船舶排放污染背后的“油”思考

本刊記者 邢 丹

隨著對環(huán)境意識的重視，“船舶污染物排放被推到風(fēng)口浪尖”。其中，讓船舶背負污染重負的“燃油”問題如何解決，成為值得關(guān)注的問題。

船舶污染“油”來已久

近年來，隨著航運業(yè)的快速發(fā)展，船舶對環(huán)境的污染也日益嚴重。一個很重要的原因是船舶普遍使用重油作為燃料油，含硫量高，還含有鎘和釩等重金屬。歐洲研究機構(gòu)的數(shù)據(jù)顯示，按照歐洲的排放標準，一輛小汽車一年行駛15000公里，其SOX排放量約為100克；而一艘使用3.5%硫含量燃料油的萬箱集裝箱船一年行駛280天，其SOX排放量高達5200噸。也就是說一艘萬箱集裝箱船一年的硫排放量相當于5200萬輛小汽車。而我國，在沿海、沿江城市中，船舶港口排放已經(jīng)成為重要的污染源。中國內(nèi)河船舶約22萬余艘，2000多萬載重噸。特別是我國內(nèi)河船舶船型舊、船舶噸位小，多使用上世紀70 ～80年代的中小型船舶柴油發(fā)動機，同時為降低成本，多使用劣質(zhì)燃料油，污染情況更加復(fù)雜和嚴重。據(jù)估計，我國內(nèi)河船舶每年排放的NOX、SOX不少于100萬噸。

那么，是什么原因?qū)е掠推奉B疾難以祛除？首先，油品質(zhì)量標準不嚴，油品市場缺乏有效監(jiān)管。我國燃油最新標準為GB/T17411-2012《船用燃料油》，于2012年12月31日頒布，2013年7月1日實施。對含硫量限制的規(guī)定，從1.0%到3.5%（質(zhì)量分數(shù)）不等，并屬于非強制性標準，國內(nèi)船舶執(zhí)行力度弱。而國內(nèi)船舶燃料油的供應(yīng)市場較為混亂，雖然有GB/T17411-2012的船舶燃料油標準，但對市場上船舶燃料油的油品的監(jiān)管力度不強。國內(nèi)大的煉油廠對船舶燃料油的生產(chǎn)不積極，部分船舶燃料油供應(yīng)商從煉油廠購買了廉價的殘渣油后，加入柴油、化工原料調(diào)和成船舶燃料油。由于油品差（主要是酸值高、金屬雜質(zhì)多），不僅損害了船舶柴油機，也增加了污染物的排放。油品市場缺乏有效監(jiān)管，品質(zhì)無法保證，直接影響船舶排放水平，也影響了各種污染控制技術(shù)在船舶大氣污染排放控制中的應(yīng)用。

其次，低硫燃油供應(yīng)量和需求量雙短缺。目前中國內(nèi)貿(mào)油并不提供低硫燃油，而保稅油部分，主要供應(yīng)保稅高硫燃料油，保稅低硫燃油的供應(yīng)量很小。國內(nèi)煉油廠無法達到規(guī)?；a(chǎn)低硫燃油的能力，必須從海外進口。我國海上加油業(yè)務(wù)的每年總量大約是200多萬噸，但我國的供油需求卻高達1200萬噸，船公司多在新加坡、韓國等港口加油。

國內(nèi)船用燃料油價格不同于汽、柴油由國家發(fā)改委統(tǒng)一定價，而完全由市場供需決定；國內(nèi)煉油廠的原油價格由國際市場決定，而船用燃料油的價格也由國際市場決定，新加坡、韓國、日本等地區(qū)的保稅油價格更低。因此，一般進入歐洲排放控制區(qū)的亞歐線船舶主要在新加坡加低硫燃油，只有進入北美排放控制區(qū)的美西線船舶可能在國內(nèi)加低硫燃油，或在香港地區(qū)和韓國加低硫燃油。由于低硫燃油需要專庫專線，成本非常大；國內(nèi)對船舶硫排放的要求幾乎是一片空白，出于成本考慮，船東多使用含硫量高的燃料油，對低硫燃油幾乎沒有需求，所以供油企業(yè)也不愿意投資去開拓低硫燃油業(yè)務(wù)。這其實相當于一個惡性循環(huán)，需求和供應(yīng)的雙短缺，使得中國船供油商沒有供應(yīng)低硫燃油的積極性：由于中國沒有針對船舶硫排放的政策，導(dǎo)致低成本的高硫燃油泛濫，船東沒有意愿使用低硫燃油；而需求的不振又使中國低硫燃油供應(yīng)網(wǎng)點和設(shè)備嚴重缺失，供應(yīng)量也不穩(wěn)定，反過來也阻礙了中國相關(guān)船舶硫排放政策的出臺。

