豪華郵輪營(yíng)運(yùn)碳強(qiáng)度指標(biāo)履約要求與對(duì)策

趙春林

一、引言

根據(jù)國(guó)際海事組織（IMO）發(fā)布的第四次溫室氣體研究報(bào)告中的最新數(shù)據(jù)可知，由于全球海上貿(mào)易的持續(xù)增長(zhǎng)，航運(yùn)溫室氣體排放總量已從2012年的9.77億t增加到2018年的10.76億t，船舶排放溫室氣體占全球人為溫室氣體排放量的比重已從2012年的2.76%上升至2018年的2.89%。IMO制定了船舶溫室氣體減排初步戰(zhàn)略，提出脫碳減排將是未來(lái)航運(yùn)業(yè)的首要任務(wù)。CII作為IMO碳排放控制措施中的重要指標(biāo)，其相關(guān)規(guī)則的生效對(duì)船舶營(yíng)運(yùn)提出了更高的要求。本文介紹豪華郵輪CII的概念和履約要求、相關(guān)計(jì)算和評(píng)級(jí)方法，舉例分析豪華郵輪CII未來(lái)的評(píng)級(jí)趨勢(shì)及其營(yíng)運(yùn)特點(diǎn)對(duì)CII的影響，提出適用豪華郵輪的各項(xiàng)CII履約應(yīng)對(duì)措施，為其營(yíng)運(yùn)管理相關(guān)方提供參考。

二、豪華郵輪CII

（一）豪華郵輪CII的履約要求

CII是船舶營(yíng)運(yùn)碳排放強(qiáng)度指標(biāo)，可理解為船舶完成單位運(yùn)輸工作量所排放的CO2量，單位為gCO2/（t·n mile）或gCO2/（GT·n mile），豪華郵輪的CII為郵輪行駛1 n mile每單位總噸對(duì)應(yīng)的CO2排放量。碳強(qiáng)度指標(biāo)是衡量船舶營(yíng)運(yùn)CO2排放量水平的新方法，反映了船舶實(shí)際的營(yíng)運(yùn)能效水平。

豪華郵輪CII的履約要求：

（1）適用于5 000總噸及以上的船舶（與EEXI適用船型一致），不包括普通客船。

（2）以2019年IMO船舶燃油消耗的數(shù)據(jù)收集和報(bào)告系統(tǒng)（Data Collection System，DCS）數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)制定不同噸位船舶要求的年度營(yíng)運(yùn)CII（Required CII）基線，CII年度折減系數(shù)從2023年到2026年依次為5%、7%、9%和11%。在2023年1月1日之前，2020年至2022年船舶Required CII可自愿實(shí)施每年降低1%。

（3）對(duì)于2023年1月1日之前交付或重大改建的船舶，必須在2023年1月1日之前完成船舶能效管理計(jì)劃（SEEMP）的修訂并提交主管機(jī)關(guān)或其授權(quán)的組織審核。

（4）對(duì)于2023年1月1日及以后交付或重大改建的船舶，應(yīng)在船舶交付或重大改建完成時(shí)，配有符合IMO要求的SEEMP，并由主管機(jī)關(guān)或其授權(quán)的組織簽發(fā)符合確認(rèn)書(shū)。

（5）2024年及之后每年年初，船舶需要根據(jù)DCS數(shù)據(jù)計(jì)算上一年度（1月1日至12月31日）所達(dá)到的CII（Attained CII），并記錄在SEEMP中。

（6）如2023年1月1日之后發(fā)生更換船旗和/或更換公司的情況，船舶仍應(yīng)在年度結(jié)束之后，計(jì)算和報(bào)告發(fā)生上述變更的年度從1月1日至12月31日的Attained CII。

（7）營(yíng)運(yùn)碳強(qiáng)度從高到低可分為A、B、C、D、E五個(gè)等級(jí)，每年等級(jí)C的中間值相當(dāng)于適用于該船的Required CII。營(yíng)運(yùn)碳強(qiáng)度評(píng)級(jí)為E或連續(xù)三年評(píng)級(jí)為D的船舶，公司需要修訂船舶能效管理計(jì)劃第三部分（SEEMP III），將其納入改進(jìn)計(jì)劃，描述如何通過(guò)實(shí)施改進(jìn)計(jì)劃滿足Required CII。

（二）豪華郵輪CII的計(jì)算

1.Attainted CII

根據(jù)CII計(jì)算導(dǎo)則（G1導(dǎo)則），單個(gè)船舶Attainted CII是某一給定日歷年內(nèi)所排放的CO2總質(zhì)量（M）與所做的總運(yùn)輸功（W）之比，即

