸卸载转移。要做到这一点，既有技术难度，也要突破制度空白。负责此次卸岸和运输工作的上港物流公司董事长任海平告诉记者，由于这是破天荒的第一次，如何定义这罐二氧化碳的“身份”都曾经历过争议——它算不算废弃物？是否要作为进口货物通关？要不要按危险化学品实施监管？这些难点，只有经历实战才会充分暴露，才有机会解决。最终，在海事、海关、边检等部门积极配合下，上海此次首度卸岸操作，为行业积累了经验，为后续完善制度提供了契机。
此外，从船上捕集的碳，必须找到合适的“归宿”。而这罐碳的纯度高达99.7%，完全符合工业用气标准，卸岸后可直接供长兴岛上的工业企业用于焊接、冷却等作业。由此，船舶碳捕集也首次打通碳利用闭环的“最后一公里”，进一步凸显出此次探索对减排的意义。
率先突破，背后是创新与眼光
船舶碳减排的话题近年迅速升温。上海之所以能率先实现突破，关键在于本地各参与方的创新精神和战略眼光。
苏毅告诉记者，早在2018年，他们就察觉到了船舶减碳的潜力，并从诸多技术路线中筛选出船舶碳捕集方向启动研发。6年来，他们从工程样机开始，经过不断测试、优化、迭代，历经中试、产品系列化等开发，最终在2023年实现实船订单突破。
和陆上同类技术相比，在海上捕集碳受更多因素制约——船舶烟气含碳量只有火电厂的约三分之一，捕集起来更困难；船上能源供应紧张，而且空间受限，意味着碳捕集系统必须拥有极高的效率。针对这些挑战，齐耀环保完成了高效吸收剂、低能耗解吸系统、超临界液化系统、模块化设计等一系列达到世界领先水平的技术创新，而且可以根据船东需求和痛点，为不同的船量身定制相关装置。
正因为有如此多的优势，该方案得到长荣海运的认可，并应用于1.4万标箱大型集装箱船“长顶”号。2023年，齐耀环保、长荣海运以及船舶设计方、船级社等相关单位展开合作，历时10个月完成系统设计、船级社认证、设备加工等工作；等到11月，趁着“长顶”号入坞检修的档期，仅用2个月就完成碳捕集装置安装。今年1月中旬，该系统交付后，齐耀环保派出资深工程师随船出海，保驾护航。到4月底，“长顶”号靠泊洋山港，整个系统持续运行超过3个月。
如果说碳捕集主要靠技术牵引，那么，碳循环则更强调上下游协同。物流方面，上港物流不仅为此次二氧化碳运输精心准备，甚至开始为上海港构筑二氧化碳物流体系进行全盘谋划。任海平表示，考虑到未来不同应用场景，他们可能会尝试船舶、集卡、火车等多种物流方式。而在碳应用方面，国电投上海电力积极参与，发挥旗下长兴热电公司的资源优势，利用其在长兴岛上已建成的碳输送管路体系，可以直接将船舶捕集碳送到工业用户厂区门口。
绝非“盆景”，将打开碳循环世界
跳出这个碳储罐“首次”“首创”等光环，可以说，上海此次并非只是打造了一个“盆景”，而是整个体系已具备推广、复制的条件。
苏毅给记者算了一笔账。加装碳捕集装置的“长顶”号，船龄超过10年，动力系统比较陈旧，为满足国际环保排放要求，不得不使用高质量燃油；但加装后，他们一方面可以用更低成本的普通燃油实现达标排放；另一方面，每年最多可减碳4万吨以上，从而在碳税方面获得收入。综合起来看，这套碳捕集装置每年能为船东带来约800万美元收益，而整个改造投入则在千万美元左右。这意味着，该方案在目前就已具备足够吸引力。
更何况，对照国际海事组织的碳减排路线图，包括“长顶”号在内，有一批老旧船只因为碳排放强度过大，面临着强制提前退役的风险；加装碳捕集系统能让这些船的使用年限延长10年甚至更久，其中的收益就更为可观。
事实上，需要碳捕集技术的远非只有老旧船只。由于绿色甲醇、绿氨等减碳方案价格高，供应不足，技术不成熟，根据美国船级社的预测，到2050年，含碳燃料在航运业的占比仍将超过三分之二，换句话说，航运体系对碳捕集的需求将长期存在。
如果将眼光放长远，船舶碳捕集有望成为一把“钥匙”，打开一个更宏大的碳循环世界。上海交通大学机械与动力工程学院副院长朱磊透露，目前正与上海长兴岛热电有限责任公司等合作，研究用绿电催化二氧化碳制备合成燃料；一旦取得成功，船舶上捕集的碳就会变身为绿色燃料，直接用于交通和工业领域。中国科学院上海高等研究院副院长魏伟则表示，未来捕集自远洋船舶的碳可与海上风电相结合，利用风电将海水、碳制备出绿色甲醇和绿色燃料，从而在远海直接打造大规模的绿色化工厂。据测算，由此制备的绿色化工产品，在价格上极具竞争力。
无论从哪个角度看，上海此次“碳”索极具战略意义，既为上海港打开了成为全球“碳枢纽”的想象空间，更可为发展新质生产力注入大量创新和绿色元素。
苏毅透露，上月举行的国际海事组织mepc（海上环保委员会）第81次会议明确，将船舶碳捕集纳入航运业减碳路径并成立了相关工作组。下一步，已加入该小组的齐耀环保将在不断完善产业链合作、拓展技术应用的同时，积极参与全球合作，推动船舶碳捕集认证、监管和标准体系建设。
作者：张懿
文：本报记者 张懿图：受访者供图编辑：施薇
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