七一一所围绕“能源升级”和“排放控制”两条主线加快科技创新

8月20日，中国船舶集团第七一一研究所与武汉创新江海运输有限公司签订批量甲醇燃料发动机合同，这是我国船用甲醇燃料发动机首次获得批量商业订单，标志着这一新型国产装备从示范应用走向商业应用，是我国自主品牌低碳零碳发动机的又一个里程碑时刻。

在七一一所柴油机试验室，记者见到了这台CS21DF-M甲醇燃料中速机的真容。“绿色高效、使用便捷、安全可靠等特点，可以满足远洋船舶发电辅机和内河、沿海船舶推进主机等需求。这也是我们为适应船舶航运业绿色低碳发展而自主研发的一项产品。”七一一所副所长邱爱华说。

氨/柴双燃料整机取得重大突破

全面助推船舶动力行业新质生产力的形成

全球贸易的80%是通过海运完成的，但航运业的碳排放量长期居高不下，船舶航运带来的环境污染问题受到国际社会的高度关注。据国际海事组织（IMO）统计，2020年，全球航运业的碳排放约占全球人为碳排放量的3%；如果不采取有效措施，到2050年，这一占比将提高到18%。为了应对全球变暖，IMO明确提出船舶温室气体减排战略，到2050年航运业实现净零排放。绿色低碳已成为船舶航运业发展的必然趋势。

“温室气体减排是船舶发动机面临最紧迫的任务。无论是远洋船舶，还是沿海和内河船舶，都迫切需要换上‘绿色心脏’，即燃烧清洁能源。”七一一所总工程师王锋向记者介绍。

记者了解到，目前，最成熟的清洁能源是液化天然气（LNG），其次是甲醇，再次是氨，最后是氢。以LNG为主的双燃料动力已逐渐成为市场的主流，未来有望逐渐向甲醇、氨以及生物质燃料等双燃料动力发展。

据邱爱华介绍，甲醇是一种可实现碳中和的绿色燃料，并具有较好的经济性、安全性、可获得性，其功率和热效率与柴油机相当。“这台甲醇燃料中速机每年可减少碳排放量超过5000吨，同时能够减少99%的硫氧化物和60%的氮氧化物排放。

继船用甲醇发动机获得批量商业订单后，由七一一所自主研发设计的CS27氨/柴双燃料发动机，近日也经过了试验验证，最高减碳率超过85%，总体技术指标达到国际先进水平。

“氨作为未来船用发动机理想的零碳燃料之一，是世界各国发动机研发巨头角逐的主战场。我们七一一所氨/柴双燃料整机取得重大突破，将全面助推船舶动力行业新质生产力的形成。”王锋说道。

研制首套船舶碳捕集系统，助力实现“海上碳循环”

应用范围覆盖现有主流远洋船型

船舶减碳目前公认的技术路线，一方面是抓燃料——研发低碳或零碳发动机，以甲醇、氨、氢等作为能源；另一方面是抓排放——用技术手段，将发动机排放的二氧化碳收集并储存起来。

“能源升级”和“排放控制”，成为七一一所为落实“双碳”目标确定的两条主线。在积极研发新能源发动机的同时，也时刻关注着船舶后排放控制的减碳。

4月30日，一艘配备了船舶碳捕集系统（OCCS）的14000标箱集装箱船在上海洋山港靠岸，成功完成液态二氧化碳卸岸工作，并交付给使用方。“这是船舶碳捕集技术在全球范围内首次完成‘船上捕集—液化存储—卸岸转运—再利用’的全流程生态闭环，能够助力实现‘海上碳循环’。”王锋告诉记者。

OCCS由七一一所自主研制，是碳捕捉技术在船舶上的应用，二氧化碳吸收率可达80%以上。OCCS具备减排量大、易于改装、与船舶适应性好等优势，应用范围覆盖现有主流远洋船型，对实现整个航运业碳减排具有重要意义。

以这艘1.4万标准箱的集装箱船为例，王锋为记者算了一笔账。“这是一条有10年船龄的旧船，改造总成本约1000万美元，是甲醇或氨燃料动力改造成本的一半。改装前每年碳排放超过11万吨，碳强度指数评级为D级。按照IMO规定，这艘船到2026年就无法正常运营了。但改装之后，OCCS每年可捕捉并减排二氧化碳超4.4万吨，船舶碳强度指数提升至C级，寿命延长至少12年。此外，捕集的二氧化碳可以变废为宝，用于工业生产，或者制取绿色燃料，甚至用于食品加工等。据测算，综合考虑脱碳和再利用方面的收益，捕集超4.4万吨二氧化碳，预计每年可为船东带来经济收益超800万美元。”

由此看来，就性价比而言，加装船舶碳捕集系统具有优势，特别是对于使用传统燃料的旧船来说。碳捕集有可能是实现航运业大规模碳减排最为经济实惠的技术路线。

从海洋到陆地，积极布局绿色产业链

为中国船舶工业高质量发展提供持久动力

在加强船舶绿色低碳动力技术、节能减排技术研发和应用的同时，七一一所潜心创新创造，依托船舶动力底层技术，开发国产重大能源装备，助力经济社会发展全面绿色转型。

据七一一所副所长徐明照介绍，今年8月，由七一一所负责研制的全球首套海上平台兆瓦级ORC余热发电装置在天津完工交付。这套装置将在中国海油文昌9-7油田开发项目示范应用，100%国产化制造，开创了ORC海上平台应用的先例。投产后可提高海上油气田主电站总发电效率20%以上，预计每年为海洋平台节约4000万度电，可供3万个家庭全年使用。投用后预计累计可减少二氧化碳排放约80万吨，相当于植树造林750万棵。

聚焦能源产业转型升级、化工核心装备迭代、清洁能源利用，七一一所逐渐形成了以燃烧、传热为核心技术，以火炬、锅炉、螺杆压缩机、热泵等为拳头产品的产业板块体系，为石油化工等行业的绿色低碳转型提供强大动力。

“从海洋到陆地，七一一所将瞄准全球绿色低碳的发展趋势，发挥好科研院所科技创新的主体作用，推动产学研的深度融合，以科技创新推动产业创新，不遗余力培育新质生产力，构筑新竞争优势，赢得发展主动权，为中国船舶工业高质量发展提供持久动力，为绿色船舶、绿色航运、绿色中国贡献力量。”七一一所所长董建福说。

图为CS21DF-M甲醇燃料中速机。七一一所供图

图为全球首套全流程船舶碳捕集系统。七一一所供图