現(xiàn)有船能效要求實(shí)施中需要關(guān)注的問(wèn)題

中國(guó)船級(jí)社 石 珣

關(guān)于現(xiàn)有船能效的MARPOL附則VI修正案已于日前結(jié)束的海洋環(huán)境保護(hù)委員會(huì)第76次會(huì)議（MEPC 76）正式通過(guò)，與之相應(yīng)的技術(shù)導(dǎo)則經(jīng)由MEPC 75會(huì)后通信工作組的討論制定和第八次溫室氣體會(huì)間會(huì)（ISWG-GHG 8）的審議之后，也于本次MEPC 76會(huì)議正式批準(zhǔn)。在新通過(guò)的MARPOL附則VI綜合文本中規(guī)定，現(xiàn)有船技術(shù)能效EEXI的核查將在法規(guī)生效后的第一次年度檢驗(yàn)、中間檢驗(yàn)或換證檢驗(yàn)（取早者）完成。船舶營(yíng)運(yùn)能效的年度驗(yàn)證和評(píng)級(jí)也將在2023年正式開(kāi)始。雖然EEXI和CII相關(guān)的技術(shù)規(guī)則已經(jīng)出臺(tái)，但在具體執(zhí)行層面仍可能存在一些問(wèn)題，本文擬就這些船舶在EEXI和CII計(jì)算驗(yàn)證中可能遇到的問(wèn)題進(jìn)行探討，為業(yè)界從容應(yīng)對(duì)新規(guī)落地提供參考。

EEXI與EEDI的協(xié)同與差異

現(xiàn)有船技術(shù)能效（EEXI）要求的制定脫胎于新造船能效設(shè)計(jì)指數(shù)（EEDI），其所適用船型也與EEDI要求一致，各船型Required EEXI的設(shè)定基本等同于2022年4月1日生效的對(duì)新造船的Required EEDI要求。船舶EEXI在計(jì)算驗(yàn)證方面也基本沿襲了EEDI計(jì)算導(dǎo)則和驗(yàn)證導(dǎo)則的框架，但與EEDI相關(guān)導(dǎo)則相比，船舶Attained EEXI計(jì)算參數(shù)的選取更為靈活，驗(yàn)證方法也更為多元。

首先，是主機(jī)功率PME的計(jì)算。EEXI計(jì)算中，對(duì)采用非永久性主機(jī)功率/軸功率限定的船舶，PME取75%（ 部 分LNG船舶，該比例系數(shù)為83%）主機(jī)額定功率（MCR）或者83%限定后功率（MCRlim），二者取小， EEDI的PME計(jì)算則僅與船舶主機(jī)MCR掛鉤。對(duì)采用非永久性主機(jī)功率/軸功率限定船舶計(jì)算EEXI時(shí)PME對(duì)MCRlim的比例，從MEPC 75會(huì)后通信工作組報(bào)告到ISWGGHG 8會(huì)議報(bào)告，有了明顯的改動(dòng)。在MEPC 75會(huì)后通信工作組呈報(bào)MEPC 76會(huì)議的EEXI計(jì)算導(dǎo)則草案中，對(duì)非永久性功率限定情況，PME取75% MCRlim，與EEDI計(jì)算中PME對(duì)MCR的比例相同，但I(xiàn)SWG-GHG 8會(huì)議出于對(duì)EEDI與EEXI計(jì)算框架 “一致性”的考慮，將PME的計(jì)算調(diào)整為75% MCR或者83% MCRlim，二者取小。對(duì)此，參照?qǐng)D1可以有個(gè)比較清晰的理解。