再有就是排放標準不嚴、排放總量不清。由于缺少相關(guān)法律法規(guī)，內(nèi)貿(mào)油普遍使用含硫量高達3.5%的燃料油。中國既沒有相關(guān)的船舶進港燃油轉(zhuǎn)換規(guī)定，也沒有明確的控制政策，在我國靠港的國際船舶普遍使用的燃料油，其含硫量為3%～3.5%，能滿足《MARPOL公約附則Ⅵ》的規(guī)定，但船舶在進入我國港口和內(nèi)河后，依然使用含硫量3.5%的高硫燃油（在排放控制區(qū)內(nèi)需要更換0.1%的燃油）。尤其我國沿海的上海港等港口，是一些船公司的母港，遠洋船舶、國際船舶在我國港口?？繒r間較長，由于船舶?？繒r仍需要燃燒重油、柴油用于鍋爐及輔機，其污染物排放量不容忽視。

目前船舶排放標準只適用于小于37kW的船舶柴油機，對于功率更大的船用柴油機（37kW以上），尚無排放控制要求。目前我國對船舶大氣污染控制僅局限于對新建造船舶，并未針對營運期間的大氣污染控制的相關(guān)要求。

政策期待完善

面對日益嚴重的船舶大氣污染，國際海事組織和發(fā)達國家、地區(qū)都已采取了積極的應(yīng)對措施，很多發(fā)達國家和地區(qū)以立法形式，強制或鼓勵采取污染物排放控制措施，減少船舶污染物排放。

歐盟在2005年7月6日發(fā)布了對1999/32/EC的修正，形成了指令2005/33/EC。該指令補充的大部分內(nèi)容是針對船舶使用的燃油，明確了在MARPOL公約附則VI對硫排放控制區(qū)（SECA）航行的所有海船（但不包括軍用船舶）的船用燃油硫含量的監(jiān)控和查驗。2007年瑞典哥德堡推出了清潔航運工程（Clean shipping Project）。這項工程引進了清潔航運指數(shù)(CSI)。CSI涉及20項船舶環(huán)境污染的內(nèi)容，船舶運行數(shù)據(jù)由船公司自愿提供，CSI根據(jù)船公司的數(shù)據(jù)計算出得分數(shù)進行排名并公布，并提供給歐盟貨主。貨主在出口貨物時可以選擇更加環(huán)保的船公司進行運輸。

美國各港口也有各自的排放控制規(guī)定和相應(yīng)的激勵政策。如西雅圖港靠港時使用清潔燃油的獎勵政策：船舶每次靠港若使用低硫燃油可以得到獎勵平均為2250美元。長灘港有綠色旗幟計劃：若海船在離港口40海里處開始減速至12節(jié)或以下航行，最高可以得到25%碼頭費率的減免。洛杉磯港的ESI海船獎勵計劃是根據(jù)船舶燃料的含硫量、船舶的先進程度等給予船舶不同等級的獎勵金額；同時，它還規(guī)定，船舶離港口20海里或40海里內(nèi)的航速若小于12節(jié)（含），對于20海里內(nèi)滿足要求的船舶按一天靠港費的15%獎勵；對于40海里內(nèi)滿足要求的船舶按一天靠港費的30%獎勵。

香港定期班輪協(xié)會（HKLSA）、香港船東協(xié)會（HKSOA）和香港民間獨立機構(gòu)思匯政策研究所在2010年10月29日共同發(fā)起了《乘風(fēng)約章2011 ～2012》。成員包括馬士基、中遠、東方海外等18家航運公司。成員承諾在香港停泊時盡可能轉(zhuǎn)用含硫量為0.5%或更低的燃油，香港政府從2012年9月起給予《乘風(fēng)約章》成員船公司減免一半的港口設(shè)施和燈標費。香港的《乘風(fēng)約章》至2014年已到了第四年，香港政府正在與廣東省政府積極協(xié)商，共同推進珠三角地區(qū)的低硫燃油政策，這被認為是“亞洲首個排放控制區(qū)”的雛形。

