深圳港碳達(dá)峰與碳中和路徑的實(shí)踐與探索

李文斌，陳潔敏，宗傳苓

1.深圳國(guó)家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心，2.深圳市城市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究中心，3.陜西科技大學(xué)

0 引 言

2020年，中國(guó)向世界鄭重承諾，將分別于2030年、2060年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和。作為我國(guó)化石能源消耗及溫室氣體排放三大領(lǐng)域之一的交通，其碳排放量約占總量的10%，其中，港口碳排放約占交通碳排放的6.5%[1,2]。近年來(lái)，國(guó)家對(duì)推動(dòng)建設(shè)綠色港口提出明確要求?！督煌◤?qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》提出優(yōu)化交通能源結(jié)構(gòu)，嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家和地方污染物控制標(biāo)準(zhǔn)及船舶排放區(qū)要求，推進(jìn)船舶、港口污染防治[3]。《國(guó)家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》優(yōu)化調(diào)整運(yùn)輸結(jié)構(gòu)，推進(jìn)多式聯(lián)運(yùn)型物流園區(qū)、鐵路專(zhuān)用線建設(shè)，形成以鐵路、水運(yùn)為主的大宗貨物和集裝箱中長(zhǎng)距離運(yùn)輸格局[4]。深圳港作為全球第四大集裝箱樞紐港，在綠色港口建設(shè)方面已先行先試。本文將梳理深圳綠色港口的實(shí)踐，探討綠色港口建設(shè)的核心問(wèn)題，為國(guó)家港口領(lǐng)域交通碳達(dá)峰、碳中和提供可復(fù)制參考的經(jīng)驗(yàn)。

1 深圳港碳達(dá)峰的舉措、成效與問(wèn)題

1.1 深圳港概況

深圳是以港興城、港以城興的成功典范。1979年7月，深圳炸山填海建造碼頭，拉開(kāi)深圳港口建設(shè)序幕。早期港口建設(shè)以赤灣港區(qū)、蛇口港區(qū)、媽灣港區(qū)的散雜貨碼頭為主。上世紀(jì)80年代末至90年代初，為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)全球化及全球制造業(yè)向中國(guó)轉(zhuǎn)移形勢(shì)需要，配合香港港空間擴(kuò)散或轉(zhuǎn)移發(fā)展[5,6]，深圳確立了以集裝箱運(yùn)輸為重點(diǎn)的發(fā)展方向，并與招商局港口、和記黃埔合作新建了鹽田、赤灣等專(zhuān)業(yè)化集裝箱港區(qū)，基本形成東西部港區(qū)“雙港齊飛”格局。經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，深圳港已成為全球重要的集裝箱樞紐港。2020年，深圳港集裝箱吞吐量2 655萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)箱，位居世界第四（見(jiàn)圖1）；國(guó)際班輪航線229條，與全球25個(gè)港口建立友好港關(guān)系[7]。

圖1 深圳港歷年集裝箱吞吐量[7]

1.2 舉措與成效

（1）港口集疏運(yùn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化初顯成效

為加快推進(jìn)深圳港率先實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，深圳先后印發(fā)《深圳市綠色低碳港口建設(shè)五年行動(dòng)方案（2016—2020年）》《深圳市人民政府關(guān)于促進(jìn)深圳港加快發(fā)展的若干意見(jiàn)》等綠色港口促進(jìn)政策，進(jìn)一步加快了港口集疏運(yùn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整。截至2020年底，深圳港已與21個(gè)內(nèi)河碼頭和6個(gè)內(nèi)陸無(wú)水港簽訂組合港協(xié)議[8]。通過(guò)組合港建設(shè)，駁船運(yùn)輸吞吐量顯著提升。2020年，深圳港共有駁船航線60條（含香港），覆蓋52個(gè)內(nèi)河碼頭，水水中轉(zhuǎn)吞吐量達(dá)到740.5萬(wàn)標(biāo)箱[7]。深圳港海鐵聯(lián)運(yùn)線路已經(jīng)延伸至江西、湖南、貴州、云南、四川等地，先后開(kāi)通了深圳港到重慶、韶關(guān)、常平、長(zhǎng)沙、成都、昆明、醴陵、南昌、河源、石龍、貴陽(yáng)、清遠(yuǎn)、霞凝、醴陵南等16條海鐵聯(lián)運(yùn)線路（見(jiàn)圖2）。深圳港集疏運(yùn)結(jié)構(gòu)基本維持在公路71%、水水中轉(zhuǎn)28%、海鐵聯(lián)運(yùn)1%的狀態(tài)[7]（見(jiàn)表1）。

