改善船舶能效指數(shù)的途徑探討

黃凱旋+陳飛燕

摘 要：控制CO2排放一直是航運界關(guān)注的焦點，本文對船舶能效設(shè)計指數(shù)（EEDI）和能效營運指數(shù)（EEOI）的影響因素以及改善能效指數(shù)的方法進行分析和研究，不同于目前大量討論的直接的CO2減排方向采取措施，而是從船舶機艙設(shè)備布局、設(shè)備的相關(guān)操作及相對影響、日常管理使用等方面提出自己的改善能效指數(shù)的措施。

關(guān)鍵詞：能效設(shè)計指數(shù)；能效營運指數(shù)；CO2減排

1 船舶能效指數(shù)EEDI和EEOI

MARPOL附則VI框架下的船舶能效要求是具有強制實施效力的全球溫室氣體減排規(guī)定，IMO對于船舶運輸引起的溫室氣體排放的控制方式主要是制定各種減少CO2排放的規(guī)則，而所提出的船舶能效指標實際上是從船舶設(shè)計和運營兩個方面降低船舶CO2排放。因此改善船舶能效指標的措施是從船舶的設(shè)計、操作管理等多方面進行，這是一個系統(tǒng)工程。

船舶能效指標包括能效設(shè)計指數(shù)EEDI和能效營運指數(shù)EEOI，船舶能效設(shè)計指數(shù)EEDI實際是在船舶設(shè)計階段，對于每單位船舶運輸量（貨運量）所產(chǎn)生的CO2排放的一個估算。

EEDI= 式中分子部分表示航運時產(chǎn)生的CO2的排放量，主要為主機、副機產(chǎn)生的CO2總排放量，以及創(chuàng)新能源或推進裝置改進等引起的對CO2排放量的修正；分母部分表示設(shè)計航速下的總貨運量。也就是說，EEDI 公式是根據(jù) CO2排放量和貨運能力的比值來表示船舶的能效。

船舶能效營運指數(shù)EEOI，實際上就是運輸每噸海里貨物所產(chǎn)生的CO2排放量。

，

分子部分表示船舶某航次CO2排放量，包括主機、副機、鍋爐等所有設(shè)備產(chǎn)生的CO2排放量。分母部分為船舶的總運輸量。

2 改善船舶能效指數(shù)的一般方法

2.1 船舶能效指數(shù)EEDI和EEOI的影響因素分析

根據(jù)能效指數(shù)的關(guān)系式，船舶能效指數(shù)影響因素主要有兩條，一是船舶CO2的排放量，二是船舶的運輸能力，因此所有影響這兩項的因素都是能效指數(shù)的影響因素。

船舶CO2的排放主要來自主機、副機、鍋爐等耗能設(shè)備，因此，所有降低這些設(shè)備能源消耗的節(jié)能措施、所有能夠在保證這些設(shè)備滿足船舶運行要求前提下而減少設(shè)備輸出的措施都能夠減少CO2的排放量，從而改善能效指數(shù)，同時，在相同船舶輸出功率下提高船舶航速或增加船舶運輸量，也是改善能效指數(shù)的有效方法，因此改善船舶能效指數(shù)的途徑，都是圍繞上述方向開展的。

2.2 改善船舶能效指數(shù)的方法

改善船舶能效指數(shù)的方法基本可以概括為三個方面，即從建造、從使用操作、從技術(shù)革新等方面入手，具體的：

從船舶建造方面：

（1）在船舶設(shè)計時：造船技術(shù)的發(fā)展，使得船舶設(shè)計能夠更符合節(jié)能要求，從船體設(shè)計的線型，到主機選型、功率匹配、螺旋槳設(shè)計，以及結(jié)合管理需要的機艙設(shè)備布置（如合理安排機艙各種設(shè)備的相對位置以提高管理效率）等，都盡量進行優(yōu)化。

（2）在船舶燃料方面，采用新能源或低CO2排放的燃料，如LNG、風能、太陽能、電力推進等。

（3）采用一些節(jié)能的設(shè)計方法，如船體減阻涂層及復(fù)合材料應(yīng)用、螺旋槳節(jié)能裝置、推進系統(tǒng)匹配技術(shù)、燃油添加劑、電控噴油器等。

