探析船舶制造企業(yè)污染防治與低碳綠色發(fā)展

江南造船（集團(tuán)）有限責(zé)任公司 林駿，劉燦，王凱

國家“十四五規(guī)劃”和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要提出：深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)，協(xié)同推進(jìn)減污降碳，不斷改善空氣、水環(huán)境質(zhì)量，有效管控土壤污染風(fēng)險。在船舶建造過程中，一般污物排放與二氧化碳等溫室氣體排放具有同根、同源、同過程的特點，天然氣、丙烷、乙炔、燃油等化石能源的燃燒和鋼材、油漆、焊材等原輔材料使用，不僅產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）、顆粒物、重金屬等大氣及水污染物，同時產(chǎn)生二氧化碳等溫室氣體。船舶制造企業(yè)因其生產(chǎn)工藝的特殊性，尚無成熟可靠、綠色低碳的技術(shù)來治理無組織區(qū)域的污染物，除了高效運行有組織區(qū)域的末端治理設(shè)備外，還需從源頭減排（原輔材料）、綜合治理（精益生產(chǎn)），通過清潔生產(chǎn)（綠電、綠氣選用），節(jié)能降耗（新技術(shù)、新裝備運用），協(xié)同降低溫室氣體、環(huán)境污染物排放總量，以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放為綠色工藝轉(zhuǎn)型、綠色產(chǎn)品升級、綠色責(zé)任擔(dān)當(dāng)提供堅強(qiáng)后盾，穩(wěn)扎穩(wěn)打，為響應(yīng)國家碳達(dá)峰、碳中和的宏偉目標(biāo)提交船舶制造企業(yè)方案。

一、現(xiàn)狀基礎(chǔ)

“十三五”以來，為堅決打好污染防治攻堅戰(zhàn)，船舶制造企業(yè)各顯神通，通過院校合作、課題研究、先行先試等方式，參與并實踐了愈發(fā)縮緊的VOCs排放標(biāo)準(zhǔn)，為保障藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)的順利推行，船舶企業(yè)踐行央企國企責(zé)任，投入了大量的資金進(jìn)行了原有環(huán)保設(shè)備的改造升級。這個過程走過了很多彎路，由于船舶制造企業(yè)無法做到流水線生產(chǎn)，具有訂單不穩(wěn)定、產(chǎn)品定制化程度高等特點，在化工、汽車、鋼鐵行業(yè)都已經(jīng)運行成熟的環(huán)保治理設(shè)施，在船舶制造企業(yè)試點的效果大打折扣。除此之外，新型環(huán)保設(shè)備的運行和維護(hù)也是一個新的挑戰(zhàn)，除了滿足排放標(biāo)準(zhǔn)之外，大量的耗材投入、能耗水平、危險廢物的產(chǎn)生也大大增加了企業(yè)的運行成本。環(huán)境治理與節(jié)能減排息息相關(guān)，還需要大力實施節(jié)能減排工程，積極踐行綠色造船，以綠色工業(yè)改造為重點，以綠色科技創(chuàng)新為支撐，以法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)制度建設(shè)為保障，優(yōu)化管理模式，推行綠色產(chǎn)品的同時實施綠色制造。

（一）堅決打好污染防治戰(zhàn)

“十三五”期間，各船舶制造企業(yè)均進(jìn)一步加大了環(huán)保投入力度，全面清理落后工藝和老舊設(shè)備設(shè)施，科技創(chuàng)新能力得到了一定的提升，環(huán)保治理能力持續(xù)提高，積極推進(jìn)環(huán)保監(jiān)控平臺建設(shè)，通過實時在線監(jiān)控與數(shù)據(jù)分析，提高環(huán)保風(fēng)險管控水平，嚴(yán)防突發(fā)環(huán)境事件發(fā)生?！笆濉逼陂g，各企業(yè)節(jié)能環(huán)保支出持續(xù)攀升，主要包括項目建設(shè)及設(shè)備、技術(shù)支出，體系建設(shè)及評價、咨詢等服務(wù)支出，污染治理設(shè)施運行維護(hù)支出，危險廢物處置支出等。在大氣污染防治方面，船舶制造行業(yè)為治理VOCs，分別進(jìn)行了“沸石轉(zhuǎn)輪+RTO”“沸石分子篩+催化燃燒”末端污染治理設(shè)施升級改造，實現(xiàn)設(shè)備可靠運行，穩(wěn)定排放達(dá)標(biāo)。在水污染防治方面，開展入河入江排污口和碼頭環(huán)境綜合整治，落實江河區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護(hù)，開展配套水生生物增殖放流活動。在土壤及固廢防治方面，完成堆放、貯存場所封閉改造，實施危險廢物全流程管控與工業(yè)固廢的綜合處置和利用，基本實現(xiàn)了整體環(huán)境污染防治風(fēng)險可控。