圖2 深圳港海鐵聯(lián)運(yùn)線路[7]

表1 深圳港集疏運(yùn)結(jié)構(gòu)表（單位：萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)箱）[8]

（2）綠色港區(qū)建設(shè)加快推進(jìn)

岸電設(shè)施、低硫油、港口作業(yè)機(jī)械等使用效果較好。一是深圳港岸電建設(shè)、使用艘次居沿海港口首位，岸電用電量居全國(guó)港口首位。深圳港已建成18套岸電設(shè)施，覆蓋38個(gè)大型深水泊位，港岸電使用居全國(guó)港口首位（見(jiàn)圖3）?！笆濉逼陂g，深圳港累計(jì)使用岸電1 385艘次，用電量2 962萬(wàn)度，減排二氧化碳19 046.36噸[8,9]。二是在全國(guó)港口率先推廣靠港船舶低硫油使用?！笆濉逼陂g，深圳港靠泊船舶使用硫含量≤0.5% m/m的低硫燃油超過(guò)40 000艘次，減排各類(lèi)污染物約25 000噸[7,8]。三是港口作業(yè)機(jī)械和拖車(chē)清潔能源改造成效初顯?！笆濉逼陂g，累計(jì)投入使用1 008臺(tái)各類(lèi)機(jī)械使用天然氣或者電力，包括429臺(tái)電力或者混合動(dòng)力龍門(mén)吊、423臺(tái)天然氣動(dòng)力集裝箱牽引車(chē)、97臺(tái)電動(dòng)叉車(chē)、38臺(tái)電動(dòng)巡邏車(chē)、15臺(tái)天然氣大巴、4臺(tái)電動(dòng)集裝箱牽引車(chē)、2臺(tái)電動(dòng)大巴[8,9]。在清潔能源動(dòng)力船舶推廣方面，建造2條油電混合動(dòng)力游船、2條加裝SCR尾氣處理裝置的拖輪[7,8]。

圖3 深圳港岸電設(shè)施泊位數(shù)量[8,9]

1.3 存在問(wèn)題

（1）港口碳中和綜合實(shí)現(xiàn)路徑有待制定

目前，從城市及綜合交通角度，尚未制定實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的總體規(guī)劃和具體推進(jìn)路徑。港口屬于跨行政邊界的對(duì)外運(yùn)輸范疇，目前尚未制定深圳港單一港口的綜合碳排放計(jì)算方法，即港區(qū)碳足跡測(cè)定方法。從區(qū)域、城市群、都市圈角度的碳補(bǔ)償政策仍在研究論證過(guò)程中，港口領(lǐng)域碳捕獲技術(shù)研究仍有待開(kāi)展。

