记者 刘畅
在中国船舶股份委托中国造船工程学会评选的“2024~2025年度最具影响力船型”中，由中国船舶集团有限公司旗下大连船舶重工集团有限公司于2024年11月29日交付的“全球首制服务于海洋碳封存的液化二氧化碳运输船”，无疑是中船集团近年来深耕绿色船舶、助力全球碳中和目标的标志性产品。
用大连造船市场营销部部长彭贵胜的话说，作为目前全球首艘专业服务于海洋碳运输与封存的船舶，该船的交付，标志着诸如船型优化（总体性能、快速性、操纵性等）、液货罐材料CTOD试验、液货罐及鞍座加强方案、液货系统设计方案、新型节能装置（节能风帆、气泡减阻、轴带发电机）等一系列技术难关均被中国造船厂攻克，也证明“我国船舶工业已经做好了为未来海洋碳封存提供各项运输存储封存装备的准备”。
为海洋碳封存贡献“中船力量”
二氧化碳是导致全球气温升高和气候变化的主要因素之一，而控制二氧化碳排放、消减大气中二氧化碳含量已成为保证人居环境质量、保障居民生命财产安全和生态安全的至关重要措施。
海洋是地球上最大的活跃碳库，海洋负排放（即海洋对大气二氧化碳的吸收和封存）潜力巨大。20世纪末，海上二氧化碳地质封存开始为人类所尝试。其原理是，把通过各种途径捕集的二氧化碳，加压并运输至海上二氧化碳封存平台，进而注入海底合适的地层中，从而实现二氧化碳与大气、海水永久隔离，同时在此过程中尽可能产生一些附加值。
大连造船承建的这艘7500立方米液态二氧化碳运输船，就是专门用于把搜集来的二氧化碳运输到封存平台的。
为了能装的尽可能多，就需要将二氧化碳压缩液化。但液态二氧化碳的密度是常规液化气体货品密度的两倍以上，在压力容器中储运液态二氧化碳，使得船舶重心高度明显增加，对船舶稳性产生了极为不利的影响。
针对该船货品重量大、重心高、船舶稳性裕度小的特点，工程师团队综合考虑船舶尺度、快速性、稳性和载货能力等多方面因素，通过反复迭代计算解决了这一难点，开创了以液化气体船储运方式装载大密度货品的先河。
为高端海工装备打上“中国烙印”
从技术角度看，由于二氧化碳的液化温度与液化石油气类似，两者存在很强的技术通用性，其运输船的开发难度并不算很大。但另一方面，由于二氧化碳存在三相点的“变脸”问题（在一定压力、温度下会出现液态、气态、固态3种形态的随意转换），如何确保运输过程中二氧化碳的稳定性，成为摆在建造二氧化碳运输船面前的最大问题。
二氧化碳是以液态形式封存在船上储罐内，再进行运输的。但由于海上极端天气频繁，甲板温度的过高或过低，都容易影响到舱内二氧化碳的“形态”。比如，当罐内温度低于三相点温度（零下56.6摄氏度）时，无论压力如何，液态二氧化碳都无法稳定存在。若二氧化碳突然气态或固化，则会使存储罐承受过高压力；若二氧化碳再次从气态或固态变为液态时，又极易出现蒸发或介入杂质，从而影响船舶运输的安全性。
正是由于货品高密度、高压力、低温度的特性，决定了液罐材料必须选用大厚度低温韧性钢板。
大连造船技术团队为该项目特别开发了一种高强度材料，满足了上述严苛需求。但这种材料在热处理后易在局部焊缝位置出现细微裂纹，为了避免这一现象，其对焊接工艺的要求尤为严格：焊前必须预热，焊后必须保温缓冷，同时还要求进行焊后热处理，焊接和建造难度较高。通过准备详尽的现场建造方案和焊接计划，大连造船建造团队最终攻克了这一技术难关，为液化二氧化碳搭建起一层坚固的“保护膜”。
还有一个棘手的问题：液态二氧化碳要求货舱结构达到特定温度与压力状态才可装入，但常规的货舱置换加压方案中，高压气体会在失压过程中突破货舱材料的最低设计温度，从而破坏货舱结构。经过大量讨论实践、基于精密的热力学仿真计算过程，设计团队决定采用“截流保压”模式，并开发了专门的过热气置换与加压方案，突破了二氧化碳运输的传统物理限制。
此外，转子风帆、气泡减阻、主机废气监测系统及轴带发电机等多种创新技术在该船的应用，大幅降低了排放水平，使该船满足船舶硫氧化物和氮氧化物排放的世界最严苛标准以及船舶能效设计指数（EEDI）第三阶段要求。
未来，该船将应用于欧洲二氧化碳捕捉及储存计划，收集欧洲工业产生的二氧化碳，运至挪威西海岸地区二氧化碳接收端码头加以处理后注入海底地下2600米永久封存，为全球解决陆地二氧化碳排放问题起到引领和示范作用。