全球 90% 的贸易活动，都离不开这个「排碳大户」

2022-07-27 05:07

如何给「又大又脏」的船舶除碳？

作者 | 雪小顽
编辑 | 靖宇

16 年前，全球航运巨头 Maersk（马士基集团）推出了世界上最大的集装箱船之一——Emma Maersk。这个船型由柴油发动机提供动力，可以一次性运输 1 万多个 20 英尺的标准集装箱（twenty-foot equivalent unit，TEU），搭载 10 多位船员。

当时的全球航运界震惊于 Emma Maersk 庞大的吨位和运力。它的出现甚至引发了一场航运业的「军备竞赛」，人们开始痴迷于造大船和买大船，认为只要能把所有的货物都塞进一艘大船里，就能实现规模经济。

这些终日航行在海面上的庞然大物，看上去距离普通人的日常生活过于遥远，但事实上，航运业带动了全球约 90% 的贸易活动，也就是说，你身边的数码产品、日化用品、服饰，十之八九都是搭乘着这些「大家伙」远道而来。

但在如今看来，一度风光无二的 Emma Maersk 在 2022 年真正的巨型船面前，显得弱小无力。今年交付的最大集装箱船可以容纳 24000 个 TEUs，刷新了「大船时代」的纪录。

这些巨型船舶上的发动机有的能达到四层楼那么高，有三辆伦敦公共汽车那么宽，它们需要大量的燃料，反过来会产生大量的二氧化碳。

人们难以想象这些大船究竟排放了多少二氧化碳。据国际海事组织统计，航运业每年的温室气体排放量超过 10 亿吨，超过了航空业，占全球碳排放总量的近 3%。

有媒体进行过测算，一艘长度约为六个足球场的集装箱船，产生的废气污染量等同于 5000 万辆燃油车。15 艘这样的船加在一起的排放量，大致等于世界上所有汽车的尾气排放量。

如果把全球航运业看作一个国家，以国际清洁交通理事会发布的 2015 年数据为基准，它的碳排放量将超过德国，成为同年全球二氧化碳排放的第六大国。

2015 年，国际清洁交通理事会统计发现，全球海运每年排放的温室气体超过了整个德国。来源：BBC

随着气候议题被提上全人类的日程，国际海事组织制定强制性规范来降低航运业的碳排放强度，但收效甚微。

在整个「碳商业」的版图里，专注 CCUS（Carbon Capture，Utilization and Storage，碳捕获、利用与封存）的创业公司不断涌现，其中专注航运业的却不多。航运脱碳没有获得与其行业重要性相匹配的关注度。

在这种情况下，一家名为 Seabound 的碳捕获技术公司盯上了航运业。他们为大型货船建造碳捕获设备，可以捕获废气中 95% 的二氧化碳。

古老而繁忙的航运业，正在主动或被动地迎来脱碳的「新航海时代」。

一颗影响世界的「野心」

「我一直试图回答一个问题：怎样做才能影响世界上更多的人。」Seabound 联合创始人 Alisha Fredriksson 在接受媒体采访时，丝毫不避讳谈论自己的「野心」。直到 2018 年的时候，她觉得自己找到了这个问题的答案。

当年，联合国气候变化专门委员会（IPCC）发布了一份《全球升温 1.5℃ 特别报告》，指出要将全球升温幅度控制在 1.5°C，否则人类将面临全球气候危机——极端天气、海平面上升、生态破坏和流行病。

Alisha 当时正在麦肯锡工作，创立了一家非营利组织。这份报告让 Alisha 意识到，人类可能会在短时间内遭受气候危机，这不仅是环境问题，更是社会问题。而找到解决这场危机的方法，就是她影响世界的最佳方式。

她开始思考有哪些机会可以参与气候领域，以及自己适合做什么。Alisha 上学时期主修理科和商科，气候领域并不是她擅长的专业，她决定从头学起，听气候主题的播客，看相关书籍，研究气候领域下的分支问题。为了有更多实践经验，她先是在麦肯锡创设了一个气候计划，之后参与了各类不同的项目。

尽管 Alisha 已经将注意力集中在气候问题上，但这毕竟是一个大话题。在她参与过的众多项目中，真正引起她对航运脱碳感兴趣的，是帮助自己的父亲从零启动了一家气候科技初创公司 Liquid Wind，主营业务是用捕获的二氧化碳和绿色氢气为航运业制造碳中和燃料。