圖1 PME計(jì)算取值示意圖

對(duì)EEDI船舶，見(jiàn)圖左側(cè)，在EEDI裝載下主機(jī)額定功率（MCR）可以分為用于靜水下航行的PME（75%MCR）、用于克服風(fēng)浪以保證正常商業(yè)運(yùn)營(yíng)的Sea margin（15% MCR）和用于惡劣海況等極端情況下保證船舶安全航行的Engine margin（10%MCR）三個(gè)部分。對(duì)采用非永久性主機(jī)功率/軸功率限定的現(xiàn)有船舶，按照現(xiàn)行導(dǎo)則體系要求可以在惡劣海況等極端情況下釋放被限定功率（即儲(chǔ)備功率）以保證船舶的航行安全，換而言之，對(duì)該類船舶而言其Engine margin的功能已由儲(chǔ)備功率承擔(dān)，MCRlim中僅包括了PME和Sea margin兩個(gè)部分（參照?qǐng)D1右側(cè)）。因此，對(duì)采用非永久性主機(jī)功率/軸功率限定的船舶，PME對(duì)MCRlim的占比為83%。同時(shí)，考慮到對(duì)主機(jī)功率/軸功率限定較少的船舶可能存在83% MCRlim大于EEDI計(jì)算PME取值75% MCR的情況，最終EEXI計(jì)算導(dǎo)則中規(guī)定，對(duì)采用非永久性主機(jī)功率/軸功率限定的船舶，PME取75% MCR或者83% MCRlim，二者取小。

對(duì)于這一修改，首當(dāng)其沖的影響是對(duì)希望采用限定功率方式滿足EEXI要求的船舶，其需要將主機(jī)功率限定在一個(gè)更小的MCRlim上才能滿足既定要求。很多評(píng)論將這一修改解讀為增加了現(xiàn)有船滿足EEXI要求的難度，其實(shí)嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，船舶滿足EEXI要求的功率點(diǎn)PME并沒(méi)有改變，改變的只是船舶日常運(yùn)營(yíng)可以使用的功率范圍，換而言之，船舶在不釋放儲(chǔ)備功率的情況下，所能達(dá)到的最大航速變小了。相應(yīng)地，船舶在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中所能體現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值也必然受到影響。

另一個(gè)比較顯著的影響就是，對(duì)于與Required EEXI僅有些微差距的船舶，采用限定功率方法以滿足EEXI要求這一選項(xiàng)的優(yōu)先級(jí)將大大降低。根據(jù)75% MCR或者83%MCRlim兩者取小的規(guī)定，很容易可以分析出，如果船舶的限定后功率大于船舶額定裝機(jī)功率的90%，EEXI計(jì)算時(shí)PME的取值將保持75%MCR不變，也就是說(shuō)只有功率限定值小于90% MCR之后才會(huì)真正影響到船舶的Attained EEXI，但如果為了些微的EEXI變化而對(duì)主機(jī)功率做10%以上的調(diào)整，將極大影響船舶的經(jīng)濟(jì)性，得不償失。

同時(shí)，需要特別強(qiáng)調(diào)的是，根據(jù)MEPC 75及會(huì)后空氣污染和能效通信工作組的討論來(lái)看，EEXI提出的采用限定功率方式以滿足船舶技術(shù)能效要求的思路后續(xù)還將被引入到EEDI要求框架中，以解決新造船舶需同時(shí)滿足EEDI要求與最小推進(jìn)功率要求之間的矛盾。雖然因?yàn)闀r(shí)間關(guān)系本次MEPC 76未能就這一部分EEDI要求的升級(jí)修訂進(jìn)行詳細(xì)討論，但EEXI計(jì)算導(dǎo)則提出的PME對(duì)MCRlim比例與PME對(duì)MCR比例不同的思路無(wú)疑也將被引入到EEDI計(jì)算導(dǎo)則中。

