科技日報(bào)記者 劉霞
海運(yùn)業(yè)是全球貿(mào)易的支柱，但也會(huì)對環(huán)境產(chǎn)生巨大影響，其二氧化碳（CO2）排放量約占全球排放總量的3%。聯(lián)合國貿(mào)易和發(fā)展局的一份報(bào)告稱，海運(yùn)業(yè)每年要消耗多達(dá)3.5億噸化石燃料。據(jù)測算，到2050年，全球船隊(duì)每年所需的脫碳經(jīng)費(fèi)可能高達(dá)數(shù)百億美元。
許多專家認(rèn)為，雖然核動(dòng)力驅(qū)動(dòng)一直是潛艇和破冰船采用的技術(shù)，但在節(jié)能減排和降本增效等多重壓力下，核動(dòng)力集裝箱船有望為海運(yùn)業(yè)開辟一條全新路徑，引領(lǐng)全球航運(yùn)業(yè)變革。同時(shí)，向無碳技術(shù)過渡，對于實(shí)現(xiàn)國際海事組織提出的2050凈零排放目標(biāo)也至關(guān)重要。
造船公司競逐海運(yùn)核動(dòng)力
挪威知名財(cái)經(jīng)媒體《商業(yè)挪威》網(wǎng)站在2024年12月的報(bào)道中指出，核動(dòng)力技術(shù)已在潛艇、航空母艦等領(lǐng)域使用了幾十年。如今，這股“藍(lán)色能源革命”浪潮正席卷全球商業(yè)海運(yùn)界，主要原因在于核動(dòng)力船舶具有諸多優(yōu)勢。
首先，核動(dòng)力船舶不會(huì)直接產(chǎn)生溫室氣體排放，有助于實(shí)現(xiàn)國際海事組織制訂的碳中和目標(biāo)。其次，核動(dòng)力船舶無需加油即可運(yùn)行多年，為長途航線提供了顯著優(yōu)勢。最后，核反應(yīng)堆的能量密度極高，能用更少燃料產(chǎn)生與化石燃料相同的電力。
今年2月12日，在美國休斯敦舉行的海事領(lǐng)域核創(chuàng)峰會(huì)上，韓國造船與海洋工程公司推出了能容納1.5萬個(gè)標(biāo)準(zhǔn)集裝箱的核動(dòng)力集裝箱船模型。該公司計(jì)劃在其位于京畿道的未來技術(shù)中心建造一個(gè)測試設(shè)施，以驗(yàn)證核動(dòng)力集裝箱船設(shè)計(jì)的安全性。
其實(shí)，早在2023年12月，中國船舶集團(tuán)有限公司旗下江南造船（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，就在當(dāng)年的中國國際海事技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)和展覽會(huì)上，正式發(fā)布了全球首款、世界最大（能容納2.4萬個(gè)標(biāo)準(zhǔn)集裝箱）的核動(dòng)力集裝箱船船型設(shè)計(jì)。這一舉措標(biāo)志著航運(yùn)業(yè)向核動(dòng)力轉(zhuǎn)型邁出了重要一步。
2023年夏天，美國船級(jí)社（ABS）針對一艘能容納1.4萬個(gè)集裝箱的集裝箱船和一艘蘇伊士型油輪，展開了核動(dòng)力技術(shù)試驗(yàn)，深入研究了現(xiàn)代反應(yīng)堆對船舶設(shè)計(jì)、性能及CO2排放的影響。
新核技術(shù)助力航運(yùn)零排放
比利時(shí)核新聞網(wǎng)（NucNet）最近報(bào)道，中國的超大型核動(dòng)力集裝箱船采用國際先進(jìn)的第四代釷基熔鹽反應(yīng)堆解決方案，這一方案將比目前用于為軍艦提供動(dòng)力的鈾反應(yīng)堆更安全、更高效。反應(yīng)堆在高溫低壓下運(yùn)行，從原理上來講，可規(guī)避堆芯融化問題，具備防擴(kuò)散等安全特征。此外，該船型僅需15—20年更換一次“電池”，無需擔(dān)心綠色燃料價(jià)格波動(dòng)及加注等問題。
韓國造船與海洋工程公司推出的核動(dòng)力集裝箱船將配備第四代小型模塊化（SMR）釷基熔鹽反應(yīng)堆。該公司表示，與傳統(tǒng)反應(yīng)堆相比，第四代SMR目前處于示范階段，在安全性方面已取得突破。
與傳統(tǒng)鈾核反應(yīng)堆相比，釷基小型模塊化反應(yīng)堆具有安全性更高、廢料更少、燃料效率更高等優(yōu)勢。此外，這種反應(yīng)堆無需水冷卻，更易于運(yùn)輸。而且與鈾相比，釷的儲(chǔ)量大、無需濃縮、產(chǎn)生廢料少，能提供額外的安全系數(shù)。
英國勞氏船級(jí)社最新報(bào)告指出，SMR的興起表明核能在海運(yùn)領(lǐng)域的應(yīng)用將發(fā)生重大變化。核能可以顯著延長船舶使用壽命，消除綠色燃料生產(chǎn)過程中的不確定性，有望實(shí)現(xiàn)航運(yùn)零排放，給整個(gè)海運(yùn)業(yè)帶來徹底變革。
監(jiān)管和安全問題亟待解決
《商業(yè)挪威》網(wǎng)站文章稱，核動(dòng)力集裝箱船要想真正揚(yáng)帆起航，還有許多挑戰(zhàn)必須克服。
首先，核動(dòng)力船舶的建造和維護(hù)需要大量前期投資。除建造反應(yīng)堆外，運(yùn)營商還必須安裝專門的港口基礎(chǔ)設(shè)施來處理核燃料并管理核廢物。其次，出于安全和環(huán)境考慮，核動(dòng)力集裝箱船需要遵守多項(xiàng)國際法規(guī)，監(jiān)管的不確定性仍然是其廣泛采用的障礙。最后，證明并向公眾展示這些核反應(yīng)堆的安全性，對于獲取更廣泛的支持至關(guān)重要。
丹麥馬士基公司攜手勞氏船級(jí)社與海上核能開發(fā)商CorePower，于去年共同展開了一項(xiàng)關(guān)于核動(dòng)力集裝箱船市場潛力的研究。該研究旨在探討使用第四代核反應(yīng)堆為集裝箱船提供動(dòng)力的監(jiān)管可行性和框架，同時(shí)探索更新安全規(guī)則的必要性，以及核能在集裝箱運(yùn)輸中的運(yùn)營和監(jiān)管規(guī)則。
馬士基公司表示，核能面臨安全性、廢物管理以及跨地區(qū)監(jiān)管接受度等挑戰(zhàn)。如果新一代核反應(yīng)堆的研發(fā)能戰(zhàn)勝這些挑戰(zhàn)，在未來10—15年內(nèi)，核能有望成為物流領(lǐng)域成熟的脫碳技術(shù)。
勞氏船級(jí)社也強(qiáng)調(diào)，核動(dòng)力技術(shù)給海運(yùn)業(yè)繪出了美妙前景，但要想其成為現(xiàn)實(shí)，必須先解決監(jiān)管和安全問題。