Alisha 在这个项目里了解到了航运脱碳的难点，形成了认知。在她看来，陆地上相对成熟的碳捕获技术，或许可以成为减少航运业碳排放的可行方案。她决定将减少海洋上的碳排放量作为应对气候危机的切入点。

确定更细分的领域之后，Alisha 开始了新一轮的集中调研和准备。她给自己的大学同学 Roujia Wen 打电话，两个人的兴趣一拍即合，决定共同创立 Seabound。

Roujia 拥有数学、物理、自然科学等综合学科背景，还拿到了剑桥大学的理论物理学硕士学位。参与创办 Seabound 之前，她在亚马逊旗下的 Alexa AI 做软件开发工程师，负责机器学习。

Seabound 的两位联合创始人：Roujia Wen（左）和 Alisha Fredriksson（右）。来源：Robert W. Mason Photography

她们一起做了大量的文献回顾，梳理了现有的在陆地上做碳捕获的各种方法，还去找船主交流，了解他们对船舶减碳的看法以及现实中的操作难点。在技术层面，两个人请教了这个领域的专家，试图弄清楚在船上捕获碳是否切实可行，并最终找到了一个专家研究团队和实验室，双方合作将技术商业化。

2021 年 11 月，为海运货轮提供碳捕获设备的 Seabound 总部正式在伦敦成立。今年 5 月，他们拿到了 440 万美元的种子轮融资，由低碳资本（Lowercarbon Capital）领投，Y Combinator、东太平洋航运公司等跟投。

「难搞」的海上排碳大户

航运业远比很多人想象得更复杂，这也是行业脱碳难的原因。

航运业其实是一个高度分散的行业，市场细分化程度高，应用场景复杂。单就货运商船的种类来说，主要有三类：

• 运输轻工业品或小生活用品的集装箱船

• 运输铁矿石、煤炭、粮食等大宗货物的干散货船

• 运输石油的油运船

这些船分散在不同的所有者手上。世界上大约有 10 万艘商船，拥有其中 3 到 500 艘就算得上是大船主了。

马士基集团的 Emma Maersk，世界上最大的集装箱船之一。来源：IEEE Spectrum

在确定为船舶做碳捕获设备之前，Alisha 也考虑了航运脱碳的其他解决方案。她发现，人们目前更多是在寻找传统化石能源的替代能源——以氢和氨为代表的未来燃料，但这项技术距离成熟还需要 10 年到 20 年的时间。

除了技术之外，新型替代燃料还有很多制约因素，例如开发成本、存储问题等。其中最明显的一个局限是，替代燃料只能用于新型船舶，这意味大量现有的巨型货轮要被淘汰，而这些现役船队原本还可以再航行 25 年到 30 年。

如果彻底推翻「旧船时代」，会带来大量的资源浪费，增加海运成本，这与客户看中海运运费低廉的优势相悖。

被称作「水上特斯拉」的船舶电气化也是潜在的解决方案之一，很多公司正在尝试用电池给船舶供电，以此帮助航运业脱碳。但 Alisha 认为，船舶电气化对短途运输或沿海航线的小型船舶来说更有可行性，而真正阻碍航运业脱碳的症结在于，巨型货轮在长途运输中历时久，需要大量的能源供给，完全依靠电力供应很难满足动力需求。

船舶长时间漂泊在海洋上，面对的自然环境和变量比陆路运输更加复杂，有时难以保证在预定时间内抵达充电站点。

因此，目前的电气化或者替代燃料等单一解决方案都难以真正帮助航运业脱碳。航运业迫切需要一个短期就能用上的减碳设备，并且这个设备最好适用于各种船型、货物、航行距离和时长。

Alisha 了解到航运业的这些特点和需求之后，想到可以将碳捕获技术与替代燃料相结合，通过技术手段对现有船舶进行改装或者附加设备，不用完全推翻原来的燃料供应系统。

「航运业是一个保守、古老的行业，它确实需要改变。」Alisha 团队根据船舶的类型、规模、货物种类、航行距离和时长等不同的细分条件，对运输成本进行建模，经过比对后确定了 Seabound 主营的技术和设备——船舶碳捕获。