隨著我國對船舶港口空氣污染的認識不斷加深，對其污染防治的要求也提上了日程?！秶抑虚L期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006 ～2020年）》中明確指出，在環(huán)境領(lǐng)域要實施區(qū)域環(huán)境綜合治理，開展區(qū)域大氣環(huán)境污染的綜合治理技術(shù)集成和示范研究，發(fā)展近海海域生態(tài)與環(huán)境保護技術(shù)。2013年9月國務(wù)院發(fā)布《大氣污染防治行動計劃》也指出，要開展非道路移動機械和船舶的污染控制，在原油成品油碼頭積極開展油氣回收治理。

2015年6月8日，環(huán)保部發(fā)布通報稱，《船舶發(fā)動機排氣污染物排放限值和測量方法(中國第一、二階段)》即日起向全社會第二次公開征求意見。事實上，早在2014年7月7日，環(huán)境保護部就向社會公開發(fā)布了該標準的第一次征求意見稿，標準編制組根據(jù)反饋意見對標準內(nèi)容進行了修改完善。與第一次征求意見稿相比，二稿的主要變化有：對標準中的船舶使用燃油的規(guī)定進行了調(diào)整。放寬了船舶使用燃油的種類和范圍，從原征求意見稿的所有船舶只允許使用普通柴油，調(diào)整為也可以使用符合硫含量規(guī)定的船用燃料油，以及氣體燃料等；娛樂性船機耐久性要求的調(diào)整；增加氣體燃料測試方法和計算；增加允許豁免的船機要求；增加了耐久性年限要求等。鑒于該標準的社會關(guān)注度高，影響大，特向全社會第二次公開征求意見。

新標準是我國首次發(fā)布船舶大氣污染物排放控制國家標準，將分兩個階段實施。第一階段相當于汽車發(fā)動機和非道路發(fā)動機的第二階段排放控制水平，與我國船機排放現(xiàn)狀相比，PM 排放將削減70%左右，NOX排放將削減20%以上；第二階段相當于車機和非道路排放的第三階段控制水平，PM和NOX將在第一階段基礎(chǔ)上，分別進一步降低40%和20%。和發(fā)達國家相比，第一階段和目前歐洲實施的標準相當，第二階段和美國第三階段實施的標準相當。標準還規(guī)定了排放耐久性要求。一般船舶（娛樂船舶除外）均應(yīng)在10000 小時或10 年（以先到者為準）內(nèi)排放滿足標準要求。

多管齊下

面對日益嚴重的航運業(yè)大氣污染，盡管船舶大氣排放標準政策正在逐漸完善，但這并不足夠，行業(yè)內(nèi)也提出了一系列大氣污染防控措施，如靠港船舶使用岸電。目前，在歐洲和美國的一些港口，船舶停泊時已經(jīng)開始使用陸上的電源供電，船舶輔機停止工作，從而降低大氣污染物的排放。2010年，河北遠洋集團、連云港港、中國船級社和交通運輸部水運科學(xué)研究院曾組成項目組，對靠港船舶使用岸電進行課題攻關(guān)，2010年10月24日，全球首套“高壓變頻數(shù)字化船用岸電系統(tǒng)”研制成功，并在連云港港59號泊位正式啟用。然而，靠港船舶使用岸電涉及的范圍很廣，是一項必須由政府重視、組織、協(xié)調(diào)才能完成的龐大工程，全面推進船舶岸電工作，必須實現(xiàn)政府、船級社、港口、船東、造船廠、有關(guān)科研單位的聯(lián)動，也需要政府盡快出臺相應(yīng)的政策，并避免重復(fù)投資和標準不一引發(fā)浪費。