（二）大力實施節(jié)能減排工程

新設(shè)備、新技術(shù)、新管理模式等節(jié)能技改項目扎實推進(jìn)，實施鍋爐煤改電、煤改氣工程，取得良好成效。在能源替代方面，主要實施了管道天然氣替代、管道乙炔和丙烷的改造；實施蒸汽替代，以空壓機(jī)運行時產(chǎn)生的余熱回收為主，滿足企業(yè)生產(chǎn)和生活的熱能供應(yīng)。在技術(shù)改造方面，開展新型逆變焊接設(shè)備替換老式焊接設(shè)備、安裝功率因素補(bǔ)償柜、智慧路燈建設(shè)、LED燈替代金屬鹵燈項目。在管理方面，嚴(yán)格非正常時段動能使用申請和監(jiān)管，開展叉車、平板車信息化、區(qū)域化管理，提升車輛運行效率。

（三）積極推動“綠色燃料“船舶

在綠色產(chǎn)品方面，燃料替代是目前綠色船舶開發(fā)和制造的重中之重，除了主營產(chǎn)品偏向于LNG、LPG、乙烷燃料船型研制，大量承接和完成了雙燃料的大型集裝箱船、超大型液化氣船、PCTC汽車運輸船等綠色船舶建造，同步也開展了“零碳”型氨燃料液化二氧化碳運輸船研發(fā)等工作。從全球手持訂單中可以看出，34%的新造船舶使用了清潔燃料，全球訂單的29.7%將使用LNG作為燃料，2.5%將使用LPG作為燃料，此外還有1.8%的船舶將使用甲醇、乙烷、生物柴油、氫以及電池動力。新型船舶安裝脫硫塔的比例也在不斷增長，壓載水處理系統(tǒng)的更新改造在“十四五”中后期將達(dá)到頂峰。通過螺旋槳導(dǎo)流罩、舵球、旋翼風(fēng)帆以及空氣潤滑系統(tǒng)等節(jié)能裝置的開發(fā)和應(yīng)用，開辟了船舶節(jié)能技術(shù)的另一條賽道。

在綠色制造方面，按照相關(guān)部委關(guān)于綠色制造體系建設(shè)的文件要求，綠色工廠的創(chuàng)建、申報和評審認(rèn)證是船舶制造企業(yè)推行綠色轉(zhuǎn)型的必由之路，體系建設(shè)僅是開始，實際運行與持續(xù)改進(jìn)任重道遠(yuǎn)。

二、主要問題

（一）生產(chǎn)技術(shù)與管理模式轉(zhuǎn)型迫在眉睫

船舶制造企業(yè)歷來主張“綠色造船”，近些年國際航運市場與國際海事組織制定的零碳排放船舶和公海排放限值加速了國內(nèi)船舶制造企業(yè)的產(chǎn)品轉(zhuǎn)型，但能制造綠色船舶還不等于實現(xiàn)了綠色造船，因為綠色造船不僅只有綠色船舶，還包含綠色船廠（綠色制造），即在綠色建造過程具備綠色工藝設(shè)備、綠色焊接、綠色舾裝、綠色涂裝等，減少和消除造船過程中對環(huán)境的污染影響，降低對能源的過度依賴與溫室氣體排放，生產(chǎn)技術(shù)的轉(zhuǎn)型比產(chǎn)品的轉(zhuǎn)型更應(yīng)得到更多的關(guān)注并付諸行動，主要表現(xiàn)在除塵、防噪、污水凈化等污染設(shè)施覆蓋率不足、固廢綜合利用率不高、高耗能高排放的設(shè)備更新較慢、新型環(huán)保裝置與新技術(shù)的穩(wěn)定性與適用性普遍處于契合階段等方面。同時老舊設(shè)備設(shè)施的更新淘汰涉及大量的成本投入，日常使用、維保也需要運用新技術(shù)、新模式，保證滿足船舶制造生產(chǎn)前提下的最佳生產(chǎn)工序、排放水平和能耗功效。

