全球 90% 的貿(mào)易活動(dòng),都離不開(kāi)這個(gè)「排碳大戶(hù)」
如何給「又大又臟」的船舶除碳?
作者 | 雪小頑編輯 | 靖宇
16 年前,全球航運(yùn)巨頭 Maersk(馬士基集團(tuán))推出了世界上最大的集裝箱船之一——Emma Maersk。這個(gè)船型由柴油發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力,可以一次性運(yùn)輸 1 萬(wàn)多個(gè) 20 英尺的標(biāo)準(zhǔn)集裝箱(twenty-foot equivalent unit,TEU),搭載 10 多位船員。
當(dāng)時(shí)的全球航運(yùn)界震驚于 Emma Maersk 龐大的噸位和運(yùn)力。它的出現(xiàn)甚至引發(fā)了一場(chǎng)航運(yùn)業(yè)的「軍備競(jìng)賽」,人們開(kāi)始癡迷于造大船和買(mǎi)大船,認(rèn)為只要能把所有的貨物都塞進(jìn)一艘大船里,就能實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)。
這些終日航行在海面上的龐然大物,看上去距離普通人的日常生活過(guò)于遙遠(yuǎn),但事實(shí)上,航運(yùn)業(yè)帶動(dòng)了全球約 90% 的貿(mào)易活動(dòng),也就是說(shuō),你身邊的數(shù)碼產(chǎn)品、日化用品、服飾,十之八九都是搭乘著這些「大家伙」遠(yuǎn)道而來(lái)。
但在如今看來(lái),一度風(fēng)光無(wú)二的 Emma Maersk 在 2022 年真正的巨型船面前,顯得弱小無(wú)力。今年交付的最大集裝箱船可以容納 24000 個(gè) TEUs,刷新了「大船時(shí)代」的紀(jì)錄。
這些巨型船舶上的發(fā)動(dòng)機(jī)有的能達(dá)到四層樓那么高,有三輛倫敦公共汽車(chē)那么寬,它們需要大量的燃料,反過(guò)來(lái)會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳。
人們難以想象這些大船究竟排放了多少二氧化碳。據(jù)國(guó)際海事組織統(tǒng)計(jì),航運(yùn)業(yè)每年的溫室氣體排放量超過(guò) 10 億噸,超過(guò)了航空業(yè),占全球碳排放總量的近 3%。
有媒體進(jìn)行過(guò)測(cè)算,一艘長(zhǎng)度約為六個(gè)足球場(chǎng)的集裝箱船,產(chǎn)生的廢氣污染量等同于 5000 萬(wàn)輛燃油車(chē)。15 艘這樣的船加在一起的排放量,大致等于世界上所有汽車(chē)的尾氣排放量。
如果把全球航運(yùn)業(yè)看作一個(gè)國(guó)家,以國(guó)際清潔交通理事會(huì)發(fā)布的 2015 年數(shù)據(jù)為基準(zhǔn),它的碳排放量將超過(guò)德國(guó),成為同年全球二氧化碳排放的第六大國(guó)。
2015 年,國(guó)際清潔交通理事會(huì)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),全球海運(yùn)每年排放的溫室氣體超過(guò)了整個(gè)德國(guó)。來(lái)源:BBC
隨著氣候議題被提上全人類(lèi)的日程,國(guó)際海事組織制定強(qiáng)制性規(guī)范來(lái)降低航運(yùn)業(yè)的碳排放強(qiáng)度,但收效甚微。
在整個(gè)「碳商業(yè)」的版圖里,專(zhuān)注 CCUS(Carbon Capture,Utilization and Storage,碳捕獲、利用與封存)的創(chuàng)業(yè)公司不斷涌現(xiàn),其中專(zhuān)注航運(yùn)業(yè)的卻不多。航運(yùn)脫碳沒(méi)有獲得與其行業(yè)重要性相匹配的關(guān)注度。
在這種情況下,一家名為 Seabound 的碳捕獲技術(shù)公司盯上了航運(yùn)業(yè)。他們?yōu)榇笮拓洿ㄔ焯疾东@設(shè)備,可以捕獲廢氣中 95% 的二氧化碳。
