美國水運(yùn)船舶節(jié)能減排政策啟示

CCS船舶能效推進(jìn)工作組 魏茂蘇

美國擁有25000英里的內(nèi)河、沿海和運(yùn)河水運(yùn)航道，通過科學(xué)規(guī)劃建設(shè)，已形成了五大湖區(qū)域互聯(lián)、五大湖與內(nèi)河海洋連通、東西海岸美灣沿線連通的水上運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，其中約有12000英里構(gòu)成活躍的商業(yè)運(yùn)輸系統(tǒng)。水路運(yùn)輸?shù)母咝Ч?jié)能已成為人們的共識(shí)，國際海事組織發(fā)布的“第三次國際海事組織溫室氣體研究報(bào)告”顯示，2012年全球海運(yùn)碳排放占比僅2．2%。盡管如此，在港口區(qū)域或船舶密集航行水域，船舶排放的廢氣（含有SOX、NOX、CO2和固體顆粒物等對(duì)人類有害物質(zhì)）卻是主要空氣污染源之一，并對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生影響，美國通過設(shè)立船舶排放控制區(qū)、制定具有區(qū)域特點(diǎn)的船舶排放激勵(lì)政策和岸電使用等綜合政策措施，對(duì)船舶的排放進(jìn)行控制，取得了良好的區(qū)域空氣治理效果。

設(shè)立船舶排放控制區(qū)（ECA）

在國際海事組織（IMO）框架內(nèi)，美國先后將夏威夷群島、北美區(qū)域、加勒比海沿岸劃為排放控制區(qū)，控制區(qū)囊括美國本土及離島所有沿岸水域，國際航行船舶在排放控制區(qū)水域，受到更為嚴(yán)格的SOX和NOX排放限制。自2015年1月1日起，控制區(qū)內(nèi)船上使用燃油的最大硫含量不得超過0．10%m/m，2016年1月1日或以后建造船上安裝的柴油機(jī)（在ECA內(nèi)航行時(shí)）NOX的排放需滿足Tier III排放標(biāo)準(zhǔn)。

美國環(huán)保署（EPA）統(tǒng)計(jì)表明，美國空氣質(zhì)量持續(xù)改善，特別是遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船舶，由于實(shí)施ECA，污染物排放呈斷崖式下降，美國東、西海岸和美灣區(qū)域空氣中PM2．5平均下降70%。EPA同時(shí)預(yù)測，隨著船舶數(shù)量及貿(mào)易量的增長，與2009年相比，2030年SOX排放占比將從80%增長到95%，PM2．5排放占比將從17%增長到48%，NOX排放占比將從10%增長到40%，而實(shí)施EAC后，到2030年SOX排放占比將降低到51%，PM2．5排放占比將降低到12%，NOX排放占比僅增長到22%，可見設(shè)立排放控制區(qū)對(duì)降低區(qū)域內(nèi)空氣污染、改善空氣質(zhì)量起到了非常積極的作用。

美國瓊斯法案規(guī)定，在美國聯(lián)邦港口間運(yùn)輸（即內(nèi)貿(mào)運(yùn)輸）的船舶必須是美國籍船舶，其船舶的建造受聯(lián)邦造船規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)限制，因此對(duì)于內(nèi)河船舶運(yùn)輸水域，美國并沒有設(shè)置排放控制區(qū)，而是通過提高船舶建造標(biāo)準(zhǔn)來控制內(nèi)河船舶的污染排放。

圖：排放控制區(qū)，囊括美國本土和離島近海水域

制定適合區(qū)域特點(diǎn)的船舶減排激勵(lì)機(jī)制

根據(jù)港口所處地理人文環(huán)境及管理體制，美國不同州及港口有不同節(jié)能減排政策，如洛杉磯、舊金山等加利福尼亞所屬港口，紐約和新澤西州所轄紐約新澤西港等，港口區(qū)域周邊人口稠密，環(huán)境對(duì)人類生活影響大，普遍實(shí)行積極的船舶及港口設(shè)施減排政策，北卡羅來納州威明頓港區(qū)域人口少，環(huán)境污染承載能力大，除執(zhí)行現(xiàn)行的國際國內(nèi)公約法規(guī)外，并無特別的減排要求及減排激勵(lì)措施。