除了對(duì)主機(jī)功率PME取值的調(diào)整，本次會(huì)議通過(guò)的系列導(dǎo)則與此前通信工作組報(bào)告的另一大的區(qū)別就是擴(kuò)大了數(shù)值水動(dòng)力計(jì)算（CFD）方法的使用范圍。在EEDI驗(yàn)證中，CFD方法僅可以替代螺旋槳敞水試驗(yàn)，以及經(jīng)母型船試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證后評(píng)估船舶附體對(duì)船舶快速性的影響。但是在EEXI驗(yàn)證導(dǎo)則中規(guī)定，經(jīng)由驗(yàn)證方批準(zhǔn)的經(jīng)母型船試航或模型試驗(yàn)結(jié)果確認(rèn)或修正的數(shù)值模型和方法可以直接作為模型試驗(yàn)的替代。這一規(guī)定將大大擴(kuò)大CFD方法在EEXI航速計(jì)算中的應(yīng)用。雖然ITTC已經(jīng)就CFD方法的應(yīng)用給出了建議程序，但是不同的網(wǎng)格劃分策略、求解模式、不同軟件的差異，甚至是軟件使用者水平和習(xí)慣的差別都會(huì)影響到最終的預(yù)報(bào)結(jié)果。此時(shí)，驗(yàn)證方的判別標(biāo)準(zhǔn)就將成為某一CFD方法是否可以替代模型試驗(yàn)的關(guān)鍵因素。就如何認(rèn)定可以接受的合理的CFD方法和數(shù)值模型的邊界方面，部分成員國(guó)和國(guó)際組織正在積極開(kāi)展相關(guān)的研究工作?？梢灶A(yù)見(jiàn)的是，如果CFD方法的拓展使用為EEXI計(jì)算驗(yàn)證所接受，其在EEDI計(jì)算驗(yàn)證中的應(yīng)用范圍也很可能被擴(kuò)展。

其實(shí)不僅僅是在CFD方法的應(yīng)用上，在一些EEXI計(jì)算參數(shù)的取值上，也需要驗(yàn)證方對(duì)其設(shè)定邊界或者進(jìn)行澄清。比如，對(duì)LNG船，為避免發(fā)動(dòng)機(jī)或鍋爐中過(guò)量的蒸發(fā)氣釋放到大氣中或進(jìn)行不必要的熱氧化而對(duì)蒸發(fā)氣進(jìn)行燃燒所消耗的功率，經(jīng)驗(yàn)證方批準(zhǔn)，可從PME中扣除；再比如，對(duì)輔機(jī)計(jì)算功率PAE的計(jì)算，可以取EEXI驗(yàn)證前實(shí)際運(yùn)營(yíng)中的年度平均值。所有這些都需要驗(yàn)證方提出明確的方法進(jìn)行考核和計(jì)入?？梢?jiàn)，考慮到EEXI驗(yàn)證所針對(duì)的現(xiàn)有船在相應(yīng)數(shù)據(jù)的獲取難度上高于EEDI新造船，EEXI相關(guān)配套導(dǎo)則在計(jì)算參數(shù)的選取上給予了船舶更大的自由度，同時(shí)也對(duì)相關(guān)導(dǎo)則的實(shí)施監(jiān)督提出了更高的要求。

作為船舶技術(shù)能效的兩個(gè)指標(biāo)EEDI和EEXI具有高度的相似性，但是在具體執(zhí)行上，EEXI相較EEDI而言，在計(jì)算和驗(yàn)證上都有著更大的空間。雖然EEXI要求是EEDI要求在現(xiàn)有船上的延伸，但是在EEXI框架下制定的技術(shù)規(guī)則也會(huì)反過(guò)來(lái)影響到EEDI要求的修訂，而后續(xù)關(guān)于創(chuàng)新型節(jié)能技術(shù)的評(píng)估規(guī)則也會(huì)同時(shí)滲透到兩份導(dǎo)則之中。隨著時(shí)間的推進(jìn)，兩套框架和技術(shù)要求可能會(huì)走向高度的融合。

CII的當(dāng)下與未來(lái)