用「鹅卵石」吸碳

碳捕获已经不是一项新鲜的技术，而 Seabound 的独特之处在于，它对二氧化碳的「捕获-存储-运输-出售」这一整套流程环节相对集中。

也就是说，在行驶中的船上，二氧化碳的捕获、存储和运输可以同时进行，最后送达等在港口的客户手中。而港口又是一个产业集群，基本上可以就地出售这些二氧化碳，不需要额外为二氧化碳搭建配套的基础设施和物流体系。

本质上来看，Seabound 的碳捕获技术是搭建一套可以捕获碳的吸附装置。

具体的工作原理是：将碳捕获设备与船舶排放废气的烟囱相连，通过排气管将废气引入进一个装有反应堆的容器中，这些反应堆是鹅卵石形状的氧化钙。二氧化碳遇到这些氧化钙之后结合成碳酸钙（石灰石），以这种固体形式暂时存储在船上。

当船舶到达港口的时候，这些石灰石将被卸载和运输到陆地上。后期处理时，石灰石可以直接出售，也可以通过加热技术再次分离出二氧化碳和氧化钙，新的氧化钙可以被送回船上二次循环利用，分离出来的二氧化碳将被封存或者售卖。

Seabound 碳捕获设备的工作原理。来源：Seabound 官网

这套碳捕获设备的优势在于占用船上空间少，经济成本也更低，并且经过试验数据测算，这项技术可以在排放源头捕获 95% 的二氧化碳。

Seabound 的主要目标客户是船主或船舶经理人，以及他们的上游客户。船主支付设备成本，上游客户支付运营成本。

在商业模式上，Seabound 对外主要出售两类商品，一是向船主出售硬件和化学材料，也就是那套碳捕获设备和吸附剂，二是对第三方出售捕获的二氧化碳，这部分收入会与船主分成。

到目前为止，Seabound 共与 6 家船主签订了意向书，他们之中有公司拥有两三百艘船。这些船主愿意对现有的船舶进行投资，希望通过捕获船上的二氧化碳来确保自己符合监管的要求。

「长期来看，我们的解决方案可以与一些竞争同行形成互补。」Alisha 说，「我们可以对生物燃料等其他类型的未来燃料进行补充，让减碳方案变得更可行。」Seabound 已经收到了一些需要利用二氧化碳的客户意向书，大部分是电动燃料公司。

Seabound 的这项技术目前还处在测试阶段，将在 2023 年正式投入船体使用。

减碳生意撑起 70 亿美元市场

减碳不仅是一项全球性的公益事业、政令要求，也是一门生意。

根据市场调研机构 Markets and Markets 发布的报告，由于各行业的需求增加，全球 CCUS 市场正在增长，市场规模预计从 2021 年的 21 亿美元增长到 2026 年的 77 亿美元。

与其他行业相比，航运业对脱碳的反应未免迟缓。国际海事组织（IMO）以 2018 年的水平为参照，要求航运业到 2030 年将碳排放强度降低 40%，到 2050 年的碳排放强度降低 70%，碳排放总量缩减 50%。

除了量化目标之外，IMO 还宣布了两项重要的脱碳制度——能源效率设计指数（EEDI）和现有能源效率指数（EEXI），然而收效并不理想。

根据航运大数据公司 VesselsValue 今年 1 月发布的数据，在全球的现役船队中，只有 21.7% 的船舶符合 EEDI 和 EEXI 制度的要求，其中干散货船的合规率最低，集装箱船排第二，合规率最高是油运船。

另外，包括欧盟在内的组织正在计划对船舶征收碳排放税，并把航运排放纳入欧盟碳排放交易体系。

全球趋严的监管政策促使整个航运业不得不审视自身如何减少碳排放，不仅如此，他们还要面对来自客户的压力——包括亚马逊、宜家在内的大客户都对海运供应链提出了减碳的要求。

可观的市场前景和激增的行业需求，正在吸引更多的商业力量和技术力量进场。在 Seabound 的竞争对手中，日本航运公司 K Line 和总部位于荷兰的 Value Maritime 都在开发自己的船舶碳捕获技术。与 Seabound 不同的是，他们通常使用「溶剂法」，即利用液体溶剂组建一个气体清洁系统，从废气中吸收二氧化碳，然后再利用压力或温度从溶剂中释放二氧化碳。