1） 綠色港口政策。美國西海岸長灘港實(shí)施的綠色港口政策，是一個(gè)綜合性的污染防治政策，包括5個(gè)基本指導(dǎo)原則和6方面保護(hù)內(nèi)容，涉及船舶的內(nèi)容包括保護(hù)社區(qū)免受港口運(yùn)營排放有害物質(zhì)的影響、減少港口活動(dòng)造成的有害空氣排放等，20年的環(huán)境質(zhì)量記錄證實(shí)其政策行之有效。

2） 綠色船舶獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃。對(duì)抵達(dá)長灘港船舶自愿實(shí)施的空氣潔凈行動(dòng)，目標(biāo)是減少船舶廢氣中NOX排放。政策規(guī)定，船舶主機(jī)NOX排放符合IMO2011 TierⅡ（可減少15%NOX排放）標(biāo)準(zhǔn)的，每次靠港給予2500美元的獎(jiǎng)勵(lì)，符合2016TierⅢ（可減少80%NOX排放）標(biāo)準(zhǔn)的，每次靠港給予6000美元的獎(jiǎng)勵(lì)。到2023年，預(yù)期50%靠港船舶滿足TierⅡ標(biāo)準(zhǔn)，40%滿足TierⅢ標(biāo)準(zhǔn)，可減少NOX排放2700噸。

3） 綠色旗幟獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃。船舶自愿減速計(jì)劃，要求抵達(dá)長灘港船舶減速到12節(jié)或進(jìn)港前（Point Fermin處）40海里內(nèi)減速到12節(jié)航行。該項(xiàng)目在減少船舶黑煙排放和降低顆粒物排放方面取得巨大成功，自2009年實(shí)施以來，有90%的船舶抵港前20海里減速，70%的船舶40海里內(nèi)減速，每年減少1000噸污染物排放。作為獎(jiǎng)勵(lì)，船舶可以降低靠泊使費(fèi)，連續(xù)12個(gè)月滿足要求的船舶，可以獲得綠色旗幟環(huán)境成就獎(jiǎng)。

4） 清潔船舶獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃（CVI）。紐約新澤西港口當(dāng)局制定的政策，CVI提供獎(jiǎng)勵(lì)資金，鼓勵(lì)抵達(dá)港口的遠(yuǎn)洋船舶和經(jīng)營人自愿使用內(nèi)燃機(jī)、燃油和技術(shù)來實(shí)現(xiàn)高于現(xiàn)行IMO排放標(biāo)準(zhǔn)的減排，船舶環(huán)境指數(shù)（ESI）分值是主要評(píng)估依據(jù)，同時(shí)增加船舶抵達(dá)和駛離港口時(shí)的降速措施、符合TierII或TierIII國際標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)動(dòng)機(jī)等激勵(lì)措施?，F(xiàn)行CVI2016年1月1日經(jīng)修訂后發(fā)布，2018年12月31結(jié)束，該計(jì)劃得到了22家國際知名航運(yùn)企業(yè)的積極響應(yīng)，2017年前3季度，CVI已用盡130萬美元的最高年度獎(jiǎng)勵(lì)限額。

5） 船舶環(huán)境指數(shù)（ESI）。國際港口協(xié)會(huì)（IAPH）世界55個(gè)主要港口達(dá)成的世界港口氣候倡議（WPCI），承諾在發(fā)揮其運(yùn)輸和經(jīng)濟(jì)中心作用的同時(shí)，減少溫室氣體排放。ESI是WPCI評(píng)價(jià)遠(yuǎn)洋船舶排放的自愿性指標(biāo)，包括船舶NOX、SOX、CO2和岸電使用4部分評(píng)價(jià)內(nèi)容，每一部分均有評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)和方法，4項(xiàng)評(píng)分之和為該船舶ESI總分值，可以使用總分值或分項(xiàng)分值對(duì)船舶進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)或評(píng)估，促進(jìn)清潔船舶使用。目前有65個(gè)會(huì)員港口參與，分布世界各大洲，截止2017年4月1日，已經(jīng)注冊船舶5497艘，50個(gè)激勵(lì)供應(yīng)商。美國休斯敦、長灘、洛杉磯、紐約和新澤西、奧克蘭、西雅圖等港口是參與方。

