全球碳排放问题日益严峻，航运业作为全球碳排放的重要贡献者，承担着绿色转型的重任。船舶碳捕集技术（Carbon Capture, Utilization and Storage，简称CCUS）作为当前航运业应对碳排放的关键技术手段，具有巨大的发展潜力和广阔的应用前景。随着国际海事组织（IMO）以及多个国家和地区对航运业减排要求的不断强化，预计未来船舶碳捕集技术将成为实现绿色航运目标的重要支撑。船舶碳捕集技术通过在船舶排放源头捕获二氧化碳，并进行高效储存和利用，显著降低碳排放强度，满足环保法规和市场需求的双重压力。尽管这一技术起步较晚，但近年来随着材料科学、流程工程和海洋运输技术的进步，船载碳捕集系统的设计理念和实施方案正不断完善。传统一体化大规模碳捕集装置占用空间大，能耗高，且改装难度大，限制了其在现有船舶中的普及应用。
为此，研究界及产业界提出了模块化、标准化的解决方案，重点提升系统的灵活性和经济性。模块化设计将碳捕集设备划分为多个标准化功能单元，便于根据船舶尺寸、航线特点及排放状况进行灵活组合，满足不同航运场景下的定制需求。以膜分离技术为核心的碳捕集方法兼具体积小、能源消耗较低及运行稳定等优势，成为近年船载CO2捕集的主流技术。聚酰亚胺基材料制成的高性能膜凭借其优异的选择性和耐腐蚀性，尤其适合海洋环境的复杂工况。此外，预处理模块有效去除废气中的杂质和颗粒物，保障膜组件的长期稳定运行。系统实现了两级膜分离，有效提高了CO2浓度和纯度，确保捕集效率。
并配备完善的气体压缩、温度调节与缓冲设施，实现气态CO2到液态CO2的高效转化，便于后续储存。CO2存储方面，传统大尺寸低压储罐存在成本高、体积大、占用船舶有效载重以及安全隐患等不足。创新采用小型高压存储单元组，集成于标准化集装箱内，突破了低压储存的成本瓶颈。高压储存不仅减少储罐壁厚和体积，更提升储存密度，实现更高的空间利用率。模块化储存单元便于灵活布局，以适应不同船型和用途需求。同时，采用高强度钢材及复合材料保证承压安全性能，配备先进的传感和自动安全系统，实现对储罐压力、温度及液位的实时监测与自动调节，保障海上运输的安全性和稳定性。
经济性分析显示，该设计相比传统液化储罐大幅降低了材料和安装成本，同时降低了死重吨的损失，为船东提供切实的经济激励。船舶碳捕集技术的实施面临诸多挑战，包括空间及重量限制、动力系统的整合、船员操作技能培训、安全管理以及法规适应等。现有船舶多为柴油主机驱动，碳捕集装置对船上能源系统提出了额外负荷，必须合理规划供能方案避免影响船舶正常运营。与此同时，新的操作规程和应急预案需纳入培训体系，确保船员熟悉设备运行及风险防控措施。国际海事组织及各国监管机构正加速布局规则标准，明确船载碳捕集系统的设计、安装及安全评估要求，推动技术规范化和产业规范化。CO2卸载和后端处理同样是产业链的关键环节。
目前港口设施仍难满足大规模液态二氧化碳接收和转运，亟需建设集装箱型CO2中转站、强化船岸对接设备以及完善管网布局。多种卸载模式并行，如船对岸、船对船或集装箱卸载，提供灵活配套方案。但这也对航运网络和物流体系提出了更高要求，增强调度协调与跨部门协作。最新的试点项目，如Clipper Eris和Crowley K-Storm的模块化装置，不仅验证了技术可行性，更为产业化路径提供经验积累。它们通过轻量化设计及最小化改装工作，尽量减少对船舶原有结构的影响，同时保证高效捕集和安全储存。综合来看，船载碳捕集技术作为一种“过渡性”绿色解决方案，与替代燃料和能源效率提升技术形成互补。
它能够快速应用于现有船队，缩短碳减排的时间窗口，为未来更清洁能源系统的接入创造条件。同时，联合运营策略优化，如航速控制、路线调整和碳排放管理，将进一步提升碳捕集系统的经济效益和环境贡献。随着碳定价机制的完善，船东安装碳捕集装置不仅可减少碳税支出，还能通过碳信用等市场激励措施获得收益，推动技术推广。绿色航运的未来呼唤多元创新和系统集成，船载碳捕集技术正是实现这一目标的重要利器。面对当前环境政策紧迫和技术逐步成熟双重驱动，投入资源研发更高效、低成本、易维护的模块化方案是关键。不断推动产业链上下游协同创新，包括高性能膜材料、智能化监控系统和安全保障技术，是提升整体系统竞争力的保障。
港口与航运企业之间加强基础设施建设和运营规划的协作，形成绿色航运生态系统。此外，政策制定者应制定明确的激励机制和认证标准，为行业参与者提供长期确定性。培养专业操作人才及技术服务团队，同步夯实技术推广基础。总之，船舶碳捕集技术代表了航运业绿色转型的重要方向。通过技术创新和产业链融合，实现船舶碳排放的有效控制和管理，不仅助力全球减排目标达成，也为航运业可持续发展注入新活力。未来十年，随着技术不断进步和政策密集推动，船舶碳捕集系统有望普及开来，成为绿色航运标配，为建设低碳蓝海贡献力量。
。
