8月26日《日本经济新闻》报导说，日本最大造船公司今治造船和日本最大海运公司日本邮船等7家公司将开发运输船，共同致力于二氧化碳(CO₂)的海运业务。随着脱碳共识在全球取得进展，因应地下储存CO₂的运输需求扩大。通过船舶设计的标准化等降低成本，在日本实现CO₂运输船的大量建造。
CO₂液化运输船
这是日本船运业应对全球气候变化，减少碳排放的一项重要举措。
要理解这一报导，有必要梳理以下几个问题：与CO₂运输相关联的技术、市场、以及前景；CO₂液化运输专用船舶及其制造，以及日本在该领域的地位。
首先，我们了解一下减少碳排放的技术，即碳捕集、利用与封存（CCUS）技术。该技术是减少CO₂排放、应对气候变化的重要手段。它涉及CO₂捕集，然后将其用于各种工业应用或将其安全地储存在地下，以防止CO₂进入大气。
碳捕集（Carbon Capture）又分为“工业捕集”与“直接空气捕集（Direct Air Capture, DAC）”两部分。前者是捕集大型工业设施（如电厂、钢铁厂、水泥厂）排放废气中的CO₂，常用的技术包括化学吸收、物理吸收、膜分离和冷凝等；后者则从大气中直接捕集CO₂，适用于减少大气中现有的CO₂含量。
碳利用（Carbon Utilization）的工业用途为制造化学品、燃料、建筑材料等。例如，CO₂可以用来生产碳酸饮料、肥料（尿素）和合成燃料。以及“增强型油气采收（Enhanced Oil Recovery, EOR）”，即注入CO₂到老化油田中以提高石油采收率，同时部分CO₂被永久封存。
碳封存（Carbon Storage）可分为“地质封存”与“海洋封存”。前者将捕集到的CO₂注入到地下的深层岩层、枯竭的油气田或盐水层中，封存于地下数千年。后者，则把CO₂注入海底，这种方法存在一定的环境争议，因其可能影响海洋生态系统。
北海道苫小牧CCS示范项目，图片出自 经济产业省资源能源厅官网
随着全球碳减排目标的推进，CCUS技术的需求将急剧增加。特别是在重工业、化石燃料发电和化工行业，CCUS可能成为减少碳足迹的关键手段。尽管目前CCUS技术仍面临一些挑战，如高成本和技术复杂性，但随着技术进步和政策支持的增强，CCUS将在未来几十年内扮演越来越重要的角色。在应对气候变化的过程中，CCUS不仅能帮助减排，还能创造新的经济机会，推动能源和工业领域的转型。
随着全球碳排放市场的扩大，CO₂的跨国运输也就成为了时代的召唤。
CO₂液化运输需要专用船舶。这类船舶通常被称为液化二氧化碳（LCO₂）运输船。由于CO₂在液化状态下需要在低温(LCO₂通常在-50℃到-60℃的低温下储存)和高压(LCO₂的运输压力通常在6-8 MPa范围内)条件下运输，这种船舶需要具备特定的技术和设备，以确保运输过程的安全性和效率。譬如，具备低温储罐系统，能够维持这些极低温度。有强大的结构和高效的压力控制系统，为了防止冷量损失和LCO₂蒸发，船舶通常需要采用高效的绝热材料来覆盖储罐，并配备先进的监控和应急处理系统，以应对任何可能的泄漏或其他突发状况。
那么，建造一艘LCO₂运输船需要多少费用呢？一般来说，LCO₂运输船的大小会影响成本。较小的船舶（例如几千到几万吨级）可能需要1亿至2亿美元左右，而更大型的船舶（例如超过5万吨级）费用可能会更高。LCO₂运输船需要具备特殊的低温储存和高压管理系统，这些技术需求增加了建造成本。通常，这些技术含量较高的船舶，每艘的成本可能在1.5亿到3亿美元之间。在考虑到材料与设备，设计与研发成本，对于新型船舶，可能需要投入额外的几千万美元进行研发和测试。
显然，一家船厂单独承造这样的船舶，无论从风险控制、资金投入、还是市场开拓都面临很多挑战。因此，日本的7家企业采用共同开发的模式来应对这个挑战。
川崎汽船的LNG运输船
这7家企业依次为三家海运公司、两家造船企业、两家船舶设计与制造企业，分别为：川崎汽船、商船三井、日本邮船、三菱造船、今治造船、日本海运联（Japan Marine United Corporation）和日本shipyard。
日本海运联的在建船舶
通过联合多家公司，形成技术和资源共享，能够更好地应对新兴市场需求。这种联合体模式可以加速技术创新，并通过集体力量应对高技术壁垒，特别是在开发新型运输船舶和优化运输流程方面。对于日本企业来说，确保新型运输船舶的安全性和效率至关重要。联合开发和市场扩展不仅能提高技术竞争力，还能增强在全球市场中的影响力。
回到本文开篇提及的碳捕集、利用与封存技术，日本在这些技术方面处于世界领先水平。从公开的资料里，可以得到以下几个事例。
1. 碳捕集技术：日本拥有多项先进的碳捕集技术，并且已经在多个示范项目中应用。例如，日本的大崎Coolgen项目就是一个结合了燃煤发电和碳捕集技术的示范项目。该项目成功展示了碳捕集的可行性，并为大规模推广奠定了基础。日本的企业和研究机构，如东芝、三菱重工等，正在开发新一代的低能耗、高效率的碳捕集技术。这些技术不仅适用于电力行业，还适用于工业制造领域。
广岛大崎Coolgen项目，图片胡子引用自 JGC官网
2. 碳利用技术：日本在CO₂转化为化学品、燃料等方面进行了大量研究。例如，通过CO₂合成甲醇、合成燃料等工艺，日本已经取得了一定的成果。这些利用技术有望减少大气中的CO₂含量，同时提供新的经济价值。日本也在积极开发利用CO₂的建筑材料，如利用CO₂固化混凝土。这类技术不仅可以封存CO₂，还能提高材料性能。
3. 碳封存技术：日本已经在海底和陆地上进行了一些CO₂封存的试验项目。例如，Tomakomai（苫小牧）项目是在北海道的一个CO₂碳封存示范项目，该项目将捕集到的CO₂注入海底深层地质构造中进行封存，取得了重要进展。日本也在进行广泛的地质研究，以确定适合长时间封存CO₂的地点。这些研究确保了封存的安全性和长期稳定性。
4. CO₂运输技术：日本正在评估并开发适合国内地理环境的CO₂管道运输技术。由于日本地形多山，如何在复杂地形中建设和维护CO₂管道是一个重要课题。考虑到地理和经济因素，日本也在研究通过船舶运输LCO₂的技术。这种方式对于岛国来说尤其重要，因为它可以实现跨区域的CO₂运输。
本文介绍的7家船运企业的联合，就是针对CO₂运输。目标锁定为实现2028年以后国际间大规模液化CO₂海上运输，开始共同探讨确立液化CO₂运输船标准规格和标准船型。
供稿 / 戴维 未特别注明出处的照片均出自各公司官网
编辑 JST客观日本编辑部