上述激勵(lì)政策和措施，可單獨(dú)實(shí)施，也可綜合實(shí)施，得到了航運(yùn)相關(guān)方的積極響應(yīng)，取得了良好的區(qū)域空氣治理效果。

強(qiáng)制靠港船舶使用岸電

船舶停港期間的排放主要來源于發(fā)電柴油機(jī)，其燃油消耗率每千瓦時(shí)約200克左右，根據(jù)船型及柴油機(jī)負(fù)荷及在港時(shí)間，產(chǎn)生相應(yīng)的NOX、SOX、CO2和固體顆粒物排放，對(duì)港口區(qū)域空氣造成污染，使用岸電可使船舶在港排放降低95%甚至達(dá)到零排放。

美國無國家層面的船舶岸電使用要求，加利福尼亞州實(shí)施“加利福尼亞靠泊規(guī)則”，屬地方法規(guī)。2007年12月，美國加州空氣資源委員會(huì)（CARB）批準(zhǔn)“靠泊加利福利亞港口遠(yuǎn)洋船舶輔助柴油機(jī)有毒大氣污染物控制措施”，該措施通常稱為靠港規(guī)則，規(guī)則要求集裝箱船、客船和冷藏船在靠泊加利福尼亞港口6大港口（長灘、洛杉磯、圣地亞哥、奧克蘭、舊金山、懷尼米港）時(shí)減少柴油發(fā)電機(jī)排放，并提供了兩個(gè)選擇：i) 關(guān)閉輔助柴油機(jī)，使用其他動(dòng)力來源，最可行的是電網(wǎng)岸電；ii) 使用能夠獲得等效減排效果的替代控制技術(shù)。該規(guī)則并未強(qiáng)制要求船舶靠港使用岸電，但現(xiàn)階段技術(shù)成熟的等效措施比較少，船舶實(shí)際并無選擇，使用岸電幾乎是唯一選擇。

靠港規(guī)則要求，2014年1月1日起，50%靠泊船舶應(yīng)使用岸電，實(shí)現(xiàn)50%污染物減排；2017年1月1日起，70%靠泊船舶應(yīng)使用岸電，實(shí)現(xiàn)70%污染物減排；2020年之后，80%靠泊船舶應(yīng)使用岸電，實(shí)現(xiàn)80%污染物減排。違反規(guī)定的船舶將面臨1000美元到75000美元罰款。目前美國港口岸電設(shè)施主要分布在有規(guī)則強(qiáng)制要求的西海岸港口，以及紐約新澤西等等人口稠密地區(qū)港口。

美國岸電使用也存在碼頭供電和船舶受電設(shè)施改造、岸電價(jià)格等問題。如船舶電力需求變化大（郵輪可達(dá)13MW，而集裝箱僅需3 MW）、碼頭岸電設(shè)施建設(shè)費(fèi)用高（Halifax和 Brooklyn港郵輪碼頭安裝岸電設(shè)備費(fèi)用分別為1000萬美元和2000萬美元）、船舶使用的電壓和頻率不統(tǒng)一（220V/50Hz、110V/60Hz和440～ 11000V等）、線纜接頭無統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)等。岸電使用價(jià)格受電網(wǎng)電力來源、港口所在區(qū)域、供電設(shè)施、船舶用電負(fù)荷大小、高峰用電和低峰用電等因素影響，岸電價(jià)格計(jì)量復(fù)雜，如表1所示。

