船舶排放控制區(qū)（ECA）與船舶進入ECA區(qū)域的措施

劉新亮

摘 要：在過去，人們總把重點放在陸地交通以及航空交通運輸所造成的環(huán)境污染上。然而近幾年，多方研究報告表明，一直被忽略的水上交通運輸也是環(huán)境污染的重要源頭之一。船舶是水上交通運輸?shù)闹饕ぞ?，而且是產(chǎn)生可吸入粉塵顆粒、NOX和SO2的主要源頭。因此，為了減少船舶污染物給大氣環(huán)境所帶來的污染，各國政府設立排放控制區(qū)。本文旨在尋求船舶進入排放控制區(qū)的措施，為航運企業(yè)應對更加嚴格的排放控制要求提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：排放控制區(qū) 船舶廢氣 MARPOL公約 應對措施

1.船舶ECA的形成背景

船舶造成的環(huán)境問題，尤其是在港口、內(nèi)陸水道以及某些航路集中、船舶通航密度大的海域，在這些海域，船舶的節(jié)能減排已躍居首要問題。國際海事組織所提供的資料顯示，截止到2014年末，船舶每年排出的硫氧化物已高于700萬噸，約為空氣污染物排出總量的4.5%。2012年美國海運環(huán)保部門給出的研究成果顯示，運輸船舶所排出的有害漂浮物已是造成空氣污染的主要原因。2012年，國際上所監(jiān)測出的空氣中NOX含量為35%，且大部分來源于船舶，現(xiàn)在海運船舶排出的廢氣中有害漂浮物的年均總量相當于所有機動車尾氣所排出有害物質(zhì)的45%左右。

在環(huán)境污染防控方面，IMO從以前只注重海上船舶對海洋環(huán)境的污染問題，后期開始著眼于其對大氣環(huán)境的污染方面的研究，形成了水空一體化的控制格局。MARPOL公約附則VI正式通過，該公約旨在解決船舶造成的地區(qū)性大氣控排問題，內(nèi)容主要包括：增加相關(guān)術(shù)語釋義、添加了實習期船舶控排手段的免去前提、船舶耗費臭氧物質(zhì)系統(tǒng)的備案條件、修訂及補充了關(guān)于船舶發(fā)動機NOX排放Tier I、Tier II、Tier III標準（即為現(xiàn)行全球區(qū)域標準、全球區(qū)域標準、排放控制區(qū)標準）、修訂了燃料油硫含量相關(guān)標準、補充了關(guān)于船舶產(chǎn)生VOC物質(zhì)相關(guān)的管理計劃、燃料油可獲得性的相關(guān)規(guī)定及要求等。

2.船舶ECA的由來

ECA定義為排放控制區(qū)，英文意思是Emission Control Area，其包括氮氧化物（NOX）排放控制區(qū)和硫氧化物（SOX）排放控制區(qū)。2008年的國際海事組織大會上采納了MARPOL公約1997年議案和與其相關(guān)的6個決議案，并把該議案納入了《防止船舶造成大氣污染規(guī)則》，而且將其作為MARPOL公約的附則VI。該公約附則VI對船舶排出廢氣中的SOX含量給出限定，劃定了SECA及NECA的上限值，并提出了燃料油硫含量的全球上限值，MARPOL公約附則VI修訂案2008要求自2012年初開始執(zhí)行，全球重質(zhì)燃料油的硫含量從4.5%下降到3.5%，全球范圍內(nèi)現(xiàn)在正在執(zhí)行的是3.5%，而從2020年開始，國際船舶重質(zhì)燃料油的硫含量必須下降到0.5%。在開始執(zhí)行控排區(qū)的海域規(guī)定更加的嚴格，在硫控排區(qū)域內(nèi)，自2010年7月初開始，船用燃油硫含量不得高于1%。從今年1月1日開始，船用燃油硫含量必須低于0.1%。

3.船舶進入ECA的一般措施

為滿足公約附則VI排放控制的要求，應對日益增多的ECA區(qū)域，減少廢氣中污染物的排放，各種應對措施陸續(xù)出現(xiàn)，總結(jié)起來主要有以下六種。

3.1廢氣清理系統(tǒng)

船舶廢氣清理系統(tǒng)通過利用淡水、海水或化學品等對船舶排放的廢氣進行清洗，以達到將廢氣中硫氧化物基本清除的效果。使用此項技術(shù)必定會引起船舶在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生較大程度的變化，相關(guān)資金投入較大，清洗后的殘留液體仍需處理，這樣仍需大量資金的投入。然而與使用價格昂貴的船用輕柴油相比，加裝船舶廢氣清理系統(tǒng)可以讓船舶繼續(xù)燃用重油，長遠來看，該方案更加的經(jīng)濟?，F(xiàn)在，很多國外航運企業(yè)使用這一方案，對于船舶廢氣清理系統(tǒng)而言，其黃金時代即將到來。

