机载碳捕集与封存-英国劳氏海事脱碳中心（英）

车载碳捕获利用和储存 航运业的准备情况评估 The劳埃德船级社海上脱碳枢纽 2023年4月 执行摘要 本报告分析了机载碳捕集、利用和封存(OCCUS)的技术准备水平(TRL)、投资准备水平(IRL)和社区准备水平(CRL) 在航运业。它强调了已经确定的关键观察和优先事项，以推动OCCUS的采用。 OCCUS市场是技术主导的，整体TRL整个供应链比IRLandCRL随着技术，特别是在存储和转换阶段，已经在航运业之外进行了部署和验证。IRLandCRL解决方案的有效性和经济可行性尚未确定，并且缺乏所需的法规和政策。 确定了四个关键主题：市场成熟度和经济可行性，政策法规和标准，实现零碳的有效性以及航运在全球碳行业中的作用。 TheadoptionofOCCUSreliesontheformofseveraleconomiccasesforthevariousstakeholdersthroughthesupplychain,andregulationsneedtobeupdatedtoaddresspracticaldeploymentchallenges,includingcarbonaccounting.There 需要大量的基础设施扩展和投资，并需要少量的机载和卸载解决方案，这些解决方案可以成为行业标准，从而产生所需的规模经济和经济生存能力。 随着世界向零碳发展，OCCUS的市场正在经历快速变化，这是因为迫切需要采用符合脱碳里程碑的减排解决方案。尽管预计OCCUS将成为脱碳途径的一步，而不是最后一步 ，但它可能在航运业实现零碳排放的过程中发挥重要作用 。 现有船舶的潜力最大，在这些船舶中，转换为零碳燃料的成本过高，但OCCUS提供了延长资产寿命的途径。 船上碳捕集利用和储存-航运业的就绪性评估 2 TABLEOFCONTENTS Contents 3 船上碳捕集利用和储存-航运业的就绪性评估 Introduction 航运业正在努力减少温室气体（GHG）的排放 ，因为它在全球能源转型中发挥了作用。海事面临越来越大的压力，要求其进一步扩大雄心 ，超出了国际海事组织（IMO）发布的最初的GHG战略1政策制定者正在推动与《巴黎协定 》保持一致，以将全球变暖限制在1.5°C，并设定到2050年实现零排放的途径。 完全脱碳需要用新的零碳燃料代替化石燃料。正在考虑一系列零碳燃料，例如绿色2氨、甲醇和氢气。然而，引入真正的零碳燃料将需要时间。基于这些燃料的推进解决方案正在开发中， 船上碳捕集利用和储存-航运业的就绪性评估 aregraduallybeingdeplosedonoperationalvanesses.TheLloyd'sRegisterMaritimeDecardianisationHubpublishestheZeroCarbonFuelMonitor3，它给出了零碳燃料解决方案在航运中部署的准备程度的总体情况。 WhiletheupdateddecarbonisationtranspectryisbeingnegotiatedattheIMO,short-termmeasuresthatdeliveryemissionsandcarriersrequiresinthenextfewyearshavebeensetbytheIMOrequiredshipowners.Theconversationonwhatmid-andlong-term 在国际海事组织，随着对临时措施的兴趣增加，例如在船上使用碳捕获和储存(CCS)来减少船上操作4碳排放。 在本报告中，我们使用CCS或CCUS一词来描述陆地或海上的碳捕获（利用）和储存，而OCCUS指的是特定的运输案例。 4 1https://www.imo.org/en/MediaCentre/HotTopics/Pages/Reducing-温室气体排放-from-ships.aspx 2在这种情况下，“绿色”是指使用可再生能源生产，使生产中的碳排放量为零或接近于零。 3https://www.lr.org/en/海运/海运脱碳-hub/zcfm/ 4油箱尾流(TTW)排放是与车载燃料使用相关的所有排放。 INTRODUCTION 正在探索几种替代解决方案，用于船上的碳捕获和储存。预燃烧捕获涉及将船舶的燃料转化为气体,然后在燃烧之前捕获二氧化碳(CO2),或者将碳作为固体(例如石墨)去除并产生氢气。燃烧后捕获涉及通过以下几种机制之一从船舶废气中捕获CO2： 1.化学吸收：废气中的CO2被化学溶剂吸收 （例如单乙醇胺）。 2.膜技术：废气中的气体通过选择性渗透物理膜。 3.低温捕集：将废气冷却至 非常低的温度，这导致二氧化碳 冷凝成可以储存的液体。 一旦二氧化碳被捕获，它可以以液体或气体形式或固体碳形式储存在船上。液体储存选项包括使用高压罐或将二氧化碳冷却成可在低压下储存的液体。固体储存选项包括将二氧化碳转化为矿物形式(例如， 石灰石）或使用易于运输和储存的固体吸附剂材料。 船上储存的二氧化碳必须在方便的港口从船上卸载，以便继续运输 图1:板载碳捕获和储存-供应链 通过管道或货船将其处理以与大气永久隔离。这可能涉及永久存储在地下或转化为可用于建筑，制造，农业或化学工业的另一种材料，这些材料不得稍后释放已捕获的二氧化碳。任何后续释放 图1说明了船上碳捕获利用和储存的供应链。 阶段1：捕获和装载存储 阶段2：运输阶段3：转换和 永久存储 永久存储 Capture 板载存储 交通运输 转换 国际供应网络 船上 •塑料 •混凝土 •燃料 •化学品 •藻类栽培 •在港口卸载 •管道 •ShippingCO2作为货物 •道路 •铁路 •燃烧前和燃烧后解决方案 •示例技术： •化学吸收 •膜技术 •低温捕获 •Form: •液体 •气体 •其他物质 •Tank •支撑系统 •耗尽油气藏 •煤层 •深层盐水含水层 4. 