一场与“零碳”较量的设计——访江南造船二氧化碳运输船研发团队

江南造船 Yesterday

全球气候变暖不断加剧，给人类生存和发展带来严峻挑战。这其中，二氧化碳的影响不容小觑。随着我国“碳达峰、碳中和”目标设定，碳减排、封存以及运输技术受到船舶行业的广泛关注。日前，中国船舶集团有限公司旗下江南造船（集团）有限责任公司研发团队顺应二氧化碳运输的市场需求、氨燃料发动机的研发进展和江南造船最新一代的半冷半压式C型舱液化气船，及时推出了“零碳”型氨燃料液化二氧化碳运输船设计方案，并获得船级社AIP认可。本报就此采访了该船型的研发团队。

压力和温度是难点

Image

目前，国际上普遍采用矿石碳化、海水固碳等较为经济实惠的技术路线，将产生的二氧化碳捕捉并固化。但无论哪种技术，二氧化碳的转移和运输都是其中的重要基础设施。因此，设计二氧化碳运输船便提上了研发团队的议事日程之中。

“江南造船是全系列液化气船设计建造的佼佼者，我们在研发各种低温围护系统所对应的主流船型的同时，注重前沿技术的跟踪和衍生船型的研发，这次，我们在主打船型22000立方米半冷半压式C型舱液化气船的基础上进行了液化二氧化碳运输可行性的衍生研究。”柳卫东告诉记者，虽说研发团队有成熟的液化气船设计经验，但设计二氧化碳运输船还是头一次，二氧化碳相较于天然气等气体存在较大差别，固相、液相和气相这三相点更为特殊，更难控制。稍有不慎，液体二氧化碳就有可能凝成固体二氧化碳，或者气化为二氧化碳气体，前者容易打坏泵叶轮，损坏船上及岸上储液罐等设备；后者则导致罐体的温度和压力增加，产生安全隐患，甚至触发安全阀门。“这些问题，轻则损坏设备，重则船毁人亡。如何精准控制船上二氧化碳储罐的压力和温度，是这艘船设计的难点。”柳卫东告诉记者。

Image

Image

研发团队“文理兼备”

Image

柳卫东透露，二氧化碳运输船设计方案不仅仅是解决技术上的难题，还要考虑船东的经济能力和实际需求，是一个综合性方案，要与船东持续四五年的反复磨合，直到船东签下造船意向书，才算告一段落。

针对该型船的设计难点，柳卫东团队给出了提高精度或增加设备两种解决思路。“提高精度，意味着对船员的综合能力和水平的要求相应提高；增加设备，意味着罐体总装载量的减少。”柳卫东介绍说，两种方案各有千秋，一个侧重“人防”，另一个侧重“技防”。具体到实际来说，如针对二氧化碳蒸发气体，研发团队就为船东提供了二氧化碳再液化和液货舱蓄压两种备选方案，船东可根据不同航程需求和初投资预算选择最具经济效益的方案。

Image

在这当中，离不开柳卫东和他的团队的默默奉献和倾情付出

“要想成为研发团队一员，光理科好可不行，文科同样重要。”柳卫东打趣说，之所以称之为综合性方案，是因为整个方案有太多需要他们认真考虑的因素。“在做方案时，我们要询问船东航线和航程，方便我们找到船型和装载量最大平衡的同时，做到风险和成本的‘双低’。”柳卫东举例说，如果船东跑的航程远，他们就需要设计相对瘦小的船型，这样速度才能跟上船期。除此之外，柳卫东还需要考虑接收端和装船端的实际情况，做到船型匹配船东装货港的岸上设施等等。

据了解，该型船由江南造船独立研发设计，满足氨燃料预留(Ammonia-ready)的设计要求，配置有3500立方米氨燃料储罐，未来可实现全航程“零碳”运行，在碳运输的同时真正实现无碳排放的目标，拥有广阔的应用前景。在这当中，离不开柳卫东和他的团队的默默奉献和倾情付出。