雖 然ISWG-GHG 8和MEPC 76在對(duì)CII相關(guān)的四份技術(shù)導(dǎo)則尤其是其中的G3 CII折減系數(shù)導(dǎo)則的討論中意見(jiàn)分歧很大，雖然仍有部分問(wèn)題留待MEPC 76會(huì)后成立的降低碳強(qiáng)度通信工作組進(jìn)行解決，MEPC 76還是如期通過(guò)了CII相關(guān)的系列技術(shù)導(dǎo)則，對(duì)不同船型的CII指標(biāo)、CII基線、2023年至2026年CII相對(duì)基線的折減系數(shù)和不同船型的CII分級(jí)要求給出了明確的規(guī)定。

在CII指標(biāo)方面，不出意料地以載重噸和總噸作為載貨量（Capacity）的AER和cgDIST當(dāng)選為船舶的CII強(qiáng)制指標(biāo)【CII適用的12種船型中，滾裝貨船（車輛運(yùn)輸船）、客滾船和豪華郵輪的CII指標(biāo)為cgDIST，其余船型為AER】。雖然這樣的指標(biāo)選擇會(huì)帶來(lái)“空載營(yíng)運(yùn)能效反而最好”的矛盾，但這兩個(gè)指標(biāo)是目前IMO DCS唯二可支持的指標(biāo)。為了配合后續(xù)CII的強(qiáng)制實(shí)施，MEPC 76會(huì)后降低碳強(qiáng)度通信工作組將對(duì)DCS數(shù)據(jù)報(bào)告格式進(jìn)行修訂，并同時(shí)制定CII自愿指標(biāo)數(shù)據(jù)的報(bào)告格式。綜合新造船EEDI數(shù)據(jù)從IACS上報(bào)到強(qiáng)制收集的轉(zhuǎn)變，結(jié)合目前CII強(qiáng)制指標(biāo)的“天然缺陷”，可以推測(cè)，對(duì)目前CII自愿指標(biāo)的強(qiáng)制上報(bào)可能只是時(shí)間問(wèn)題。

在MEPC 75會(huì)后通信工作組呈報(bào)給MEPC 76的CII折減系數(shù)導(dǎo)則草稿中，給出了對(duì)不同船型規(guī)定相同折減系數(shù)和區(qū)分制定折減系數(shù)兩種方案，最終MEPC 76通過(guò)的CII折減系數(shù)導(dǎo)則選擇了前者。這看似是一種公平，但事實(shí)上不同船型因其設(shè)計(jì)特征的差異，在降低AER/cgDIST方面的潛力是不同的，相較具有較大降速潛力的快船，對(duì)散貨船、液貨船這樣的慢船，尤其是存在貨品加熱等問(wèn)題的液貨船，如何在2023年之后一段較長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)保持營(yíng)運(yùn)能效的持續(xù)提升，對(duì)船東來(lái)說(shuō)不是個(gè)容易解決的問(wèn)題。同時(shí)，對(duì)國(guó)際航運(yùn)的整體來(lái)說(shuō)，隨著每年船隊(duì)的更新、船舶的大型化發(fā)展等，正常情況下保持每年?duì)I運(yùn)能效的持續(xù)小幅提升并不困難，但是對(duì)單船而言，在天氣、經(jīng)濟(jì)、航線、貨運(yùn)量等一切外界因素都不變的情況下，隨著船齡的提升，船舶的營(yíng)運(yùn)能效是在逐年降低的，只有不斷采取新的技術(shù)能效或者營(yíng)運(yùn)能效改進(jìn)措施實(shí)現(xiàn)能效“躍遷”才可能做到長(zhǎng)久的“保級(jí)”。

