一項新研究表明,將船上重燃油(HFO)燃燒過程中捕集的二氧化碳應用于混凝土生產,是所有碳利用途徑中減少排放效果最顯著的方式之一,最高可達60%。
全球海事脫碳中心(GCMD)最近開展了一項生命周期評估(LCA),以探索船上碳捕集與封存(OCCS)在減少溫室氣體排放方面的潛力。這項名為“Colossus”(碳捕集、卸載、陸上封存、利用和永久封存)的研究深入分析了整個碳價值鏈中的溫室氣體排放和成本,涵蓋了從燃料生產、運輸和使用到船上二氧化碳捕集及其最終處置的全過程。
GCMD表示,該研究以HFO的WtW溫室氣體排放93.3 gCO2eq/MJ作為與其他方案進行比較的基準,探討了5種OCCS技術、6種船用燃料選項和三種捕集后場景。在OCCS技術中,考察了基于傳統單乙醇胺 (MEA) 的OCCS技術的不同捕獲后方案, MEA是目前最成熟的OCCS技術。
研究得出的主要結論有:
- 對于使用HFO燃料的船舶,部署MEA OCCS技術,可使溫室氣體排放減少29%;
- 若改用生物液化天然氣(LNG)或廢食用油制成的生物柴油為燃料,部署MEA OCCS技術,減排量分別可達69%、121%;
- 在所評估的捕獲后方案中,將捕獲的二氧化碳固定在混凝土中,可部分替代岸上應用對高碳水泥的需求,從而可以在整個碳價值鏈中將溫室氣體減排量從29%提高到60%;
- 捕集后的運輸和永久貯存只會增加極少的排放,運輸捕集后的二氧化碳每1000公里僅占一艘部署MEA OCCS的船舶排放量的1%;
- 捕獲的二氧化碳和可再生電力可用于生產電子甲醇,使用這種清潔燃料的船舶額外獲得17%的減排量。
此外,根據研究,以一艘MR油輪為例,在安裝全尺寸、具有全熱回收功能的OCCS系統且捕獲率為40%的情況下,則避免的碳排放成本估計為269-405美元/噸二氧化碳。
綜上所述,該評估指出,采用MEA技術的OCCS系統時(總捕獲率為 40%),重油動力船在2032年前、LNG動力船在2035年前均可達到國際海事組織(IMO)燃料強度指標(GFI)要求。此外,該組織表示,如果化石燃料完全被生物燃料取代,OCCS系統有希望大幅減少排放,甚至足以實現更為嚴苛的2040年目標。
盡管OCCS有望助力海運業實現脫碳,但仍需應對多重挑戰。根據GCMD及其合作伙伴去年10月進行的一項行業分析,該技術面臨的主要障礙包括燃料罰款、胺溶劑補充、人力、維護和碳卸載服務所產生的經常性額外成本。
此外,目前大多數港口缺乏有效卸載和儲存捕獲的碳所需的基礎設施,使問題更復雜。根據GCMD、英國勞氏船級社(LR)和ARUP的評估,只有少數港口擁有卸載液化二氧化碳所需的基礎設施。