古老而繁忙的航運(yùn)業(yè),正在主動(dòng)或被動(dòng)地迎來(lái)脫碳的「新航海時(shí)代」。
01
一顆影響世界的「野心」
「我一直試圖回答一個(gè)問(wèn)題:怎樣做才能影響世界上更多的人。」Seabound 聯(lián)合創(chuàng)始人 Alisha Fredriksson 在接受媒體采訪時(shí),絲毫不避諱談?wù)撟约旱摹敢靶摹埂V钡?2018 年的時(shí)候,她覺(jué)得自己找到了這個(gè)問(wèn)題的答案。
當(dāng)年,聯(lián)合國(guó)氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)(IPCC)發(fā)布了一份《全球升溫 1.5℃ 特別報(bào)告》,指出要將全球升溫幅度控制在 1.5°C,否則人類(lèi)將面臨全球氣候危機(jī)——極端天氣、海平面上升、生態(tài)破壞和流行病。
Alisha 當(dāng)時(shí)正在麥肯錫工作,創(chuàng)立了一家非營(yíng)利組織。這份報(bào)告讓 Alisha 意識(shí)到,人類(lèi)可能會(huì)在短時(shí)間內(nèi)遭受氣候危機(jī),這不僅是環(huán)境問(wèn)題,更是社會(huì)問(wèn)題。而找到解決這場(chǎng)危機(jī)的方法,就是她影響世界的最佳方式。
她開(kāi)始思考有哪些機(jī)會(huì)可以參與氣候領(lǐng)域,以及自己適合做什么。Alisha 上學(xué)時(shí)期主修理科和商科,氣候領(lǐng)域并不是她擅長(zhǎng)的專(zhuān)業(yè),她決定從頭學(xué)起,聽(tīng)氣候主題的播客,看相關(guān)書(shū)籍,研究氣候領(lǐng)域下的分支問(wèn)題。為了有更多實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),她先是在麥肯錫創(chuàng)設(shè)了一個(gè)氣候計(jì)劃,之后參與了各類(lèi)不同的項(xiàng)目。
盡管 Alisha 已經(jīng)將注意力集中在氣候問(wèn)題上,但這畢竟是一個(gè)大話(huà)題。在她參與過(guò)的眾多項(xiàng)目中,真正引起她對(duì)航運(yùn)脫碳感興趣的,是幫助自己的父親從零啟動(dòng)了一家氣候科技初創(chuàng)公司 Liquid Wind,主營(yíng)業(yè)務(wù)是用捕獲的二氧化碳和綠色氫氣為航運(yùn)業(yè)制造碳中和燃料。
Alisha 在這個(gè)項(xiàng)目里了解到了航運(yùn)脫碳的難點(diǎn),形成了認(rèn)知。在她看來(lái),陸地上相對(duì)成熟的碳捕獲技術(shù),或許可以成為減少航運(yùn)業(yè)碳排放的可行方案。她決定將減少海洋上的碳排放量作為應(yīng)對(duì)氣候危機(jī)的切入點(diǎn)。
確定更細(xì)分的領(lǐng)域之后,Alisha 開(kāi)始了新一輪的集中調(diào)研和準(zhǔn)備。她給自己的大學(xué)同學(xué) Roujia Wen 打電話(huà),兩個(gè)人的興趣一拍即合,決定共同創(chuàng)立 Seabound。
Roujia 擁有數(shù)學(xué)、物理、自然科學(xué)等綜合學(xué)科背景,還拿到了劍橋大學(xué)的理論物理學(xué)碩士學(xué)位。參與創(chuàng)辦 Seabound 之前,她在亞馬遜旗下的 Alexa AI 做軟件開(kāi)發(fā)工程師,負(fù)責(zé)機(jī)器學(xué)習(xí)。
Seabound 的兩位聯(lián)合創(chuàng)始人:Roujia Wen(左)和 Alisha Fredriksson(右)。來(lái)源:Robert W. Mason Photography