對(duì)我國水運(yùn)船舶節(jié)能減排的啟示

在我國，交通運(yùn)輸主管部門致力于推進(jìn)綠色交通發(fā)展，通過老舊船舶淘汰、交通節(jié)能補(bǔ)貼、設(shè)立排放控制區(qū)、港口岸電使用等一系列措施，不同程度地減少了船舶大氣污染物排放，但不可否認(rèn)，我國區(qū)域大氣治理成果與民眾期許還有差距，美國水運(yùn)船舶節(jié)能減排政策可以給我們一些啟示。

1）制定船舶岸電法規(guī)強(qiáng)制靠港船舶使用岸電。我國《大氣污染防治法》提出靠港船舶優(yōu)先使用岸電，“十二五”期間，交通運(yùn)輸部著力推廣靠港船舶使用岸電，制定了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，進(jìn)行了試點(diǎn)示范，并運(yùn)用經(jīng)濟(jì)手段進(jìn)行激勵(lì)，取得了一定成效。受岸電設(shè)施港口布局、船舶受電設(shè)施配套規(guī)范、岸電使費(fèi)、無岸電使用法規(guī)等因素影響，我國靠港船舶使用岸電頻度不高，應(yīng)在人口稠密地區(qū)港口特別是長三角、珠三角和環(huán)渤海等人口密集的大港口加快港口岸電配套設(shè)施建設(shè)，借鑒美國加利福尼亞州船舶靠泊規(guī)則，制定船舶使用岸電強(qiáng)制要求，優(yōu)先將高排放船舶納入在港使用岸電要求。

表：美國部分港口岸電價(jià)格表

2）我國排放控制區(qū)限制標(biāo)準(zhǔn)同國際標(biāo)準(zhǔn)接軌。2015年交通運(yùn)輸部印發(fā)《珠三角、長三角、環(huán)渤海(京津冀)水域船舶排放控制區(qū)實(shí)施方案》，要求進(jìn)入控制區(qū)的船舶分階段使用硫含量小于0．5%的燃油。上海、寧波、南通港等港口已提前實(shí)施排放控制區(qū)要求，監(jiān)測顯示，區(qū)域內(nèi)硫化物含量明顯下降，對(duì)改善區(qū)域空氣質(zhì)量其到很好的示范作用。與美國排放控制區(qū)相比，我國的排放控制區(qū)僅限珠三角、長三角和環(huán)渤海，且僅限硫化物的控制，對(duì)氮氧化物排放無限制要求，應(yīng)評(píng)估我國排放控制區(qū)實(shí)施效果，將我國沿海水域全部納入排放控制區(qū)。同時(shí)，我國現(xiàn)行的排放控制區(qū)標(biāo)準(zhǔn)低于國際標(biāo)準(zhǔn)（如燃油硫含量小于0．1%），應(yīng)研究我國排放控制區(qū)標(biāo)準(zhǔn)同國際接軌的可行性。

3）制定有針對(duì)性的區(qū)域綜合減排措施。美國洛杉磯和長灘港地處San Pedro灣，2016年長灘港排放清單報(bào)告顯示，2005年遠(yuǎn)洋船舶柴油顆粒物（DPM）、NOX和SOX排放量分別為605、6726和6952噸，通過設(shè)立排放控制區(qū)、船舶自愿減排激勵(lì)政策及岸電規(guī)則等綜合措施應(yīng)用，2016年上述大氣污染物排放分別降低到61、3966和202噸，減排效果良好。我國可根據(jù)港口區(qū)域地理位置，調(diào)研港口大氣污染物組成，建立港口區(qū)域污染物排放清單，制定有針對(duì)性的區(qū)域減排機(jī)制，充分發(fā)揮政府主管部門引領(lǐng)、法規(guī)約束和企業(yè)主動(dòng)參與的多軌并舉水運(yùn)船舶節(jié)能減排機(jī)制，實(shí)現(xiàn)區(qū)域空氣質(zhì)量的持續(xù)改善。