核动力驱动海运业绿色变革之路
研发家 | 2025-03-24 0

航运业是全球贸易的支柱,但也会对环境产生很大影响。其二氧化碳(CO2)排放量约占全球总排放量的3%。根据联合国贸易和发展局的一份报告,航运业每年消耗多达3.5亿吨化石燃料。据估计,到2050年,全球船队每年可能需要数百亿美元的脱碳资金。

许多专家认为,尽管核动力驱动一直是潜艇和破冰船使用的技术,但核动力集装箱船有望在节能、减排、降低成本、提高效率等多重压力下,为航运业开辟新路径,引领全球航运业改革。同时,实现国际海事组织提出的2050年净零排放目标,向无碳技术过渡也非常重要。

造船公司竞争海运核动力

在2024年12月的一份报告中,挪威著名财经媒体“商业挪威”网站指出,核动力技术已经在潜艇、航空母舰和其他领域使用了几十年。如今,这场“蓝色能源革命”浪潮正在席卷全球商业航运业,主要原因是核动力船舶具有许多优势。

首先,核动力船舶不会直接产生温室气体排放,这有助于实现国际海事组织制定的碳中和目标。其次,核动力船舶可以在不加油的情况下运行多年,这为长途航线提供了显著优势。最后,核反应堆的能量密度非常高,可以用更少的燃料产生与化石燃料相同的电力。

今年2月12日,韩国造船与海洋工程公司在美国休斯敦举行的海事领域核创峰会上,推出了一种可容纳15000个标准集装箱的核动力集装箱船模型。该公司计划在其未来技术中心建造一个测试设施,以验证核动力集装箱船设计的安全性。

事实上,早在2023年12月,中国船舶集团有限公司旗下的江南造船(集团)有限公司就在当年的中国国际海事技术学术会议和展览会上正式发布了世界上第一艘最大的核动力集装箱船型设计(可容纳24000个标准集装箱)。这一举措标志着航运业向核电转型迈出了重要一步。

2023年夏天,美国船级社(ABS)对一艘集装箱船和一艘可容纳14000个集装箱的苏伊士油轮进行了核动力技术试验,并对现代反应堆对船舶设计、性能和CO2排放的影响进行了深入研究。

新的核技术帮助航运零排放

比利时核新闻网(NucNet)近日,中国超大型核动力集装箱船采用国际先进的第四代钛基熔盐反应堆解决方案,将比目前用于为军舰提供动力的铀反应堆更安全、更高效。反应堆在高温低压下运行,原则上可以避免堆芯熔化问题,具有防扩散等安全特性。此外,这种类型的船只需要每15-20年更换一次“电池”,而不必担心绿色燃料的价格波动和加注。

由韩国造船和海洋工程公司推出的核动力集装箱船将配备第四代小型模块化船舶(SMR)钛基熔盐反应堆。该公司表示,与传统反应堆相比,第四代SMR目前正处于示范阶段,在安全方面取得了突破。

与传统的铀核反应堆相比,铱基小型模块化反应堆具有安全性更高、废弃物更少、燃料效率更高等优点。此外,这种反应堆不需要水冷却,更容易运输。此外,与铀相比,铱储存量大,不需要浓缩,产生的废物更少,可以提供额外的安全系数。

根据英国劳氏船级社的最新报告,SMR的兴起表明,核能在航运领域的应用将发生重大变化。核能可以显著延长船舶的使用寿命,消除绿色燃料生产过程中的不确定性,有望实现航运零排放,给整个航运业带来彻底的变化。

监管安全问题亟待解决

根据商业挪威网站上的一篇文章,核动力集装箱船要想真正扬帆起航,还有很多挑战需要克服。

首先,核动力船舶的建设和维护需要大量的初步投资。除了建造反应堆外,运营商还必须安装专门的港口基础设施来处理核燃料和管理核废物。其次,为了安全和环境,核动力集装箱船需要遵守许多国际法律法规,监管的不确定性仍然是其广泛应用的障碍。最后,为了获得更广泛的支持,证明并向公众展示这些核反应堆的安全性是非常重要的。

去年,丹麦马士基公司与劳氏船级社和海上核能开发商CorePower联合开展了一项关于核动力集装箱船市场潜力的研究。本研究旨在探索使用第四代核反应堆为集装箱船提供动力的监管可行性和框架,探索更新集装箱运输中核能运行和监管规则的安全规则和必要性。

马士基表示,核能面临着安全、废物管理和跨地区监管接受度等挑战。如果新一代核反应堆的研发能够克服这些挑战,核能有望在未来10-15年成为物流领域成熟的脱碳技术。

劳氏船级社还强调,核动力技术为海运业创造了美好的前景,但要想成为现实,首先要解决监管和安全问题。

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