她們一起做了大量的文獻(xiàn)回顧,梳理了現(xiàn)有的在陸地上做碳捕獲的各種方法,還去找船主交流,了解他們對(duì)船舶減碳的看法以及現(xiàn)實(shí)中的操作難點(diǎn)。在技術(shù)層面,兩個(gè)人請(qǐng)教了這個(gè)領(lǐng)域的專(zhuān)家,試圖弄清楚在船上捕獲碳是否切實(shí)可行,并最終找到了一個(gè)專(zhuān)家研究團(tuán)隊(duì)和實(shí)驗(yàn)室,雙方合作將技術(shù)商業(yè)化。
2021 年 11 月,為海運(yùn)貨輪提供碳捕獲設(shè)備的 Seabound 總部正式在倫敦成立。今年 5 月,他們拿到了 440 萬(wàn)美元的種子輪融資,由低碳資本(Lowercarbon Capital)領(lǐng)投,Y Combinator、東太平洋航運(yùn)公司等跟投。
02
「難搞」的海上排碳大戶(hù)
航運(yùn)業(yè)遠(yuǎn)比很多人想象得更復(fù)雜,這也是行業(yè)脫碳難的原因。
航運(yùn)業(yè)其實(shí)是一個(gè)高度分散的行業(yè),市場(chǎng)細(xì)分化程度高,應(yīng)用場(chǎng)景復(fù)雜。單就貨運(yùn)商船的種類(lèi)來(lái)說(shuō),主要有三類(lèi):
• 運(yùn)輸輕工業(yè)品或小生活用品的集裝箱船
• 運(yùn)輸鐵礦石、煤炭、糧食等大宗貨物的干散貨船
• 運(yùn)輸石油的油運(yùn)船
這些船分散在不同的所有者手上。世界上大約有 10 萬(wàn)艘商船,擁有其中 3 到 500 艘就算得上是大船主了。
馬士基集團(tuán)的 Emma Maersk,世界上最大的集裝箱船之一。來(lái)源:IEEE Spectrum
在確定為船舶做碳捕獲設(shè)備之前,Alisha 也考慮了航運(yùn)脫碳的其他解決方案。她發(fā)現(xiàn),人們目前更多是在尋找傳統(tǒng)化石能源的替代能源——以氫和氨為代表的未來(lái)燃料,但這項(xiàng)技術(shù)距離成熟還需要 10 年到 20 年的時(shí)間。
除了技術(shù)之外,新型替代燃料還有很多制約因素,例如開(kāi)發(fā)成本、存儲(chǔ)問(wèn)題等。其中最明顯的一個(gè)局限是,替代燃料只能用于新型船舶,這意味大量現(xiàn)有的巨型貨輪要被淘汰,而這些現(xiàn)役船隊(duì)原本還可以再航行 25 年到 30 年。
如果徹底推翻「舊船時(shí)代」,會(huì)帶來(lái)大量的資源浪費(fèi),增加海運(yùn)成本,這與客戶(hù)看中海運(yùn)運(yùn)費(fèi)低廉的優(yōu)勢(shì)相悖。
被稱(chēng)作「水上特斯拉」的船舶電氣化也是潛在的解決方案之一,很多公司正在嘗試用電池給船舶供電,以此幫助航運(yùn)業(yè)脫碳。但 Alisha 認(rèn)為,船舶電氣化對(duì)短途運(yùn)輸或沿海航線的小型船舶來(lái)說(shuō)更有可行性,而真正阻礙航運(yùn)業(yè)脫碳的癥結(jié)在于,巨型貨輪在長(zhǎng)途運(yùn)輸中歷時(shí)久,需要大量的能源供給,完全依靠電力供應(yīng)很難滿(mǎn)足動(dòng)力需求。
船舶長(zhǎng)時(shí)間漂泊在海洋上,面對(duì)的自然環(huán)境和變量比陸路運(yùn)輸更加復(fù)雜,有時(shí)難以保證在預(yù)定時(shí)間內(nèi)抵達(dá)充電站點(diǎn)。
因此,目前的電氣化或者替代燃料等單一解決方案都難以真正幫助航運(yùn)業(yè)脫碳。航運(yùn)業(yè)迫切需要一個(gè)短期就能用上的減碳設(shè)備,并且這個(gè)設(shè)備最好適用于各種船型、貨物、航行距離和時(shí)長(zhǎng)。
Alisha 了解到航運(yùn)業(yè)的這些特點(diǎn)和需求之后,想到可以將碳捕獲技術(shù)與替代燃料相結(jié)合,通過(guò)技術(shù)手段對(duì)現(xiàn)有船舶進(jìn)行改裝或者附加設(shè)備,不用完全推翻原來(lái)的燃料供應(yīng)系統(tǒng)。