（1）排放的CO2總質(zhì)量（M）

排放的CO2總質(zhì)量是指某一給定日歷年內(nèi)船上消耗的所有燃料產(chǎn)生的CO2排放的總質(zhì)量，計(jì)算公式為

式中：FCj為日歷年內(nèi)消耗的j型燃料的總質(zhì)量，g，取值見(jiàn)IMO的DCS中的報(bào)告；CFj為j型燃料的質(zhì)量與CO2質(zhì)量的轉(zhuǎn)換系數(shù)，gCO2/（g燃料），取值見(jiàn)表1。對(duì)于表1中未包括的燃料類型，則應(yīng)從燃料供應(yīng)商處獲得有文件證明的轉(zhuǎn)換系數(shù)。

表1 碳排放量轉(zhuǎn)換系數(shù)表

（2）運(yùn)輸功（W）

在沒(méi)有實(shí)際運(yùn)輸功數(shù)據(jù)的情況下，W可取基于供應(yīng)的運(yùn)輸功Ws，定義為船舶的載運(yùn)能力與給定日歷年內(nèi)航行距離的乘積，即

式中：C為船舶的載運(yùn)能力，豪華郵輪使用總噸表示；Dt為IMO的DCS中報(bào)告的總航行距離，n mile。

2.Required CII

Required CII的計(jì)算公式為

（1）2019年碳強(qiáng)度指標(biāo)基線值（CIIref）

CIIref為該船型2019年碳強(qiáng)度指標(biāo)基線值，其計(jì)算公式為

式中：Capacity為船舶的載運(yùn)能力，對(duì)于豪華郵輪，為船舶總噸；a和c為通過(guò)中值回歸擬合所估算的參數(shù)，豪華郵輪特定基線的參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 確定2019年豪華郵輪特定基線的參數(shù)

（2）折減因素（Z）

對(duì)船舶Required CII的折減因素依據(jù)CII折減因素指南（G3導(dǎo)則）的折減算法計(jì)算，折減因素的設(shè)定是為了確保國(guó)際航運(yùn)可以實(shí)現(xiàn)階段性的碳減排目標(biāo)。Z是2023年至2030年對(duì)船舶Required CII折減因素的一般參考，各年度折減因素適用所有計(jì)算船型。Z的取值見(jiàn)表3。

表3 CII相對(duì)于2019年基線的折減因素

（三）豪華郵輪Attained CII評(píng)級(jí)

1.豪華郵輪Attained CII等級(jí)邊界

Attained CII評(píng)級(jí)是根據(jù)船舶年度達(dá)到的營(yíng)運(yùn)CII與船舶Required CII進(jìn)行對(duì)比，如前所述，CII評(píng)級(jí)從A級(jí)（優(yōu)）到E級(jí)（差）分為5個(gè)等級(jí)，C級(jí)區(qū)間中值即為Required CII值，是確定其他CII評(píng)級(jí)邊界的基礎(chǔ)，如圖1所示。各等級(jí)邊界是由所要求的Attained CII與偏差結(jié)合確定，偏差可用向量表示其偏離的方向和偏離所要求值的距離（表示為dd向量）。

圖1 dd向量和等級(jí)帶狀分布圖

通過(guò)將特定船舶的Attained CII與四個(gè)邊界進(jìn)行比較，可以得到由CII評(píng)級(jí)導(dǎo)則所要求的年度營(yíng)運(yùn)碳強(qiáng)度等級(jí)。d1、d2、d3和d4四個(gè)邊界的計(jì)算公式為

根據(jù)CII評(píng)級(jí)導(dǎo)則（G4導(dǎo)則）確定豪華郵輪營(yíng)運(yùn)CII等級(jí)邊界經(jīng)指數(shù)變換估算的dd向量見(jiàn)表4。

表4 用于確定豪華郵輪CII等級(jí)邊界的dd向量

2.豪華郵輪Required CII及等級(jí)邊界計(jì)算舉例

以某50 000總噸豪華郵輪為例。由表4可查得郵輪的等級(jí)邊界向量，由式（4）可以計(jì)算出該豪華郵輪2023年的Required CII為14.01。代入式（6），計(jì)算可得2023年的優(yōu)秀邊界為12.19，較低邊界為13.31，較高邊界為14.85，不合格邊界為16.25。同理可得2023—2026各年CII等級(jí)邊界見(jiàn)表5。