（2）港口集疏運(yùn)體系、綠色港區(qū)建設(shè)有待完善

深圳港集疏運(yùn)以公路運(yùn)輸為主，船舶岸電使用、港口作業(yè)機(jī)械和拖車(chē)清潔能源改造效果有待提高。目前，深圳港集裝箱貨源中53%來(lái)自深莞惠地區(qū)（200 km以內(nèi)），35%來(lái)自珠三角中西部地區(qū)，12%來(lái)自珠三角以外區(qū)域（200 km以外）[7]。海鐵聯(lián)運(yùn)運(yùn)力保障、時(shí)效性、可靠性、運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)性有待提高。碼頭岸電未達(dá)到100%全覆蓋，集裝箱船受電設(shè)施改造成本高、船東改造意愿低、岸電設(shè)施接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一[7,10]。岸電操作人員配備嚴(yán)重不足，岸電使用缺乏強(qiáng)制性和監(jiān)管[7]。港區(qū)內(nèi)未設(shè)置船舶LNG加氣站，且LNG動(dòng)力拖輪技術(shù)存在一定安全隱患，天然氣動(dòng)力船舶造價(jià)為普通柴油拖輪2倍以上[7,10]。

2 國(guó)際經(jīng)驗(yàn)

港口企業(yè)碳中和路徑包括碳補(bǔ)償、碳捕獲于封存（Carbon Capture and Storage,CCS）和碳排放三個(gè)領(lǐng)域。新加坡港基于Greenhouse Gas Protocol、Ari Quality and Greenhouse Gas Toolbox、Carbon Footprinting Guidance Document等，制定了港口碳足跡測(cè)定方法，并計(jì)劃采用碳捕獲來(lái)抵消LNG集裝箱船的碳排放[11,12]。鹿特丹港將CO2捕獲并存儲(chǔ)于北海，并利用電力、氫氣、生物質(zhì)等無(wú)碳新能源[13]。上海洋山港通過(guò)氫燃料電池的電動(dòng)汽車(chē)和裝卸設(shè)備，大力推廣岸電設(shè)施和節(jié)能照明[14]。巴拿馬運(yùn)河于2013年開(kāi)始追蹤碳足跡，并計(jì)劃采用不依賴(lài)化石燃料的電動(dòng)汽車(chē)、拖船等在2030年實(shí)現(xiàn)碳中和[15]（見(jiàn)表2）。

航運(yùn)公司碳排放重點(diǎn)集中在燃料替代方面。為實(shí)現(xiàn)國(guó)際海事組織（IMO）的2030年CO2排放量平均降低至少40%，2050年將排放量減少50%目標(biāo)，達(dá)飛提出2030年CO2排放量減少40%，2050年實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)[16]；馬士基提出2023年率先使用碳中和船，于2050年實(shí)現(xiàn)碳中和[17]；赫伯羅特公司已于2019年實(shí)現(xiàn)單位集裝箱碳排放降低50%目標(biāo)[18]（見(jiàn)表2）。

表2 全球各大港口、航運(yùn)公司碳中和措施[11-18]

3 港口碳中和相關(guān)思考與探索

3.1 探索碳足跡測(cè)定方法

從全過(guò)程運(yùn)輸角度綜合測(cè)定單位集裝箱港口碳足跡[12,19]。一是在運(yùn)輸環(huán)節(jié)，收集集裝箱船、海鐵聯(lián)運(yùn)、水水中轉(zhuǎn)、公路運(yùn)輸?shù)炔煌煌ㄟ\(yùn)輸方式集裝箱吞吐量或貨運(yùn)吞吐量，標(biāo)定不同工況條件下各集疏運(yùn)方式的碳排放因子，加權(quán)計(jì)算各集疏運(yùn)方式的碳足跡[19]。二是在港區(qū)內(nèi)部轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)，測(cè)定港口作業(yè)機(jī)械、港口作業(yè)車(chē)輛、拖船、引航船等碳足跡。三是結(jié)合碳沉降量，測(cè)算港口總碳盈虧（見(jiàn)表3）。

表3 港口碳足跡測(cè)定表[19]

