國際海事組織船舶碳捕集與存儲技術討論進展

摘 要：船舶碳捕集與存儲（OCCS）技術在船舶溫室氣體減排方面可發揮重要作用。本文通過系統梳理分析IMO目前有關OCCS技術的相關提案及討論結果，以明晰OCCS技術在船應用進展。討論結果表明：OCCS技術應用的相關體系還不成熟，OCCS技術的相關法規和技術框架是各方關注的焦點；受船舶溫室氣體減排其他法規和導則的影響，OCCS上船應用的進展較為緩慢，且不會在短期內達成。因此，OCCS技術作為實現國際航運凈零目標的過渡解決方案，各方有必要進一步加強對這一技術的研究和探討。

關鍵詞：船舶；二氧化碳；碳捕集與存儲；法規

0 引 言

CO2的捕集、存儲與利用正受到科學界和工業界的廣泛關注[1-2]。碳捕集與存儲技術是指將CO2從大氣或燃燒排放源捕獲并分離出來，輸送到油氣田、海洋等地點進行永久封存，從而阻止或者顯著減少溫室氣體的排放，以減輕對地球氣候的影響。

目前，陸上碳捕集、利用與封存技術取得了顯著進展[3-4]，而CO2捕集技術可為船舶提供有效的CO2減排路徑，是近期航運業實現脫碳的關鍵技術之一，受到各方廣泛關注[5]，且各大船級社亦有關于OCCS技術應用指南。聯合國政府間氣候變化專門委員會的報告亦認可碳捕集和存儲是實現碳中和的手段之一。

國際海事組織（IMO）2023年溫室氣體（GHG）減排戰略提出在2050年前后實現國際航運凈零排放的宏偉目標。船舶碳捕集與存儲（OCCS）作為一項GHG減排技術，對于實現IMO 2023年GHG減排戰略要求的目標至關重要，尤其是OCCS技術可作為中短期技術路線，有助于實現該戰略提到的“到2030年，應用零或近零溫室氣體排放技術、燃料和/或能源，至少占國際航運所使用能源的5%，力爭達到10%”。

本文梳理截至IMO海上環境保護委員會（MEPC）第80次會議有關OCCS技術的提案和討論結果，以期明晰OCCS技術在船應用進展，供相關方參考。

1" OCCS技術相關提案

IMO關于OCCS技術的討論始于MEPC 76。從MEPC 76至MEPC 80搜集到有關OCCS技術的提案共15份，提案方以韓國、中國、日本、挪威等為主，具體見表1。

從表1可以看出，關于OCCS技術的術語比較混雜，有多種提法。為便于討論，本文將相關提法統一為船舶碳捕集與存儲（OCCS）技術。

2 OCCS技術討論進展

以下以MEPC屆次為序分析OCCS技術相關提案內容，介紹OCCS技術討論進展。

2.1" MEPC 76和MEPC 78

MEPC 76/7/17號文件建議修正當前新船能效設計指數（EEDI）和現有船能效指數（EEXI）計算公式的2個選項，以便體現從船上CO2捕獲實現的CO2減排（CO2清除）。此文件被推遲至MEPC 78討論。MEPC 78建議進一步審議船上CO2捕獲的概念，并邀請各方提交進一步信息和具體建議案。

MEPC 76/7/44號文件建議將船上CO2捕獲作為一種GHG減排技術體現在營運碳強度指標（CII）計算框架中，修改CO2排放總量計算公式，納入一個變量，以涵蓋所有CO2捕獲系統產生的CO2減排效益，其中包含從測量的煙氣中捕集的CO2總量。該但建議未被IMO采納。

2.2" MEPC 79

MEPC 79/6/4號文件提到日本同意有必要在EEDI計算中納入船載CO2捕集設備的CO2減排效果，但不應在EEDI法規的框架中考慮設備的實際運行和碳儲存等操作因素。

MEPC 79/7/4號文件建議審議從碳捕獲技術中獲得的CO2減排，并在EEDI/EEXI和CII框架中加以規范，同時提供了2018年EEDI計算導則和2022年CII導則的修正案草案。

MEPC 79/7/6號文件提供了2018年EEDI計算導則的修正案草案，以納入安裝船舶廢氣碳捕獲系統（CCSE）所產生的CO2減排效果，主要包括在EEDI公式中增加在船上安裝CCSE后CO2捕獲率及其修正系數，以及因安裝CCSE而產生的額外的CO2排放。

MEPC 79/7/7號文件考慮到MEPC 79/7/6號文件中建議的更新EEDI計算導則，建議修訂2014年EEDI檢驗和發證導則，其中包括安裝CCSE所產生的積極減排效果，以適應在船上安裝CCSE，并修正在設計階段對達到的EEDI的初步驗證和在海上試驗中對達到的EEDI的最終驗證。

MEPC 79/7/16號文件建議審議碳捕獲系統如何減少航運溫室氣體排放，以及IMO在計算、驗證和發證方面需要解決的事項。

MEPC 79/7/22號文件建議將船上CO2捕獲系統的CO2減排納入IMO溫室氣體監管框架，包括EEDI、EEXI和CII。

MEPC 79/INF.27號文件介紹韓國CO2捕獲系統的最新發展情況，說明CO2捕獲系統的組成，該系統分為3個不同的系統（廢氣前處理系統、CO2吸收系統和CO2封存系統），并提供了關于各種試驗項目的信息。