「航運(yùn)業(yè)是一個(gè)保守、古老的行業(yè),它確實(shí)需要改變。」Alisha 團(tuán)隊(duì)根據(jù)船舶的類(lèi)型、規(guī)模、貨物種類(lèi)、航行距離和時(shí)長(zhǎng)等不同的細(xì)分條件,對(duì)運(yùn)輸成本進(jìn)行建模,經(jīng)過(guò)比對(duì)后確定了 Seabound 主營(yíng)的技術(shù)和設(shè)備——船舶碳捕獲。
03
用「鵝卵石」吸碳
碳捕獲已經(jīng)不是一項(xiàng)新鮮的技術(shù),而 Seabound 的獨(dú)特之處在于,它對(duì)二氧化碳的「捕獲-存儲(chǔ)-運(yùn)輸-出售」這一整套流程環(huán)節(jié)相對(duì)集中。
也就是說(shuō),在行駛中的船上,二氧化碳的捕獲、存儲(chǔ)和運(yùn)輸可以同時(shí)進(jìn)行,最后送達(dá)等在港口的客戶(hù)手中。而港口又是一個(gè)產(chǎn)業(yè)集群,基本上可以就地出售這些二氧化碳,不需要額外為二氧化碳搭建配套的基礎(chǔ)設(shè)施和物流體系。
本質(zhì)上來(lái)看,Seabound 的碳捕獲技術(shù)是搭建一套可以捕獲碳的吸附裝置。
具體的工作原理是:將碳捕獲設(shè)備與船舶排放廢氣的煙囪相連,通過(guò)排氣管將廢氣引入進(jìn)一個(gè)裝有反應(yīng)堆的容器中,這些反應(yīng)堆是鵝卵石形狀的氧化鈣。二氧化碳遇到這些氧化鈣之后結(jié)合成碳酸鈣(石灰石),以這種固體形式暫時(shí)存儲(chǔ)在船上。
當(dāng)船舶到達(dá)港口的時(shí)候,這些石灰石將被卸載和運(yùn)輸?shù)疥懙厣稀:笃谔幚頃r(shí),石灰石可以直接出售,也可以通過(guò)加熱技術(shù)再次分離出二氧化碳和氧化鈣,新的氧化鈣可以被送回船上二次循環(huán)利用,分離出來(lái)的二氧化碳將被封存或者售賣(mài)。
Seabound 碳捕獲設(shè)備的工作原理。來(lái)源:Seabound 官網(wǎng)
這套碳捕獲設(shè)備的優(yōu)勢(shì)在于占用船上空間少,經(jīng)濟(jì)成本也更低,并且經(jīng)過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)算,這項(xiàng)技術(shù)可以在排放源頭捕獲 95% 的二氧化碳。
Seabound 的主要目標(biāo)客戶(hù)是船主或船舶經(jīng)理人,以及他們的上游客戶(hù)。船主支付設(shè)備成本,上游客戶(hù)支付運(yùn)營(yíng)成本。
在商業(yè)模式上,Seabound 對(duì)外主要出售兩類(lèi)商品,一是向船主出售硬件和化學(xué)材料,也就是那套碳捕獲設(shè)備和吸附劑,二是對(duì)第三方出售捕獲的二氧化碳,這部分收入會(huì)與船主分成。
到目前為止,Seabound 共與 6 家船主簽訂了意向書(shū),他們之中有公司擁有兩三百艘船。這些船主愿意對(duì)現(xiàn)有的船舶進(jìn)行投資,希望通過(guò)捕獲船上的二氧化碳來(lái)確保自己符合監(jiān)管的要求。
「長(zhǎng)期來(lái)看,我們的解決方案可以與一些競(jìng)爭(zhēng)同行形成互補(bǔ)。」Alisha 說(shuō),「我們可以對(duì)生物燃料等其他類(lèi)型的未來(lái)燃料進(jìn)行補(bǔ)充,讓減碳方案變得更可行。」Seabound 已經(jīng)收到了一些需要利用二氧化碳的客戶(hù)意向書(shū),大部分是電動(dòng)燃料公司。
Seabound 的這項(xiàng)技術(shù)目前還處在測(cè)試階段,將在 2023 年正式投入船體使用。
04
減碳生意撐起 70 億美元市場(chǎng)
減碳不僅是一項(xiàng)全球性的公益事業(yè)、政令要求,也是一門(mén)生意。
根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu) Markets and Markets 發(fā)布的報(bào)告,由于各行業(yè)的需求增加,全球 CCUS 市場(chǎng)正在增長(zhǎng),市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)從 2021 年的 21 億美元增長(zhǎng)到 2026 年的 77 億美元。
