本技术方案涉及船舶工程,介绍了一种集清洁能源补给与CO2回收于一体的多功能船只及其操作方法。该船只配备C型储罐、驳运泵、加注接口、接收接口、GCU单元和回收阀,支持甲醇、氨和CO2三种不同的作业模式。通过利用氨、甲醇和液态CO2相似的储存条件,该船只能够灵活响应各类能源补给和CO2回收需求,为氨动力和甲醇动力船舶提供燃料补给,并执行CO2回收任务。这种设计实现了船舶功能的多元化,有效降低了单独配置能源补给船或CO2回收船的成本,具有显著的经济优势。
背景技术
当前国际海事组织(IMO)对船舶尾气排放的标准越来越高,迫使越来越多的船舶开始采用清洁能源作为动力来源,其中氨和甲醇作为一种理想的船用清洁能源,甲醇燃烧产生的CO2
相对较少,氨燃烧可实现无碳排放,备受航运业的青睐。
氨和甲醇在船舶上一般以液态形式储存,液氨常用的储存条件常压下温度为-33℃;甲醇在常温常压下呈液态,凝固点为-97.6℃。而船用燃油、LNG、甲醇等燃料动力船在航行时会产生CO2
,为了减少CO2
的排放,可利用脱碳装置对船舶尾气中的CO2
进行捕集与分离,之后经过液化处理储存在船舶上。目前船舶储存CO2
常采用的方式为半冷半压式,半冷半压式储存CO2
常采用的容器为C型罐,这种C型罐的工作压力介于0.7MPa~2.0MPa之间,工作温度介于-50℃~-20℃之间。由此可见,C型罐不仅满足CO2
的储存条件,也可满足氨和甲醇的储存条件。
船舶燃料加注船是主要给商船进行燃料补给的船舶,通常在港口或锚地附近给商船进行燃料补给。随着清洁能源的多元化,船舶的燃料种类越来越多,不同船舶可能需要燃用不同种类的燃料,如船用燃油、LNG,以及新兴的甲醇、氨等清洁燃料。然而,当前的加注船往往只能提供单一种类的燃料加注服务,对于传统的燃油船或LNG动力船,市场上此类船舶数量较多,需要加注的船舶数量也较多,这种情况下单独建造传统的燃油加注船或LNG燃料加注船,具有较好的经济效益。而目前市场上氨动力船和甲醇动力船的数量相对较少,使得氨燃料加注船或甲醇加注船提供加注服务的业务不多。因此,如果单独为其建造新的氨燃料加注船或甲醇燃料加注船,不仅加注船的造价成本较高,而且加注船使用频率较低,会造成严重的资源浪费。
此外,当前由于国际海事组织对船舶尾气施行严格的碳排放标准,许多船舶开始需要配备脱碳装置。船舶的脱碳装置捕集CO2
并液化后储存在船舶上,然而,CO2
储存在船舶上的CO2
储罐内,不仅会增加船舶的载重量,还会占据较多船舶甲板的宝贵空间,降低船舶的载货能力以及运输效率。因此,船舶一到港口或锚地需及时用专门的CO2
接收船卸下CO2
,但当前配备脱碳装置的商船较少,因此设计专门的CO2
接收船没有规模效益,成本很高,意义不大。
基于上述问题,若能设计一种多用途清洁燃料加注船和CO2
接收船合二为一,既能为航行中的氨动力船和甲醇动力船加注燃料,又能作为接收船接收CO2
,实现多种功能,就可以大幅度降低船舶的制造成本和运营成本,具有很好的经济性和实用性。
实现思路