針對航運業(yè)大氣污染物排放，國際海事組織（IMO） 在2009年的通過了MEPC.184(59)決議，即《廢氣清洗系統(tǒng)導(dǎo)則》。MARPOL公約附則VI 第14條規(guī)定，船舶若使用正常硫含量的燃料油，則應(yīng)采用經(jīng)船舶船旗國主管機關(guān)按《廢氣清洗系統(tǒng)導(dǎo)則》認可的廢氣清洗系統(tǒng)，將船舶包括主副推進機械的硫氧化物排放總量減少至4.0g/kWh或更少；或采用核實和可行的任何其他技術(shù)方法，能將SOX排放限制在同樣的水平。然而廢氣清洗系統(tǒng)(EGC)）的主要設(shè)備為洗滌塔，目前洗滌塔還沒有在船舶上普遍采用。據(jù)中國船級社的相關(guān)調(diào)查，其主要原因有三：一是洗滌塔比較高大，需要占據(jù)一定的空間，而船舶本身空間有限；二是洗滌塔需要使用大量的淡水，而船舶的淡水有限，若用海水淡化技術(shù)，需要額外增加設(shè)備，成本很高；三是洗滌塔產(chǎn)生的洗滌廢水其酸性較強，不能隨意排放到海水中，只能船舶到港后排放到專門的接收設(shè)備中。因此，作為低硫燃油的替代措施之一，廢氣清洗系統(tǒng)在船舶上應(yīng)用的可行性和可用率還很有限。

在連云港港59號泊位正式啟用的全球首套“高壓變頻數(shù)字化船用岸電系統(tǒng)”

采用清潔燃料也是實現(xiàn)減排的重要途徑。近年來天然氣燃料技術(shù)應(yīng)用越來越被關(guān)注。2013年9月1日，中國船級社頒布了《天然氣燃料動力船舶規(guī)范》。船舶發(fā)動機可使用單一氣體燃料（天然氣）或雙燃料（天然氣和燃料油）。天然氣與燃料油相比，NOX和SOX的排放量大幅減少，是理想的綠色能源。但加氣站點目前仍較少，需要港口增加投入，另一方面天然氣的價格持續(xù)上升會對船公司營運成本增加壓力。生物質(zhì)燃料具有可再生的特點而被推廣替代部分傳統(tǒng)化石燃料。在歐美國家，生物燃料已被逐漸推廣，我國也制訂了生物燃料的國家標準。但由于在船舶儲存、運輸和處理過程中，相應(yīng)的泵、管線和閥等機械系統(tǒng)未經(jīng)兼容性試驗，生物質(zhì)燃料目前也未在船舶上獲得大規(guī)模應(yīng)用。

另外，還可以通過提高船舶能源利用效率，進而降低船舶大氣污染物排放。船舶能效的提高主要通過降低船舶阻力、提高推進效率、機械設(shè)備的改進、優(yōu)化管理和操作等4個方面來進行提高。減排措施的效果依賴于船舶參數(shù)和相關(guān)的操作模式，船公司應(yīng)根據(jù)船舶本身特性、船舶航行區(qū)域、貿(mào)易和其它相關(guān)要求，考慮到各節(jié)能措施的兼容性，采取最佳方案。目前船公司普遍采用的一項能效管理措施為航速優(yōu)化。最佳航速代表著成本優(yōu)化，即在該航速下，航行時每噸海里使用的燃料最少。航速優(yōu)化對燃料降低效果明顯，但最佳航速并不是指最小航速，實際上，以小于最佳航速的速度航行會消耗更多的燃料而不是更少的燃料，因為低速作業(yè)可能的負面后果包括增加的震動和積炭。應(yīng)參照發(fā)動機制造商的功率/燃油消耗曲線和船舶螺旋槳曲線。

專家指出，進行航速優(yōu)化，需要綜合考慮船舶數(shù)量、到達次數(shù)和裝卸泊位可用性。同時，離開港口或河口時航速逐漸增加，此時將發(fā)動機載荷保持在一定限制范圍內(nèi)，有助于減少燃料消耗。專家提醒，船況對船速的影響較大，包括船型、船舶運營年限、船舶主機設(shè)備狀態(tài)、船舶污底和涂裝油漆情況等。特別是老舊船主機磨損較大，一般都會減轉(zhuǎn)減速航行。不同船型抗風(fēng)浪性不同，某些船舶受風(fēng)面積大、船舶耐波性差，船舶應(yīng)根據(jù)風(fēng)浪的情況來采取轉(zhuǎn)向和減速等措施，保證安全減低能耗。