3.2 開(kāi)展碳捕獲、碳補(bǔ)償研究

在技術(shù)層面，進(jìn)一步完善碳捕獲與封存技術(shù)（CCS），并在港口領(lǐng)域推廣應(yīng)用。CCS技術(shù)是指將CO2從燃料或其他物質(zhì)中分離出來(lái)并存儲(chǔ)的技術(shù)，具體包括燃燒前、燃燒后、富氧捕獲三種捕獲工藝[20]。集裝箱船碳捕獲可重點(diǎn)考慮將捕獲的CO2由氣態(tài)壓縮成液態(tài)，并通過(guò)管道或傳播運(yùn)輸至儲(chǔ)存地點(diǎn)，并注入800 m以下的已用完的油氣田、無(wú)法使用的咸水底層中[20,21]（見(jiàn)圖4）。

在制度層面，開(kāi)展港口碳沉降與封存相關(guān)立法、政策措施研究。構(gòu)建基于生態(tài)補(bǔ)償?shù)母劭贕EP（Gross Ecosystem Product，生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值）核算機(jī)制。梳理都市圈、城市群的產(chǎn)業(yè)、城市、港口經(jīng)濟(jì)互動(dòng)關(guān)系，綜合核算更大范圍的GEP，完善利益共享、風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)機(jī)制。建立港航企業(yè)碳排放許可與碳排放補(bǔ)償機(jī)制。完善港口碳排放執(zhí)法體系、監(jiān)測(cè)體系、補(bǔ)貼體系。在都市圈背景下，開(kāi)展核心城區(qū)的港區(qū)-城市空間置換研究，緩解城市內(nèi)部碳排放壓力[20]（見(jiàn)圖4）。

圖4 碳沉降與補(bǔ)償機(jī)制框架

3.3 降低港口綜合碳排放

從集裝箱運(yùn)輸全過(guò)程、全方式角度，優(yōu)化港口集疏運(yùn)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)，降低單位集裝箱運(yùn)輸碳排放和港口排放總量。港口集疏運(yùn)體系結(jié)構(gòu)綜合反映區(qū)域產(chǎn)業(yè)聯(lián)系、市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)距的關(guān)聯(lián)關(guān)系。運(yùn)距200 km以內(nèi)適宜采用公路運(yùn)輸，運(yùn)距200 km以上適宜采用鐵路運(yùn)輸。減碳具體措施包括：一是結(jié)合深圳港腹地特征和純電動(dòng)公交車(chē)、純電動(dòng)出租車(chē)、純電動(dòng)泥頭車(chē)推廣經(jīng)驗(yàn)，在200 km腹地范圍內(nèi)，探索推廣新能源集裝箱卡車(chē)的可能性。二是結(jié)合城市產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)情況、產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)系情況，完善海鐵聯(lián)運(yùn)協(xié)調(diào)機(jī)制，使貨源腹地向泛珠三角地區(qū)以及鐵路運(yùn)距在400 km以上且水路不能直達(dá)的地區(qū)擴(kuò)展延伸。三是完善與珠三角港口間水路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，合作布局內(nèi)陸無(wú)水港。四是建設(shè)智慧港口等新型基礎(chǔ)設(shè)施，通過(guò)智慧化手段提高能源利用效率（見(jiàn)圖5）。

圖5 基于集裝箱運(yùn)輸全過(guò)程、全方式的港口減排框架

4 結(jié) 語(yǔ)

本文系統(tǒng)梳理近年來(lái)深圳港綠色港口建設(shè)的相關(guān)實(shí)踐和存在問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)深圳港口碳中和綜合實(shí)現(xiàn)路徑有待制定，港口集疏運(yùn)體系、綠色港區(qū)建設(shè)有待完善。結(jié)合國(guó)際一流港口企業(yè)、航運(yùn)公司碳中和的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，提出碳達(dá)峰和碳中和實(shí)現(xiàn)路徑，具體包括碳足跡測(cè)定方法、碳捕獲和碳補(bǔ)償研究、港口綜合減排等。下一步，亟需在技術(shù)層面標(biāo)定碳排放因子，測(cè)算碳足跡，并進(jìn)一步強(qiáng)化碳捕獲技術(shù)研究和碳補(bǔ)償機(jī)制論證工作。