（二）系統(tǒng)性治理有待進(jìn)一步強(qiáng)化

現(xiàn)有的環(huán)境治理方式主要以末端治理為主，缺乏源頭減量和綜合治理措施，在大氣方面，一般以固定污染源末端治理為主，在移動污染源、外場無組織和排放總量控制措施還不夠完善，處置裝置的開發(fā)適應(yīng)性不足，開闊環(huán)境的廢氣補(bǔ)集率無法滿足生產(chǎn)排放。在固廢處置方面，主要是開展規(guī)范化轉(zhuǎn)移處置，在源頭減量化和資源化利用等方面還有待提升，主要是船舶制造的現(xiàn)有訂單不穩(wěn)定和工藝精度管控不足決定的，小批量產(chǎn)品生產(chǎn)需要采購的原輔材料在發(fā)放、使用、回收、利用方面還有很大的提升空間；在水污染防治方面，一般倚重自建或城市污水處理站等進(jìn)行廢水處理，年代較久遠(yuǎn)的企業(yè)雨污分流因工程巨大，還未改造完成。在“河長制”管控上升至“一江一河”綠色水道治理過程中，生產(chǎn)過程中廢水的收集、處置、循環(huán)使用還有巨大的改造需求。整體而言，通過“十三五”的專項污染防治攻堅，船舶企業(yè)僅能在末端治理方面下功夫，來滿足環(huán)境合規(guī)運行要求，而未形成綠色低碳循環(huán)發(fā)展的系統(tǒng)性環(huán)境治理。

（三）低碳創(chuàng)新與適應(yīng)性能力有待進(jìn)一步強(qiáng)化

船舶建造的主要生產(chǎn)作業(yè)活動切割、焊接、打磨、油漆過程中主要倚靠外購電力、燃?xì)獾然惸茉?；高效的總段建造還需要大量的叉車、平板車、起重機(jī)等耗電耗油設(shè)備來輔助分段駁運、吊裝；干船塢出塢、下水需要使用大功率的提升泵來調(diào)節(jié)水位，使用拖輪拖帶出塢和離靠碼頭；船舶系泊和試驗試航過程也會使用大量的油、電、氣等能源介質(zhì)，雙燃料船舶的開發(fā)大大增加了燃?xì)庠囼炿A段的LNG/LPG用量；為了提高生產(chǎn)效率，大量的焊接需要使用二氧化碳?xì)獗：?，大量的二氧化碳?xì)怏w在保護(hù)焊接質(zhì)量的過程中排放到自然環(huán)境中。近年來，在VOCs治理過程中新增和改造的環(huán)保設(shè)備，使用過程中也會消耗大量的天然氣及電力，直接與間接產(chǎn)生的二氧化碳等溫室氣體。在無法改變外購能源形式的情況下，船舶制造企業(yè)無法自主選擇綠電、綠氣來源，風(fēng)電、潮汐能的運用目前也處于試驗摸索階段，太陽能的儲能技能與使用場景息息相關(guān)，限制了其普及和推廣，光靠船舶制造企業(yè)提升現(xiàn)有資源利用效率，降低碳排放強(qiáng)度還是杯水車薪。

三、形勢挑戰(zhàn)

中央財經(jīng)委員會第九次會議提出：“十四五”是實現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo)的關(guān)鍵期和窗口期，要實施重點行業(yè)領(lǐng)域減污降碳行動，工業(yè)領(lǐng)域要推進(jìn)綠色制造，道路交通領(lǐng)域要加快形成綠色低碳運輸方式。我國船舶高質(zhì)量綠色程度不斷提高的時候，也正是船舶制造企業(yè)制造過程中減少污染排放、提高資源利用率的過程。面對環(huán)境質(zhì)量改善與溫室氣體減排的雙重壓力與迫切需求，必須把握減污與降碳的內(nèi)在聯(lián)系，推動環(huán)境治理從注重末端治理向更加注重源頭預(yù)防和源頭治理本質(zhì)轉(zhuǎn)變，促進(jìn)源頭減排、協(xié)同減排。一方面高質(zhì)量綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展要求，單純緊靠末端治理、節(jié)能環(huán)保達(dá)標(biāo)合規(guī)的發(fā)展理念已難以跟上日益緊迫的政策要求與企業(yè)自身發(fā)生需求。另一方面隨著多批次中央生態(tài)環(huán)境保護(hù)督查的幫扶指導(dǎo)，政策標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行已成為企業(yè)正常生產(chǎn)經(jīng)營，履行主體責(zé)任的基本要求，船舶制造企業(yè)更應(yīng)關(guān)注自身周邊的環(huán)境保護(hù)，實現(xiàn)延伸覆蓋，做實社會責(zé)任擔(dān)當(dāng)，改變傳統(tǒng)生產(chǎn)方式。