MEPC 79未詳細審議上述文件所載建議案，而是側重于如何推進相關問題的審議工作，并同意在MEPC 80上進一步審議上述文件，并邀請各方提交進一步信息和具體建議案。

2.3" MEPC 80

MEPC 80/7號文件介紹適用于不同船舶類型和大小（集裝箱、散貨和油船）、主要碳基燃料以及作為改裝或新造一部分的全部和部分適用的船上碳捕獲（OCC）的技術和經濟方面的分析；指出盡管目前與OCC相關的能源要求及其CO2減排成本較高，但是可進一步開發OCC，以降低化石燃料船舶的碳排放強度。

MEPC 80/7/7號文件為多方聯合編寫提交，建議啟動船上CO2捕獲的專門工作流程并制定工作職責草案，其中包括以結構化的方式審查當前IMO法規框架、如何將船上CO2捕獲納入IMO法規框架，審查船上CO2捕獲的技術進展現狀，以及審議與價值鏈不同部分相關的問題。

MEPC 80/7/10號文件介紹船上碳捕獲技術處理船用柴油機廢氣的要求、標準和優點。

MEPC 80/INF.14號文件為MEPC 80/7號文件所述適用于不同船舶類型和大小、作為改裝或新造的船上碳捕獲技術的研究報告。

MEPC 80/INF.31號文件提出根據燃料中碳的來源和CO2去向，對零排放和負排放進行初步評估，指出必須有效和準確地核算采用可持續船用燃料和船上碳捕獲產生的溫室氣體排放。

MEPC 80/INF.32號文件建議采取政策行動，通過碳捕獲、儲存、利用與封存，限制發動機尾氣的溫室氣體排放。

MEPC 80同意以MEPC 80/7/7號文件為基礎，審議與船上CO2捕獲有關的建議案，并向委員會建議推進工作的方法。

3 討 論

OCCS技術在減少溫室氣體排放方面可發揮重要作用，但目前OCCS技術在船舶商業應用方面仍處于早期階段，技術成熟度較低，仍需大量研發工作，各種技術和安全問題仍在不斷演變中。因此，一部分有關方認為建立船上CO2捕獲專門工作流程為時尚早，并傾向于采取更加統籌的方法，將其作為進一步制定船用燃料全生命周期評估框架的一部分，因而也不支持在EEDI和EEXI框架中納入船上CO2捕獲；還有一部分有關方認為對這一問題采取統籌方法并謹慎審議，強調應首先確立OCCS技術的計算、封存、處置和驗證機制，以確保船上CO2捕獲系統的有效性和穩健性，特別是確保安全封存已捕獲的CO2，可持續地將其運送至港口接收設施以便永久封存或使用，從而保證被捕獲的碳不會被重新釋放回大氣。另一部分有關方認為OCCS技術作為實現IMO溫室氣體減排戰略中規定的目標水平的重要技術手段，應支持快速發展OCCS技術，盡快啟動專門工作流程，以確保IMO及時制定適當的法規框架。

目前，IMO針對OCCS技術在船應用問題還在激烈討論中，相關法規框架還不成熟，且OCCS技術相關的術語比較模糊。因此，建議IMO統一定義相關術語，明晰相關定義邊界，以便開展討論，避免術語混亂，進而導致不必要的誤解。

4 結束語

目前，需要急迫解決的是OCCS技術上船的法規及其對其他船舶GHG減排措施影響的問題。OCCS技術在船應用與船用燃料全生命周期溫室氣體強度、EEDI、EEXI、CII、船舶能效管理計劃等GHG減排中短期措施有較大關聯，如何使OCCS技術融入中短期措施相關導則中值得深入探討。

從各方針對OCCS技術的討論來看，受船舶溫室氣體減排其他法規和導則的影響，OCCS技術的相關法規和技術框架不會在短期內達成，進展較為緩慢。從中長期看，在國際航運向零碳燃料轉型的過程中，OCCS技術作為實現凈零目標的過渡解決方案，有必要進一步加強對這一技術的研究和探討。

參考文獻

[1] HEPBURN C， ADLEN E， BEDDINGTON J， et al. The technological and economic prospects for CO2 utilization and removal [J]. Nature， 2019， 575（7781）： 87-97.

[2] Greig C.實現凈零排放[J].Engineering，2020，6（12）：25-29.

[3] 張凱，陳掌星，蘭海帆等.碳捕集、利用與封存技術的現狀及前景[J].特種油氣藏，2023， 30 （02）： 1-9.

[4] 張力婕，張英，黎曉璇.二氧化碳捕集技術研究進展[J]. 中外能源， 2023， 28 （12）： 73-81.

[5] 王立健，曹林，魏志威.船舶碳捕集技術應用前景與展望 [J]. 中國船檢， 2020， （11）： 66-71.

作者簡介：

饒春彬，安徽省江淮船舶檢驗局，工程師

薛樹業，上海海事大學商船學院，工程師

李帥，洋山港海事局，船舶安全檢査中心副主任