表5 某50 000總噸豪華郵輪2023—2026各年度CII等級(jí)邊界

可以看出各級(jí)CII等級(jí)邊界每年都在縮減，如果某船舶某日歷年的Attained CII處于所在CII等級(jí)邊界的臨界值，且該船舶次年仍維持其現(xiàn)有技術(shù)條件和營(yíng)運(yùn)條件，那么船舶管理者就需要注意其次年的CII評(píng)級(jí)，可能有降級(jí)風(fēng)險(xiǎn)。

（四）豪華郵輪營(yíng)運(yùn)特點(diǎn)對(duì)CII的影響

豪華郵輪在港燃料消耗量比其他類型船舶大，且在港時(shí)間長(zhǎng)，估計(jì)占營(yíng)運(yùn)總時(shí)間的25%~30%，在港期間燃料消耗量占全年的15%左右[1]。從CII的計(jì)算公式來(lái)看，郵輪的CII可理解為每船舶總噸行駛 1 n mile所排放的CO2量，主要取決于郵輪在海上航行期間的推進(jìn)效率。但對(duì)于郵輪來(lái)說(shuō)，CII這種驗(yàn)證方式具有一定的不公平性。相較于航行時(shí)間，郵輪在港時(shí)間較長(zhǎng)，而且在港期間酒店?duì)I運(yùn)的能耗也占很大比例。比如，某個(gè)距離較短的兩個(gè)港口間有4~5天的航程，其中航行時(shí)間1天，在港時(shí)間為3~4天，單段航程碳排放強(qiáng)度相對(duì)較高。相反，某個(gè)相對(duì)較長(zhǎng)的航程，當(dāng)海上航行距離較長(zhǎng)時(shí)，單段航程碳排放強(qiáng)度反而比較低。

（五）豪華郵輪營(yíng)運(yùn)航程的設(shè)置對(duì)其CII的影響

因?yàn)槊克亦]輪的碳排放技術(shù)水平和營(yíng)運(yùn)特點(diǎn)不同，這里以某豪華郵輪實(shí)際營(yíng)運(yùn)數(shù)據(jù)來(lái)分析營(yíng)運(yùn)航程的設(shè)置對(duì)其CII的影響。該豪華郵輪某段時(shí)間營(yíng)運(yùn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表6。

表6 某豪華郵輪某段時(shí)間營(yíng)運(yùn)數(shù)據(jù)

由表1和表6的數(shù)據(jù)計(jì)算可得該豪華郵輪在其技術(shù)條件下的平均航速、航行期間的日平均CO2排放量和靠港及拋錨期間的日平均CO2排放量見(jiàn)表7。

表7 某豪華郵輪的平均航速和碳排放量

船舶的碳排放水平可分為航行和靠港（拋錨）時(shí)兩部分，但是就單船來(lái)說(shuō)兩部分的日CO2排放量都不是定值，為了便于分析計(jì)算，可以取該船舶最近某段時(shí)期的碳排放技術(shù)水平的平均值來(lái)計(jì)算該船碳排放強(qiáng)度。將式（1）做等效替換，分子部分的日歷年內(nèi)船上消耗的所有燃油產(chǎn)生的CO2排放總量可分為兩部分，即船舶海上航行期間排放的CO2總量與船舶靠港及拋錨期間排放的CO2總量；根據(jù)表7中各參數(shù)定義可知，當(dāng)船舶年度海上航行天數(shù)為N天時(shí)，船舶年度海上航行期間排放的CO2總量為NM1（g）；船舶年度靠港及拋錨天數(shù)為（365-N）（天），船舶年度靠港及拋錨期間排放的CO2總量為（365-N）M2（g）。分母部分的年度航行距離為平均海上航速S（n mile/天）與年度海上航行天數(shù)N（天）的乘積。

等效替換后年度營(yíng)運(yùn)CII與航行天數(shù)的關(guān)系為

式中：GT為船舶總噸，該豪華郵輪為50 000總噸。

代入整理后得到該豪華郵輪Attained CII與其年度海上航行天數(shù)之間的公式為

由式（8）可得知該豪華郵輪Attained CII與年度航行天數(shù)的關(guān)系曲線，如圖2所示?？梢岳么岁P(guān)系曲線，結(jié)合該船年度CII目標(biāo)及評(píng)級(jí)要求來(lái)計(jì)劃年度巡游行程。