四、措施建議

（一）提升綠色低碳發(fā)展環(huán)保意識

牢固樹立全生命周期無污染低碳排放、高效減排意識是實現(xiàn)綠色造船的前提。加強(qiáng)企業(yè)各環(huán)節(jié)管理人員的環(huán)保與能效在崗培訓(xùn)是一個提高管理績效的重要途徑，在學(xué)習(xí)和交流中幫助管理人員拓寬視野，學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)管理思路，構(gòu)建綠色環(huán)境、綠色流程和綠色氛圍，健全并嚴(yán)格實施綠色管理制度，實實在在地將環(huán)保節(jié)能低碳的理念貫穿到企業(yè)經(jīng)營管理工作中去，推進(jìn)污染防治攻堅和節(jié)能減排協(xié)同部署，突出節(jié)能改造和污染物深度治理，既考慮當(dāng)下污染治理和能源績效考核的效果，同時兼顧后續(xù)運行過程的深度低碳維護(hù)成本。

（二）深入打好污染防治攻堅

以VOCs治理為例，針對外場具有涂裝作業(yè)面多、作業(yè)點分散且VOCs不易捕集等特點，探索“分散吸附+移動脫附”模式，推進(jìn)外場無組織捕集設(shè)備的試用及研制，利用內(nèi)場已存在的大型固定處理設(shè)備為外場無組織排放捕集裝備進(jìn)行脫附再生，從而解決內(nèi)場VOCs有組織排放處理的高能耗痛點與無組織排放低成本治理難題，實施有組織排放和無組織排放綜合治理，在進(jìn)一步壓控VOCs治理成本的同時開展節(jié)能降碳工作。

（三）開展節(jié)能降耗技術(shù)管控

創(chuàng)建綠色廠區(qū)，利用三元水泥、生態(tài)磚等綠色建材替代傳統(tǒng)的硅酸鹽等大塊狀構(gòu)建Ⅳ類水泥，利用溫拌瀝青混合料（WMA）替代熱拌瀝青混合料（HMA）降低構(gòu)建筑物在建設(shè)和修繕過程的能耗，提高耐用性；配置低耗能、低物耗、高效自動裝備，改變原有生產(chǎn)設(shè)備的作業(yè)功率，如優(yōu)化數(shù)控機(jī)床可變部分的切削參數(shù)（主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度和切削深度），可以實現(xiàn)加工效率和碳排放平衡。實施綠色環(huán)保、精益高效的造船方式方法，應(yīng)用高效設(shè)計軟件，精益生產(chǎn)管控，提高生產(chǎn)精度與質(zhì)量管控，減少重復(fù)施工。聯(lián)合高校院所，建立原材料供應(yīng)商綠色聯(lián)盟，開發(fā)綠色原輔材料，把綠色理念貫穿于生產(chǎn)、經(jīng)營、管理的每一環(huán)節(jié)，使能源、環(huán)境、碳排放管理形成綠色低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系，并保持有效運行。

推進(jìn)智慧站房及信息化管控平臺建設(shè)，基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)空壓站、二氧化碳?xì)饣?、天然氣分配站、丙烷站、給水泵站、配（變）電站、氧氣分配站、船塢泵站和熱力分配站等生產(chǎn)保障管理的能耗數(shù)據(jù)與關(guān)鍵設(shè)備運行狀態(tài)的在線監(jiān)測；實時掌握氣體、液體管網(wǎng)和電網(wǎng)的運行情況，通過數(shù)據(jù)分析診斷管網(wǎng)的異常泄露和非正常運行狀態(tài)，以及包括能源（水、電、氣、氧氣、丙烷、二氧化碳等）使用及能源高效管理。

（四）調(diào)整能源利用結(jié)構(gòu)

提高企業(yè)電能、燃?xì)馐褂帽壤?，降低燃油使用。推進(jìn)生產(chǎn)輔助車輛、廠區(qū)公務(wù)車輛油改電，在滿足現(xiàn)場使用情況下，推進(jìn)低功率叉車及輕卡由柴油機(jī)逐步替代為電機(jī)和公務(wù)車輛更新替代。在行政樓宇、生活區(qū)樓宇屋頂敷設(shè)與建筑風(fēng)格相融合的光伏組件，將太陽能轉(zhuǎn)換成電能供園區(qū)內(nèi)建筑、充電樁等使用，并利用峰谷差實施蓄能，節(jié)省廠區(qū)用電需量費用。

