8月26日《日本經濟新聞》報導說，日本最大造船公司今治造船和日本最大海運公司日本郵船等7家公司將開發運輸船，共同致力於二氧化碳(CO₂)的海運業務。隨着去碳共識在全球取得進展，因應地下儲存CO₂的運輸需求擴大。透過船設計的標準化等降低成本，在日本實施CO₂運輸船的大量建造。
CO₂液化運輸船
這是日本船運業因應全球氣候變化，減量碳排放的一項重要舉措。
要理解這一報導，有必要梳理以下幾個問題：與CO₂運輸相關聯的技術、市場、以及前景；CO₂液化運輸專用船及其製造，以及日本在該領域的地位。
首先，我們瞭解一下減量碳排放的技術，即碳捕集、利用與封存（CCUS）技術。該技術是減量CO₂排放、因應氣候變遷的重要手段。它涉及CO₂捕集，然後將其用於各種工業應用或將其安全地儲存在地下，以防止CO₂進入大氣。
碳捕集（Carbon Capture）又分爲「工業捕集」與「直接空氣捕集（Direct Air Capture, DAC）」兩部分。前者是捕集大型工業設施（如電廠、鋼鐵廠、水泥廠）排放廢氣中的CO₂，常用的技術包括化學吸收、物理吸收、膜分離和冷凝等；後者則從大氣中直接捕集CO₂，適用於減量大氣中現有的CO₂含量。
碳利用（Carbon Utilization）的工業用途爲製造化學品、燃料、建築材料等。例如，CO₂可以用來生產碳酸飲料、肥料（尿素）和合成燃料。以及「強化型油氣採收（Enhanced Oil Recovery, EOR）」，即注入CO₂到風化作用油田中以提高石油採產率，同時部分CO₂被永久封存。
碳封存（Carbon Storage）可分爲「地質封存」與「海洋封存」。前者將捕集到的CO₂注入到地下的深水層岩層、枯竭的油氣田或鹽水層中，封存於地下數千年。後者，則把CO₂注入海床，這種方法存在一定的環境爭議，因其可能影響海洋生態系統。
北海道苫小牧CCS示範專案，圖片出自 經濟產業省資源能源廳官網
隨着全球碳減排目標的推進，CCUS技術的需求將急劇增加。特別是在重工業、化石燃料發電和化工行業，CCUS可能成爲減量碳足跡的關鍵手段。儘管目前CCUS技術仍面臨一些挑戰，如高成本和技術複雜性，但隨着技術進步和政策支援的強化，CCUS將在未來幾十年内扮演越來越重要的角色。在因應氣候變遷的程序中，CCUS不僅能幫助減排，還能創造新的經濟機會，推動能源和工業領域的轉型。
隨着全球碳排放市場的擴大，CO₂的跨國運輸也就成爲了時代的召喚。
CO₂液化運輸需要專用船。這類船通常被稱爲液化二氧化碳（LCO₂）運輸船。由於CO₂在液化狀態下需要在低溫(LCO₂通常在-50℃到-60℃的低溫下儲存)和高壓(LCO₂的運輸壓力通常在6-8 MPa範圍内)條件下運輸，這種船需要具備特定的技術和設備，以確保運輸程序的安全和效率。譬如，具備低溫儲罐系統，能夠維持這些極低溫度。有強大的結構和高效的壓力控制系統，爲了防止冷量有效能損失和LCO₂蒸發，船通常需要採用高效的絕熱材料來覆蓋儲罐，並配備先進的監督和應急處理系統，以因應任何可能的泄漏或其他突發狀況。
那麼，建造一艘LCO₂運輸船需要多少費用呢？一般來說，LCO₂運輸船的大小會影響成本。較小的船（例如幾千到幾萬噸級）可能需要1億至2億美元左右，而更大型的船（例如超過5萬噸級）費用可能會更高。LCO₂運輸船需要具備特殊的低溫儲存和高壓管理系統，這些技術需求增加了建造成本。通常，這些技術含量較高的船，每艘的成本可能在1.5億到3億美元之間。在考慮到材料與設備，設計與研發成本，對於新型船，可能需要投入額外的幾千萬美元進行研發和測試。
顯然，一家造船廠單獨承造這樣的船，無論從風險控制、資金投入、還是市場開拓都面臨很多挑戰。因此，日本的7家企業採用共同開發的模式來因應這個挑戰。
川崎汽船的LNG運輸船
這7家企業依次爲三家海運公司、兩家造船企業、兩家船設計與製造企業，分別爲：川崎汽船、商船三井、日本郵船、三菱造船、今治造船、日本海運聯（Japan Marine United Corporation）和日本shipyard。
日本海運聯的在建船
透過聯合多家公司，形成技術和資源共用，能夠更好地因應新興市場需求。這種聯合假體式可以加速技術創新，並透過集體力量因應高技術壁壘，特別是在開發新型運輸船舶和最適化運輸流程方面。對於日本企業來說，確保新型運輸船舶的安全和效率至關重要。聯合開發和市場擴展不僅能提高技術競爭力，還能強化在全球市場中的影響力。
回到本文開篇提及的碳捕集、利用與封存技術，日本在這些技術方面處於世界領先水平。從公開的資料裏，可以得到以下幾個事例。
1. 碳捕集技術：日本擁有多項先進的碳捕集技術，並且已經在多個示範專案中應用。例如，日本的大崎Coolgen專案就是一個結合了燃煤發電和碳捕集技術的示範專案。該專案成功展示了碳捕集的可行性，併爲大規模推廣奠定了基礎。日本的企業和研究機構，如東芝、三菱重工等，正在開發新一代的低能耗、高效率的碳捕集技術。這些技術不僅適用於電力行業，還適用於工業製造領域。
廣島大崎Coolgen專案，圖片鬍子引用自 JGC官網
2. 碳利用技術：日本在CO₂轉化爲化學品、燃料等方面進行了大量研究。例如，透過CO₂合成甲醇、合成燃料等工藝，日本已經取得了一定的成果。這些利用技術有望減量大氣中的CO₂含量，同時提供新的經濟價值。日本也在積極開發利用CO₂的建築材料，如利用CO₂固化混凝土。這類技術不僅可以封存CO₂，還能提高材料性能。
3. 碳封存技術：日本已經在海床和陸地上進行了一些CO₂封存的試驗專案。例如，Tomakomai（苫小牧）專案是在北海道的一個CO₂碳封存示範專案，該專案將捕集到的CO₂注入海床深水層地質構造中進行封存，取得了重要進展。日本也在進行廣泛的地質研究，以確定適合長時間封存CO₂的地點。這些研究確保了封存的安全和長期穩定性。
4. CO₂運輸技術：日本正在評估並開發適合國内地理環境的CO₂管道運輸技術。由於日本地形多山，如何在複雜地形中建設和維護CO₂管道是一個重要課題。考慮到地理和經濟因素，日本也在研究透過船運輸LCO₂的技術。這種方式對於島國來說尤其重要，因爲它可以實施跨區域的CO₂運輸。
本文介紹的7家船運企業的聯合，就是針對CO₂運輸。目標鎖定爲實施2028年以後國際間大規模液化CO₂海運，開始共同探討確立液化CO₂運輸船標準規格和標準船型。
供稿 / 戴維 未特別註明出處的照片均出自各公司官網
編輯 JST客觀日本編輯部