3.2低硫燃料油

現(xiàn)在船舶廣泛采用的重油的含硫量一般在2.5%上下，最大含量為3.5%，此種燃油被稱為高硫燃油，據(jù)統(tǒng)計，截止到2014年底，全球大部分船舶還沒有安裝廢氣濾清系統(tǒng)，在應對公約的要求方面，多是采用更換低硫燃油（LSFO），此種方法被稱為：換油法。更換LSFO可以大幅度降低硫氧化物的排放。但是現(xiàn)在硫含量較低的LSFO供應十分緊張，而且相對于傳統(tǒng)燃油而言，成本昂貴；使用LSFO的船舶，還必須對主機及輔機燃油系統(tǒng)進行改造，這是因為低硫燃油的粘度較低和潤滑性較差，改造的費用較高。

3.3燃料電池

燃料電池是根據(jù)電化學原理通過化學反應將產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)變成電能的供電設備。

從表面上看，一般的燃料電池包括正、負兩極（其中負極為燃料的電極，而正極則為氧化劑的電極）和電解液體構(gòu)成，和普通電池相似，可是它們之間的區(qū)別就在于前者可以向外輸出電能，而后者只能夠儲存電能。普通電池一般是把活性物質(zhì)貯存于電池內(nèi)部，所以電池容量有限。通常使用的燃料電池其正極和負極自身不含易氧化反應的材料，而僅是具有催化切換的功能，使用過程中只需連續(xù)不斷地向它提供氧化反應的材料，它便可以把燃料中的能量經(jīng)過一系列反應釋放出轉(zhuǎn)化為電能輸出，“燃料電池”的名稱也是因此而得。從理論上講，只要能夠不斷地向其輸入反應物，且能確保不斷地排出反應產(chǎn)物，那么燃料電池便可源源不斷向外發(fā)電。

3.4生物柴油

生物燃料也稱生態(tài)柴油，是用生物質(zhì)組成和提取制成的燃料，其形態(tài)可以分成固體、液體和氣體三種。生物燃料在早期階段一般是以油料作物（如棕桐、油菜等） 、谷類作物（例如玉米、小麥等）或糖類作物（如甘蔗、甜菜等）作為原料，但由于它的生產(chǎn)制作與人類食品安全息息相關(guān)，所以這種燃料的使用備受爭議。后來研究出現(xiàn)了第二代生物燃料，它的原料主要是農(nóng)林廢棄物（如秸稈、鋸末、甘蔗渣、稻糠等），這種原材料制成的燃料的優(yōu)點在于：①不破壞生態(tài)；②可以有效減少溫室氣體的排放；③不影響生物多樣性的特征。

3.5可再生能源

可再生能源一般是利用風力、太陽光照的熱能或波浪的推力等循環(huán)不竭的能量，將這些能量轉(zhuǎn)換成電能以供船舶行駛所用。

3.5.1風能

使用風力發(fā)電時，一般要求使用重量較輕的原料，一方面是可以增加船舶的載重，另一方面在方向調(diào)整時可以減少能量的消耗。一般船上的風能設備能進行多角度調(diào)整，以便其能夠找到最好的角度利用風力，從而產(chǎn)生電能來推動船舶航行。但是，這種能源具有區(qū)域和時間性，其運用于船舶的可行性還需要論證。

3.5.2太陽能

太陽能是利用太陽能電板吸收太陽光照的能量將其轉(zhuǎn)化成電能的過程，尤其對于同時利用風能和太陽能的船舶，在船舶無法使用風能推動的情況下，可以利用太陽能繼續(xù)船舶的航行，而且可以把多余的太陽能保存在船上，以備后用。

3.5.3波浪能

波浪能的應用主要是使用波浪的推力，使其作用于船舶的渦輪裝置，將動能轉(zhuǎn)化成電能，從而產(chǎn)生動力來推動船舶航行，這與水力發(fā)電具有同樣的原理。

以上這些新能源雖然不存在氣體或顆粒物的排放問題，但它們的實現(xiàn)大多依賴于天氣條件，因此要將它們大規(guī)模地應用于船舶動力的可行性不高。

3.6液化天然氣（LNG）

使用液化天然氣作為船舶燃料，可以有效的減少船舶廢氣中污染物的排放，尤其是CO2、NOX、SOX和顆粒物等，而且全球的天然氣總和很大，其利用對技術(shù)的要求較低。從價格角度考慮，液化天然氣的價格與傳統(tǒng)燃油相比，在得到同等能量的條件下，改用液化天然氣能節(jié)省約三成到五成的運營成本。另外，液化天然氣與其他燃料油相比，具有諸多優(yōu)點，它在揮發(fā)的情況下，比重較小，一旦暴露在空氣中就會立刻消散，因此不會對環(huán)境造成破壞。

液化天然氣在船舶動力的應用方面所涉及的技術(shù)、設備及標準已較為完善，目前已有一些船舶在使用液化天然氣。

4.結(jié)論

本章對船舶ECA形成背景和由來、范圍及相關(guān)規(guī)定做了簡單介紹，并重點介紹了船舶進入SECA區(qū)域時的相關(guān)應對措施，主要介紹了廢氣洗滌器、低硫燃油、燃料電池、生物柴油、可再生能源和LNG的應用，并且提出了各項措施所存在的問題，為航運企業(yè)應對排放控制區(qū)的限制提供參考。

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