遠洋航運如何“綠色化”？美國科學家：僅需一個分隔式油箱

據報道，航運業的溫室氣體排放正在逐漸成為減排大業中最難消除的部分之一。雖然它們的占比相對較小，約占全球總排放量的 1.7%，但他們排放的這些氣體是最難消除的。

據悉，遠洋航運通常需要一次航行數千英里，而驅動所需的能量往往只有船用柴油才能滿足，幾乎無可替代�，F在美國西北大學的一個研究小組找到了新的解決方案，即綜合使用固體氧化物燃料電池、電力推進和機載碳捕獲。

機載核反應堆為核破冰船和潛艇等大型船只提供了極清潔的航程，但它們對于貨運來說太昂貴了，貨運需要成本低廉才能維持它保住90%全球貿易份額。使用電池也是不可能的，因為它們的能量密度很低。氫、氨和碳中性電燃料帶來了一些希望，但在它們被大規模證明之前，還需要研究其他替代燃料。

在這樣的背景下，西北大學的一個研究小組提出了一個有趣的觀點：如果大型船舶繼續使用碳氫化合物，利用其多余的能量密度和完善的運輸基礎設施，捕獲船上的所有碳排放，并將這些碳卸載到在每個目的港口的地下深處。那會怎么樣？

西北大學的一個研究小組表示，長途運輸可能不需要等待主要的能源技術進步到完全綠色化。上述研究成果已于近期被發表在了《ACS能源快報》（ACS Energy Letters）上。

具體而言，它們將依靠電力推進，由固體氧化物燃料電池（SOFC）的碳氫化合物產生電力。SOFC通常以氫為燃料，以零排放的方式運行，也能夠利用碳氫燃料發電，效率高，成本低，機械簡單。副產品是水和二氧化碳，這樣就很容易分別捕獲和儲存兩項副產品。

“固體氧化物燃料電池至關重要，”研究小組成員Travis Schmauss說，“因為它用純氧燃燒燃料，產生可儲存的高濃度二氧化碳產品。如果我們只是用空氣燃燒燃料，它會被氮嚴重稀釋，產生太多的氣體，無法儲存。當濃縮的二氧化碳被壓縮時，它的存儲體積不會比燃料所需的體積大很多，這就節省了空間。”

西北大學的計劃要求在船上的燃料箱上安裝一個可移動的隔板，這樣燃料用完后，燃料箱的燃料一側就可以收縮，二氧化碳可以用標準的壓縮機壓縮，然后從另一側填滿燃料箱。該團隊認為，壓縮會消耗SOFC產生的約2%能量。

到了目的港，可能會發生相反的情況；當燃料被泵入時，碳會被抽出，并且可以被取出用于長期封存。使用常規碳氫燃料，這將是一個零排放過程。使用碳捕獲電燃料，它甚至是負碳的。如果某種形式的氫被證明是可行的替代品，它就可以運行。

該研究的資深作者、SOFC專家Scott Barnett說，“這項技術在發揮作用方面真的沒有任何重大障礙。您只需將油箱更換為雙室油箱并添加二氧化碳壓縮機。當然，最終還必須開發基礎設施來卸載并隔離或使用二氧化碳。”