圖2 某豪華郵輪Attained CII與年度航行天數(shù)的關(guān)系

可見(jiàn)豪華郵輪在港時(shí)間越長(zhǎng)，船舶的Attained CII越大，對(duì)能效評(píng)級(jí)越不利。最新出臺(tái)的CII計(jì)算調(diào)整導(dǎo)則（G5導(dǎo)則）規(guī)定了船舶在海上人命救助、冰區(qū)航行及為保障船舶安全消耗的燃料和相應(yīng)的航行里程可從年度Attained CII計(jì)算中扣除，對(duì)液貨船、氣體運(yùn)輸船、LNG運(yùn)輸船和載運(yùn)冷箱的特殊貨物船舶的燃料消耗也做了具體的折減說(shuō)明，而對(duì)豪華郵輪營(yíng)運(yùn)特殊性相關(guān)的碳排放折減在G5導(dǎo)則中并未提及。

三、豪華郵輪CII的履約對(duì)策

在CII規(guī)則生效后，每個(gè)日歷年初需基于上一個(gè)日歷年收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)算，根據(jù)CII折減因素確定當(dāng)年的CII評(píng)級(jí)，獲得E等級(jí)一年的船舶或連續(xù)三年獲得D等級(jí)的船舶，都必須提出改善其等級(jí)的計(jì)劃，并記錄在SEEMP III中。從適用豪華郵輪營(yíng)運(yùn)管理角度出發(fā)，提出以下履約對(duì)策。

（一）加強(qiáng)船舶維護(hù)保養(yǎng)

在SOLAS公約對(duì)客船安全返港的新要求下，豪華郵輪上增加了很多船舶系統(tǒng)及設(shè)備：需要布置雙機(jī)艙，推進(jìn)、動(dòng)力及其他輔助機(jī)械需要有冗余設(shè)置。此外，酒店服務(wù)配套設(shè)備越來(lái)越多，導(dǎo)致船舶無(wú)論在航行還是靠港期間耗能設(shè)備都非常多。加強(qiáng)船舶的維護(hù)保養(yǎng)，提高設(shè)備能效尤為重要。良好的船舶技術(shù)狀態(tài)，也是控制船舶自身碳排放強(qiáng)度的基礎(chǔ)保障。船舶的維護(hù)保養(yǎng)一般包括船體清潔，船舶推進(jìn)設(shè)備、船舶動(dòng)力設(shè)備、熱交換設(shè)備等其他船舶輔助設(shè)備及酒店服務(wù)設(shè)備的保養(yǎng)管理。各相關(guān)減排措施潛在的CO2減排比重見(jiàn)表8。

表8 船舶維護(hù)保養(yǎng)措施潛在的CO2減排比重

（二）應(yīng)用低碳及零碳燃料

目前常見(jiàn)的低碳及零碳燃料有LNG、酒精、氨和氫等。對(duì)于現(xiàn)有船舶來(lái)說(shuō)，升級(jí)柴油機(jī)等燃油設(shè)備來(lái)適應(yīng)上述低碳燃料不太現(xiàn)實(shí)。生物燃料的出現(xiàn)，讓現(xiàn)有船舶應(yīng)用低碳燃料多了一種選擇。使用生物燃料不需要對(duì)船舶現(xiàn)有的柴油機(jī)和燃油系統(tǒng)進(jìn)行任何的改造，在管理上也十分方便。目前荷美郵輪和愛(ài)達(dá)郵輪的船隊(duì)都已經(jīng)進(jìn)行了生物燃料試驗(yàn)，實(shí)船碳排放減少了80%～90%[5]。但生物燃料目前在產(chǎn)量、供應(yīng)范圍及價(jià)格方面都有局限性，且只有在成本低廉且供應(yīng)充足的情況下才能替代化石燃料[6]。

（三）通過(guò)船舶能效分析軟件優(yōu)化管理

船舶能效分析軟件通過(guò)收集船舶相關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)輔助能效管理決策。通過(guò)分析數(shù)據(jù)，推薦優(yōu)化船舶營(yíng)運(yùn)管理措施，提高船舶營(yíng)運(yùn)效率，從而降低碳排放。該軟件可以提供優(yōu)化船舶吃水、壓載調(diào)整、航速調(diào)整、酒店用電與船舶動(dòng)力用電管理、在網(wǎng)柴油機(jī)組推薦，甚至氣象導(dǎo)航、優(yōu)化航線等方面的建議。船舶能效軟件各功能潛在的CO2減排比重見(jiàn)表9。