氧燃料燃烧：在富氧环境中燃烧船上的燃料以产生富 CO2 船上碳捕集利用和储存-航运业的就绪性评估 然后被捕获的废气。 5.固体吸附剂捕获：使用固体材料捕获CO2，从废气。 5 INTRODUCTION OCCUS供应链的后半部分，即国际供应网络，已经建立，因为存在现有的二氧化碳行业。这是新的供应链的船上部分。然而,随着CO2量的增加以及卸载需求在地理上扩散到更多的位置,国际供应网络将需要发展以适应航运(和其他行业)。 无论在整个供应链中处理二氧化碳，它都会带来重大的安全问题，必须通过技术，运营和监管措施来解决 。 Awiderangeofregulationsalreadyapplythroughthesupplychain.Fromashippingoperationperspective,somegovernmenttheshipandthewastescollectedthroughnormaloperations,othersgovern 从陆地向海洋排放废物。如图1所示，OCCUS受船舶监管的这两个方面的约束。此外，一系列法规适用于下游卸载然后将港口中的CO2储存(例如在海底地质储存中)或重新使用(例如以产生燃料)。 本报告解决了“行业如何准备使用OCCUS解决方案进行运输？”的问题。它基于劳埃德船级社海上脱碳中心（中心）使用零碳燃料监测器（监测器）的原理进行的研究。5然而，OCCUS不包括在当前版本的Monitor中，因为它是一种与几种燃料结合使用的技术 ，而不是一种本身的燃料。 该报告涵盖了从初始捕获到永久存储或转换的最终目的地的整个OCCUS供应链。它确定了行业内继续推进准备工作所需的关键优先事项，并概述了OCCUS发展中市场的主要趋势 。 WewelcomeallfeedbackontheMonitor,andthisreport.Ourwebsiteincludesacontactusform6贡献和讨论。 船上碳捕集利用和储存-航运业的就绪性评估 6 5https://www.lr.org/en/海运/海运脱碳-hub/zcfm/ 6https://www.lr.org/en/海运/海运脱碳-hub/zcfm/dashboard/ Methodology ThisreportprovidesappliesthesamemethodologyasisusedintheZeroCarbonFuelMonitortoassessmentthereadinessofzerocarbonfuels.Theentire供应链issubjecttoreview,evaluatingreadationlevelsfromthreeperspections:technology(TRL)、投资(IRL)和社区(CRL). TheTRL 遵循从概念阶段（1级）到扩大规模（6-8级）到全面运行（9级）的技术发展。IRL表示 船上碳捕集利用和储存-航运业的就绪性评估 解决方案的商业成熟度，从最初的商业想法（1级）到扩大规模（2-3级）到可靠的投资（6级）。CRL表示从社会挑战（1级）到在相关环境中证明的解决方案（6级）的解决方案的社会成熟度。CRL涵盖了一系列方面 ，如监管发展，可持续性标准和社区接受度。 Theappendixgivesadescriptionofallthereadylevelsused.Theassessmentiscarriedoutacrosstheend-to-endsupplychain,breakeddowninto 上述三个阶段。评估 图2:不同就绪类别之间的近似关系 适用于燃料的方法，也用于OCCUS，在网站上有充分的描述7图2显示了不同准备类别之间的关系。 TRL 1 2 3 4 5 6 7 8 9 IRL 1 2 3 4 5 6 CRL1 23456 77https://www.lr.org/en/海运/海运脱碳-hub/zcfm/assessment-method/ 这表明，在技术被证明是可靠的之前，投资准备水平不太 可能超过2级。这并不意味着在此过程的早期就不需要投资，而是我们的级别在扩大规模时认识到投资期限的变化 。尽早释放投资是建立发展所需动力的关键。之间的联系 。CRL andIRL和之间CRLandTRLarelooser.Insomecases,regulationscanbeformulatedinexpectationoftechnologybeingdeveloped.Therearealsoinstanceswherecommunityacceptancemayinitiallybeforwingbutthenwithdrawnata laterstage. Themethodologyreviewsreplicationslevelsinthespecific contextofthemarkitingindustry.Therefore,itmaybethatourreademptionlevelsdifferentfromthosepublishedforotherindustries.Forexample,CCUSiswellestablishedonland,sotheTRL在这种情况下，碳捕获可以被评为9。然而，成功的航运部署不太成熟，因此，本报告中的准备水平预计会 更低。 在考虑技术解决方案时，就绪级别基于最现成的技术 -例如,对于机载捕获,这是HFO的燃烧后化学吸收。 尽管提高石油采收率（EOR）是一种公认的碳使用方 法，但由于涉及到进一步的化石燃料的生产以及最终增加的唤醒（WTW）排放，因此超出了本报告的范围。8. 所采用的方法是根据当今正在开发的OCCUS解决方案所解 决的燃料，为当前运输中使用的所有化石燃料提供一个单一的准备数据。随着解决方案的发展，