從船舶的使用方面：

（1）建立完善的能源管理體系，加強船運團隊和船舶操作使用的制度。

（2）推行經(jīng)濟航速，加強對燃料的管理。

（3）合理安排一些設(shè)備使用時的數(shù)量、時間、次序，盡量減少能耗。

（4）采用節(jié)能方法，如：采用廢熱回收技術(shù)。

（5）船舶減速或經(jīng)濟航速方法。

（6）其他方法。

從技術(shù)革新方面：

（1）對已有的設(shè)備進行技術(shù)改進，提高其效率，減少其能耗。

（2）對已有的工作過程進行改進，提高其工作效率，減少其能耗。

（3）進行系統(tǒng)優(yōu)化，提高工作效率，減少其能耗。

（4）從根本上改變一些系統(tǒng)或設(shè)備的工作過程或原理，替換或添加輔助設(shè)備，以減少能耗。

目前已經(jīng)有不少文章主要從船舶建造和船舶管理使用方面入手，探討如何改善船舶能效指數(shù)，因此，本文主要從技術(shù)革新方面，提出一些改善船舶系統(tǒng)工作效率，減少能耗，改善能耗指數(shù)的方法，以作為拋磚引玉，希望提出的方法或建議有其相應(yīng)的建設(shè)意義。

3改善船舶能效指數(shù)的技術(shù)措施

改善船舶能效指數(shù)主要是降低船舶CO2的排放量或提高船舶的運輸能力，只要有利于這兩方面指標的技術(shù)措施，都是能夠改善船舶能效指數(shù)的。

改善能效設(shè)計指數(shù)，大部分是在新船設(shè)計時進行，對舊船的改進需要考慮投資情況，而新船設(shè)計時，除了提高設(shè)計技術(shù)，如線型設(shè)計、主機選型優(yōu)化、船機漿匹配等，如果采用新能源、新材料等，也是增加新船成本。這不屬于本文所討論的，在此，本文主要從設(shè)備的相關(guān)性和合理布置方面，探討如何改善能效設(shè)計指數(shù)的方法。

3.1 減少輔機運行時間

船舶航行、錨地等待、靠港裝卸貨等時候，大多需要輔機運行著，特別在裝卸貨時，如果船舶接上岸電，輔機運行時的負荷是很小的，這種時候，可以考慮替代方法（如采用蓄電池），停止運行輔機以減少CO2的排放。

3.2 采用太陽能輔助

航行在海上的船舶，太陽能來源非常充足，采用太陽能作為輔助手段是非常合適的。利用太陽能產(chǎn)生熱水和電力均可以，熱水可供船舶適用以減少鍋爐的燃油消耗，太陽能電能可供船上適用或結(jié)合上述手段用于補充蓄電池。這項措施可以明顯減少油耗，降低CO2排放并改善船舶能效營運指數(shù)EEOI。

3.3 采用風能輔助

風能輔助類似于太陽能輔助但稍有不如，因其運行時會增加船舶阻力，但是在錨地或靠港時就沒有這些缺點，也是一項可考慮的節(jié)能并降低CO2排放的手段。

3.4 從日常管理和設(shè)備使用過程改善船舶能效營運指數(shù)

從日常管理或營運管理方面入手的考慮，有著許多的方法可以改善船舶能效營運指數(shù)EEOI、降低船舶航行速度或采用經(jīng)濟航速、使用如LNG等低CO2排放的燃料等。

5 結(jié)論。

IMO提出的EEDI和EEOI指標實際上是從船舶設(shè)計和運營兩個方面降低船舶溫室氣體排放，因此航運企業(yè)的能效管理措施實際上是從船舶的設(shè)計、使用、操作、管理等多方面入手進行旨在降低CO2排放的措施，是一個系統(tǒng)工程。本文提出的一些降低CO2排放以改善船舶能效營運指數(shù)EEOI的措施，均是切實可行的設(shè)想，對于船舶的改造、運行管理等方面有現(xiàn)實意義。

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