（五）推進(jìn)資源綜合利用

加強(qiáng)企業(yè)固體廢物綜合利用，通過綠色供應(yīng)鏈推進(jìn)企業(yè)互相利用原材料、廢棄物，實現(xiàn)廢物資源化、產(chǎn)品化。在公司內(nèi)部工業(yè)廢棄物方面，在做好金屬廢棄物銷售利用基礎(chǔ)上，推進(jìn)非金屬廢棄物分類處置，針對廢棄包裝塑料、橡膠、木材等低值物品，開展源頭分揀、回收、低值處置，減少燃燒填埋廢物的處置成本。

（六）推進(jìn)工藝技術(shù)改善

推進(jìn)綠色建造，結(jié)合轉(zhuǎn)型智能化、數(shù)字化造船轉(zhuǎn)變契機(jī)，同時針對涂裝、焊接、加工等產(chǎn)生主要污染源的工藝，加大科研力度，有重點、有步驟地推進(jìn)造船技術(shù)和工藝工法的革新，推進(jìn)并行設(shè)計和總組總舾總涂，提升建造精度，降低返工和后期修改的工作，提高資源利用率，減少污染物排放。目前廣泛推廣的機(jī)器人焊接因裝將常規(guī)金屬活性氣體（MAG）焊接系統(tǒng)的機(jī)器人必須經(jīng)常性停機(jī)，用以清除噴嘴的焊接飛濺，經(jīng)常性啟停機(jī)器的能耗控制并不理想，而且也降低了電能效率。研究和開發(fā)用以提高焊接能源效率和應(yīng)用合適的焊接技術(shù)，如推進(jìn)冷態(tài)金屬過渡、激光混合和三角電焊，提高點焊工藝的效率和電能使用效率。此外，還要增強(qiáng)綠色船舶的創(chuàng)新制造能力，在船體結(jié)構(gòu)設(shè)計、能源動力、原料等方面加入環(huán)保、節(jié)能和防污減排元素，使產(chǎn)品更具市場競爭力。

（七）充分發(fā)動多方共同參與

發(fā)揮行業(yè)協(xié)會、智庫、第三方機(jī)構(gòu)等的橋梁紐帶作用，積極引入同行業(yè)及相關(guān)行業(yè)綠色發(fā)展經(jīng)驗。在內(nèi)組織工會開展合理化建議征集活動，不定期面向行業(yè)和研究機(jī)構(gòu)收集有益于改進(jìn)和完善企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和經(jīng)營管理等方面的辦法和措施，包括節(jié)能減排在內(nèi)的先進(jìn)技術(shù)攻關(guān)及管理績效建議。

（八）積極爭取綠色財政補(bǔ)貼

密切關(guān)注國家和地方政府在低碳節(jié)能環(huán)保方面的科研項目及固定資產(chǎn)投資項目，積極向生態(tài)環(huán)境部、工信部、科委等申報扶持及財政補(bǔ)貼，同時可以聯(lián)合高校、科研機(jī)構(gòu)在企業(yè)開展科研項目，減少企業(yè)投資壓力。通過設(shè)立節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)基金等方式，吸納社會資本等第三方開展節(jié)能環(huán)保技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品研制、生產(chǎn)線改造等，緩解資金投入難題。

五、結(jié)語

新冠肺炎疫情暴發(fā)以來，對全球航運市場和世界經(jīng)濟(jì)的影響是極其深遠(yuǎn)的，全球客戶對綠色運輸、綠色制造體系的要求也會愈發(fā)嚴(yán)苛，航運業(yè)長期以來處于“先有雞還是先有蛋”的局面，對開發(fā)、生產(chǎn)和運營碳中性燃料船舶的投資意愿遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對碳中性燃料的開發(fā)。在這種形勢下，國內(nèi)的船舶制造企業(yè)被迫必須要根據(jù)自身的發(fā)展特點進(jìn)行謀劃與布局，健康環(huán)保的生產(chǎn)工藝革新與綠色船舶開發(fā)必須相輔相成，環(huán)保達(dá)標(biāo)排放與低碳能源利用必須協(xié)同發(fā)展。