與其他行業(yè)相比,航運(yùn)業(yè)對(duì)脫碳的反應(yīng)未免遲緩。國(guó)際海事組織(IMO)以 2018 年的水平為參照,要求航運(yùn)業(yè)到 2030 年將碳排放強(qiáng)度降低 40%,到 2050 年的碳排放強(qiáng)度降低 70%,碳排放總量縮減 50%。
除了量化目標(biāo)之外,IMO 還宣布了兩項(xiàng)重要的脫碳制度——能源效率設(shè)計(jì)指數(shù)(EEDI)和現(xiàn)有能源效率指數(shù)(EEXI),然而收效并不理想。
根據(jù)航運(yùn)大數(shù)據(jù)公司 VesselsValue 今年 1 月發(fā)布的數(shù)據(jù),在全球的現(xiàn)役船隊(duì)中,只有 21.7% 的船舶符合 EEDI 和 EEXI 制度的要求,其中干散貨船的合規(guī)率最低,集裝箱船排第二,合規(guī)率最高是油運(yùn)船。
另外,包括歐盟在內(nèi)的組織正在計(jì)劃對(duì)船舶征收碳排放稅,并把航運(yùn)排放納入歐盟碳排放交易體系。
全球趨嚴(yán)的監(jiān)管政策促使整個(gè)航運(yùn)業(yè)不得不審視自身如何減少碳排放,不僅如此,他們還要面對(duì)來(lái)自客戶(hù)的壓力——包括亞馬遜、宜家在內(nèi)的大客戶(hù)都對(duì)海運(yùn)供應(yīng)鏈提出了減碳的要求。
可觀的市場(chǎng)前景和激增的行業(yè)需求,正在吸引更多的商業(yè)力量和技術(shù)力量進(jìn)場(chǎng)。在 Seabound 的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手中,日本航運(yùn)公司 K Line 和總部位于荷蘭的 Value Maritime 都在開(kāi)發(fā)自己的船舶碳捕獲技術(shù)。與 Seabound 不同的是,他們通常使用「溶劑法」,即利用液體溶劑組建一個(gè)氣體清潔系統(tǒng),從廢氣中吸收二氧化碳,然后再利用壓力或溫度從溶劑中釋放二氧化碳。
Value Maritime 為中小型船舶開(kāi)發(fā)的氣體清潔系統(tǒng)。來(lái)源:Value Maritime 官網(wǎng)
這種方法盡管在技術(shù)上更加成熟,但需要利用更多的船上空間和能源,而這反過(guò)來(lái)正是 Seabound 的優(yōu)勢(shì)所在。
「如果你對(duì)如何參與解決氣候危機(jī)感興趣,我肯定會(huì)建議你考慮創(chuàng)辦一家氣候科技公司,因?yàn)槲覀內(nèi)缃襁€需要更多的氣候解決方案。」Alisha 說(shuō),「參與其中的最佳方式就是開(kāi)始著手去做一些事,尤其是針對(duì)那些老大難領(lǐng)域。」
在 CCUS 這條賽道上,未來(lái)或許會(huì)出現(xiàn)更多的初創(chuàng)身影。
參考資料:
https://www.bbc.com/news/world-43714029
https://techcrunch.com/2022/05/20/carbon-capture-container-ships/
https://www.mcjcollective.com/my-climate-journey-podcast/seabound
https://www.seabound.co/#tech
https://inews.co.uk/news/long-reads/cargo-container-shipping-carbon-pollution-114721
https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/carbon-capture-utilization-storage-market-151234843.html
*頭圖來(lái)源:weforum
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