“要實現(xiàn)船舶溫室氣體減排戰(zhàn)略目標，目前需從兩個方面著手，一是將新型綠色燃料用于發(fā)動機;二是采用排放后處理技術。”中國船舶集團有限公司第七一一研究所(以下簡稱七一一所)總工程師王鋒近日在接受《中國科學報》專訪時如是說。

2023年7月， 國際海事組織海上環(huán)境保護委員會第80屆會議通過船舶溫室氣體減排戰(zhàn)略，提出了“國際航運溫室氣體排放盡快達峰，并考慮到不同國情，在接近2050年前后達到凈零排放”的目標。在專訪中，王鋒分析了船舶發(fā)動機降碳減排的技術路徑，并給出解決方案。

核心零部件改型升級

《中國科學報》：制造一臺船舶發(fā)動機的成本高昂，我們能否對現(xiàn)有船舶發(fā)動機進行合理改造，以適應不同燃料?

王鋒：對船舶發(fā)動機核心部件進行優(yōu)化改造，可以使其適應不同燃料的燃燒特性。

2023年，我們在已有的CS21柴油機上通過加裝低壓甲醇噴射閥和雙燃料控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了低成本甲醇柴油雙燃料改造升級，使甲醇最高替代率不低于60%。后來我們又基于自主研發(fā)的甲醇柴油雙燃料高壓噴射系統(tǒng)使甲醇最高替代率超過95%，同時減少60%的氮氧化合物和99%的硫氧化合物排放。

下一步，我們將進一步改造船舶發(fā)動機，以適應其他可以實現(xiàn)降碳減排的新型燃料。

《中國科學報》：對柴油發(fā)動機進行加裝改造，成本必然會增加，用戶為什么愿意花這筆錢?

王鋒：國際海事組織是國際航運規(guī)則的主要制定者，最新的船舶溫室氣體減排戰(zhàn)略有明確的要求。如果達不到減排要求，船東必然面臨懲罰，比如支付碳稅，這筆錢比改造費用貴，用戶在算清這筆賬后就能意識到現(xiàn)在升級改造是劃算的。

《中國科學報》：改型升級后的船舶發(fā)動機核心零部件產(chǎn)品是否已經(jīng)投放市場?

王鋒：我們自主研發(fā)的CS21DF-M甲醇雙燃料中速機將于2024年下半年交付示范應用，大部分基于原柴油機的零部件已經(jīng)通過實船運行考核，燃料噴射系統(tǒng)已完成上千小時平臺可靠性試驗。

開發(fā)碳排放捕集系統(tǒng)

《中國科學報》：在未來很長一段時間內，含碳能源仍將占主導地位，有沒有既能保留含碳能源的使用，又能控制碳排放的技術方案?

王鋒：七一一所很早就意識到這是船舶減排路徑上不可避免的一個階段，因此先后部署了圍繞高效二氧化碳捕集、低能耗二氧化碳分離、低溫二氧化碳深度液化等關鍵技術的攻關，并開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權的船用碳捕集產(chǎn)品，解決了傳統(tǒng)碳捕集技術捕集效率低、能耗高、體積大等問題。

我們開發(fā)的船載碳捕集系統(tǒng)(OCCS)已有實船交付案例。2023年1月，我們給14000TEU(標準箱)集裝箱船加裝了脫硫和碳捕集系統(tǒng)，已經(jīng)成功完成試航。這套碳捕集系統(tǒng)涵蓋了二氧化碳吸收、分離、壓縮再液化、存儲全工藝流程。通過加裝碳捕集系統(tǒng)，該船每年碳減排4.4萬噸，而項目改造總成本不到甲醇燃料或氨燃料動力改造成本的一半。

今年4月底，該船將在上海洋山港進行C型罐二氧化碳岸端卸載回收，這也是船用碳捕集產(chǎn)業(yè)閉環(huán)中的里程碑式案例。未來碳捕集系統(tǒng)的加裝有望成為航運業(yè)實現(xiàn)大規(guī)模碳減排的一條有效技術路線。

《中國科學報》：既然碳捕集系統(tǒng)的效果很好，有沒有可能實現(xiàn)100%的碳捕集，也就是完全的零碳排放?

王鋒：從技術角度來說沒有問題，但還需要兼顧成本。以在航行中的14000 TEU集裝箱船為例，我們捕集20%的碳就可以滿足目前的排放要求，更大比例的碳捕集要增加能耗和存儲空間。目前來看，我們的碳捕集系統(tǒng)完全可以達到未來更嚴苛的船舶溫室氣體減排戰(zhàn)略目標。

提升國際話語權

《中國科學報》：前面你多次提到國際海事組織，能否從你了解的情況談談中國在這個組織里處于什么地位?

王鋒：國際海事組織是聯(lián)合國負責海上航行安全和防止船舶造成海洋污染的一個專門機構，總部設在英國倫敦。中國作為國際海事組織的成員國，需要履行國際公約，包括執(zhí)行相關的減排規(guī)則。

據(jù)了解，今年3月，國際海事組織船舶系統(tǒng)與設備分委會第10次會議召開，會議共設20項議題，收到各國提案58份，其中來自中國的提案有14份，數(shù)量連續(xù)6年居成員國之首。

近年來，國際海事組織不斷更新規(guī)則和標準，中國多次深度參與。2021年國際海事組織第32屆大會審議通過了海上安全委員會提交的《關于船舶交通服務指南的大會決議草案》，該修訂工作歷時5年，這也是我國在深度參與國際海事事務中貢獻中國方案、提高規(guī)則制定話語權的一項重要成果，提升了我國在船舶交通服務領域的國際影響力。

《中國科學報》：國際海事組織提出的船舶溫室氣體減排戰(zhàn)略的最后期限馬上就要到來，如果實現(xiàn)不了怎么辦?

王鋒：作為該戰(zhàn)略的一部分，國際海事組織同意在2025年實施某種形式的排放價格，以縮小化石燃料和綠色能源之間的價格差距。

今年3月，在國際海事組織最新一輪會談中，34個國家支持對航運業(yè)產(chǎn)生的溫室氣體排放進行收費，較2023年上一輪談判的支持率大幅上升，預計明年被國際海事組織采納。

從科研從業(yè)者的角度出發(fā)，我們預期將有一批新技術、新工藝投入開發(fā)與應用，而且隨著這些年來我國造船技術水平的提升，我們對實現(xiàn)船舶溫室氣體減排戰(zhàn)略目標是有信心的。

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