海洋部门是全球贸易的重要支柱，但也是温室气体排放的重要贡献者。随着应对气候变化的紧迫性日益增强，航运业面临着减少碳足迹的越来越大的压力。新立法，尤其是排放交易系统 (ETS)，正在促使船东减少船舶的二氧化碳排放。人们正在探索各种策略。一种是使用碳排放量较低的替代燃料，如合成甲醇。第二种解决方案是零排放燃料——氨和氢(压缩或液态)，甚至是负排放燃料，如从生物废物(如粪肥或泥浆)中提取的生物液化天然气。一种补充解决方案是一种创新船舶系统的概念，该系统能够通过船对船转运接收捕获的二氧化碳，将其储存在船上并排放到岸上设施。波兰船舶设计办公室Seatech Engineering和Wavelength Technology Center目前正在开发这种有前途的解决方案 。碳捕获转运船 (CCT) 是一种船舶概念，旨在从配备船上碳捕获技术的船舶接收液化二氧化碳，然后将其储存并卸载到岸上。
了解 CCT 概念
碳捕获转运船将先进的碳捕获技术与海上物流相结合。该概念涉及专门的沿海船舶或自航驳船，采用全电动推进和高机动性，旨在实现具有成本效益的船对船(LCO2 接收)和船对岸作业(LCO2 排放)。这种灵活的装置旨在从多个来源和不同类型的船舶(如游轮、集装箱船、散货船、滚装船、油轮等)接收捕获的二氧化碳，并在必要时保持闲置状态而不排放任何货物。
转移的二氧化碳应储存在由 C 型罐组成的货物围护系统中，其容量足以从多艘补给船上收集二氧化碳。在此操作期间，接收的 LCO2 应保持恒定压力，并管理接收的蒸发气体。一旦 CCT 满载，它应前往最近的接收设施进行最终利用 - 将 LCO2 永久储存在空油库中或进一步转化为合成替代燃料，例如电子甲醇。
主要技术特性
CCT 的关键技术特点——从 Wavelength 开发的先进碳处理系统到基于 LNG 装置的定制船舶设计(Seatech Engineering 在这方面拥有丰富的经验)——将这种船舶概念定位为一种重要的解决方案，提供减少排放和提高运营效率的全面方法。
船尾配备两台方位推进器，船头配备一至两台隧道式推进器，确保船舶具有较高的机动性。CCT 还可选配可伸缩式船头推进器。
CCT 的设计具有从主指挥位置到驾驶室的良好 360 度可视性。CCTV 应安装在阴凉处。
补给船上的碳捕获设施与 CCT 之间的 CO2 传输将通过配备所有安全功能的低温软管连接进行。软管传输由位于船中部的软管搬运起重机或专门设计的 LCO2 传输臂完成。此外，应使用与 LNG 类似的低温软管和专用接头来传输液化 CO2，以防止 LCO2 突然膨胀导致形成干冰。
无论有无蒸汽回流连接，都可以进行 CO2 传输。如果供应船配备蒸汽回流连接，则可以使用 CCT 自己的 CO2 压缩机将液体推回并卸载碳捕获系统罐。如果供应船上没有蒸汽回流连接，则需要能够通过自己的泵或 PBU 系统卸载 CO2。
LCO2 应装入并储存在低压(7-10 barg)的 C 型储罐中。如果供应船以中压(12-19 barg)储存 CO2，CCT 首先将 CO2 接收到为该压力准备的较小甲板储罐中，然后使用船上的再液化装置逐渐将其转移到专用货油罐中以降低气体压力。
LCO2 的温度应根据储存介质的体积和储罐的质量进行调整。温度范围为 -30 0 C 至 -55 0 C。
该船可选配级联式 LCO2 液化系统。然后，该装置将使用货物压缩机和制冷剂回路来防止 CO2 蒸发气体增加储罐压力。为了减少蒸发，LCO2 储罐将覆盖隔热材料(聚氨酯喷涂泡沫，带硬顶衬里)。
该船还配备了保管转移系统 (CTS)，以对接收量进行财务计量，并向源船提供接收量的第三方认证转移单。CTS 系统基于油箱液位测量和船舶调整。
为了卸载 LCO2，应将 CCT 运送到附近的 CO2 枢纽码头，在那里收集的货物将通过深井泵排出。如果需要，可以在没有蒸汽回流的情况下卸载货物。少量液态 CO2 将始终保留在罐底，以保持罐体冷却并准备好接收下一批货物。
有什么好处?
碳捕获转运船概念提供了一系列好处，对海运业的脱碳进程做出了重大贡献。
减少航运排放
海运业约占全球温室气体排放量的 3%，主要来自重质燃油的燃烧。设计 CCT 通过在源头捕获二氧化碳排放来解决此问题，使航运公司能够显著减少其总体排放量并遵守国际法规。这种碳捕获方法可以大幅减少总体海运温室气体排放量。
支持法规遵从性
国际海事组织 (IMO) 制定了到 2050 年将温室气体排放量减少一半的宏伟目标，CCT 为寻求满足这些监管要求的航运公司提供了可行的解决方案。通过实施碳捕获技术，公司可以展示其对可持续发展的承诺并增强其竞争优势。
经济可行性
CCT 概念不仅有助于实现环保目标，还能提供经济激励。采用碳捕获技术的航运公司可从潜在的监管信用中获益，减少与二氧化碳排放相关的费用，并提升作为环保运营商的品牌形象。
实现碳利用
捕获的二氧化碳可以以各种方式重新利用，创造新的经济机会。例如，它可以用于生产合成燃料，促进循环经济并减少对化石燃料的依赖。这种方法不仅可以减少排放，还可以为各个行业的创新应用铺平道路。
循环经济
大规模使用电子甲醇等合成燃料在很大程度上取决于生物源二氧化碳的获取。通过将电子燃料的使用与碳捕获技术和物流相结合，可以在电子燃料生产者和消费者之间部分地再循环碳含量，从而减轻对主要生物源二氧化碳的压力。
但也有挑战……
尽管 CCT 具有巨大潜力，但它也面临诸多挑战。目前的主要障碍是缺乏用于船上捕获的 LCO2 的陆上接收基础设施。许多港口缺乏接收、储存和处理 LCO2 的必要设施。这包括用于储存的专用储罐、用于运输的管道以及用于利用或封存的加工厂。这一基础设施缺口限制了海运业在拥有现成的 CCT 海上碳捕获设计的情况下为脱碳工作做出贡献的潜力。开发支持这些运营的必要基础设施(包括转运枢纽和碳储存设施)将需要大量投资和时间，但值得付出努力。此外，还需要一个明确的解决方案来处理捕获的 CO2。使用碳的合成燃料是未来的发展方向，尤其是与绿色氢结合时。
碳捕获转运船概念代表了应对海运业环境挑战的前瞻性解决方案。通过将碳捕获技术整合到船舶运营中，CCT 装置可以显著减少排放、提高运营效率并支持可持续的经济实践。随着海运业向低碳未来转型，CCT 概念在促进有意义的变革和实现脱碳目标方面发挥着关键作用。Seatech Engineering 和 Wavelength 计划共同进一步开发这一概念，并期待船东愿意接受建造此类装置的挑战。与此同时，他们已经在研究一种多用途方案的概念——多燃料加油船与 CCT 功能相结合，以解决更广泛的支持范围——收集 LCO2 并为船舶提供必要的燃料。他们相信，准备从海上航行的船舶接收二氧化碳，以及紧迫的法规和高额的排放费，将鼓励其他造船企业在其船上安装二氧化碳捕获设备。