如果說(shuō)業(yè)界對(duì)2026年之后的CII折減系數(shù)值和未來(lái)的CII指標(biāo)調(diào)整等問(wèn)題尚可以保持冷靜的觀望態(tài)度，那么對(duì)CII計(jì)算中的油耗折減和/或航段免除這一問(wèn)題的答案可以用“翹首以盼”來(lái)形容。在過(guò)去的MEPC 76會(huì)議上，各個(gè)國(guó)家和組織就G1 CII計(jì)算導(dǎo)則中給出的針對(duì)特殊貨物、航段等計(jì)算CII時(shí)的油耗修正和航段免除問(wèn)題提出了18份評(píng)論性提案?？紤]到這一問(wèn)題的復(fù)雜性，最終MEPC 76決定將該部分內(nèi)容從G1導(dǎo)則中刪除，改由MEPC 76會(huì)后通信工作組制定專門的G5 CII計(jì)算修正導(dǎo)則統(tǒng)一解決?？紤]到導(dǎo)則出臺(tái)可能會(huì)引發(fā)的市場(chǎng)對(duì)特殊貨物、特別航段、特定船型的反饋，可以想見(jiàn)G5導(dǎo)則才是CII要求或者說(shuō)現(xiàn)有船能效要求框架落地的“最后一只靴子”。

新規(guī)落地應(yīng)對(duì)建議

與CII側(cè)重船舶的年度 “臨場(chǎng)發(fā)揮”不同，EEXI一早就明確了考核要求和考核步驟，結(jié)合IAPP證書年度、中間或換證檢驗(yàn)（取早者）完成審核的要求也為業(yè)界積極推進(jìn)為滿足EEXI要求而進(jìn)行船舶改造加了一劑助推。雖然說(shuō)船舶技術(shù)能效水平與營(yíng)運(yùn)能效有一定的正相關(guān)性，但EEXI考核的是船舶在靜水下的理想能耗，CII考察的卻是風(fēng)浪條件下船舶的真實(shí)油耗。不同的節(jié)能裝置或節(jié)能措施在靜水狀態(tài)下的效果與波浪狀態(tài)下可能會(huì)有很大差異，因此建議船舶在進(jìn)行升級(jí)改造時(shí)，從EEXI評(píng)估與CII評(píng)估的整體性考量出發(fā)，對(duì)改造后船舶在靜水下的快速性及在風(fēng)浪條件慣常裝載下的油耗進(jìn)行綜合分析，以選取合適的升級(jí)改造方案。同時(shí)，建議公司基于已批準(zhǔn)的CII相關(guān)導(dǎo)則盡早開(kāi)展船舶歷年的營(yíng)運(yùn)能效水平評(píng)估，識(shí)別出影響船舶營(yíng)運(yùn)能效水平的關(guān)鍵項(xiàng)，根據(jù)CII要求的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)單船的升級(jí)改造和船隊(duì)的航線、運(yùn)力、船舶更新做好規(guī)劃。

為協(xié)助船東做好應(yīng)對(duì)工作，中國(guó)船級(jí)社已針對(duì)國(guó)際航運(yùn)碳強(qiáng)度新規(guī)出臺(tái)了一攬子服務(wù)方案，包括：

1、船舶/船隊(duì)技術(shù)能效（EEXI）計(jì)算、評(píng)估和預(yù)驗(yàn)證

2、船舶/船隊(duì)營(yíng)運(yùn)能效（CII）計(jì)算、評(píng)級(jí)與預(yù)驗(yàn)證

3、船舶/船隊(duì)相應(yīng)船型EEXI/CII對(duì)比分析

4、提高船舶EEXI與CII的技術(shù)與措施，及其評(píng)估驗(yàn)證

5、航運(yùn)碳強(qiáng)度規(guī)則咨詢與培訓(xùn)

同時(shí)，作為MEPC 76會(huì)后降低碳強(qiáng)度通信工作組成員，中國(guó)船級(jí)社將會(huì)在后續(xù)規(guī)則制定中依托自身優(yōu)勢(shì)繼續(xù)發(fā)揮好紐帶作用，回應(yīng)船東關(guān)切，維護(hù)船東權(quán)益，通過(guò)新的價(jià)值評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)協(xié)助提高船舶的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，攜手業(yè)界，一起迎接航運(yùn)碳強(qiáng)度新時(shí)代的來(lái)臨。