表9 船舶能效軟件各功能潛在的CO2減排比重

（四）應(yīng)用電池組

電池組在船應(yīng)用一般有加裝常規(guī)蓄電池組和燃料電池組。蓄電池組若采用太陽(yáng)能、風(fēng)能作為充電電源，其安裝容量受充電設(shè)施安裝面積和天氣因素影響較大，碳減排效果取決于船舶安裝電池組和充電設(shè)施的容量。目前，郵輪行業(yè)最大的蓄電池系統(tǒng)已在“AIDAprima”號(hào)船上投入使用，容量為10 MW·h[8]。

從技術(shù)條件上來(lái)看，燃料電池的功率密度和重量體積是限制其在船舶領(lǐng)域發(fā)展的主要因素。“AIDAnova”號(hào)是世界上首艘安裝甲醇燃料電池的混合動(dòng)力系統(tǒng)的豪華郵輪。盡管蓄電池組和燃料電池組在豪華郵輪上的應(yīng)用技術(shù)不是很成熟，但是相關(guān)的試驗(yàn)可為業(yè)內(nèi)提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

（五）使用岸電

豪華郵輪在港時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，靠泊期間使用岸電對(duì)降低碳排放強(qiáng)度來(lái)說(shuō)是最切實(shí)可行的選擇。關(guān)閉發(fā)電機(jī)使用岸電，不僅能夠減少空氣污染還能大幅度降低噪音。豪華郵輪一般采用6 kV/50 Hz、6.6 kV/60 Hz或11 kV/60 Hz的船舶高壓電力系統(tǒng)，停靠港口也需要有相應(yīng)的高壓岸電系統(tǒng)匹配。目前全球大多數(shù)郵輪停靠的港口中，配備高壓岸電設(shè)施的非常少，這是岸電在豪華郵輪上應(yīng)用的最大瓶頸。據(jù)國(guó)際郵輪協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，截至2021年，豪華郵輪在全球?？康?00多個(gè)港口中，僅有14個(gè)港口配有高壓岸電設(shè)施[9]。

（六）應(yīng)用節(jié)能措施

現(xiàn)有船舶可以應(yīng)用的節(jié)能措施一般包括加裝推進(jìn)改善裝置、球鼻艏改裝、使用船體減阻涂層、船體空氣潤(rùn)滑、風(fēng)力助航、應(yīng)用太陽(yáng)能等。僅使用某一種節(jié)能措施對(duì)船舶碳減排影響并不會(huì)很大，往往需要從船舶管理的各方面挖掘節(jié)能潛力。豪華郵輪上可供參考的節(jié)能措施還有暖通空調(diào)及通風(fēng)設(shè)備改造（使用變頻設(shè)備）、全船照明系統(tǒng)節(jié)能改造（使用LED照明設(shè)備）、在落地窗戶玻璃上貼隔熱膜等諸多措施。船舶節(jié)能措施潛在的CO2減排比重見(jiàn)表10。

表10 船舶節(jié)能措施潛在的CO2減排比重

（七）加強(qiáng)運(yùn)營(yíng)信息共享

相比于貨船營(yíng)運(yùn)，豪華郵輪營(yíng)運(yùn)的涉及面更廣，彈性更大。高效的運(yùn)營(yíng)離不開(kāi)各環(huán)節(jié)參與方的緊密銜接，如果某一環(huán)節(jié)受到影響，原有的航次計(jì)劃就有可能被取消。航次信息共享目的在于減少航次變動(dòng)和拋錨時(shí)間，最大限度地發(fā)揮船舶的營(yíng)運(yùn)效率。船舶能效的提高需要各方的協(xié)調(diào)，相關(guān)措施的實(shí)施高度依賴于船舶營(yíng)運(yùn)的不同參與方（船員、船舶管理人員、船舶所有人、旅行社、物流、港口當(dāng)局、船廠等）之間的信息共享。

（八）充分發(fā)揮人的關(guān)鍵作用

從豪華郵輪營(yíng)運(yùn)的角度來(lái)說(shuō)人才是影響其營(yíng)運(yùn)的最關(guān)鍵的因素。船隊(duì)的管理者對(duì)船舶營(yíng)運(yùn)區(qū)域和行程的部署都會(huì)對(duì)船舶的碳排放強(qiáng)度產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。船員作為船舶的現(xiàn)場(chǎng)管理者，每個(gè)人的節(jié)能意識(shí)都會(huì)影響到船舶的能效。管理者和船員的業(yè)務(wù)能力、執(zhí)行力等綜合素質(zhì)都對(duì)船舶能效起著至關(guān)重要的作用。應(yīng)增加對(duì)船隊(duì)管理者和船員的船舶能效管理培訓(xùn)，同時(shí)引入節(jié)能減排相關(guān)的激勵(lì)機(jī)制，充分發(fā)揮人在船舶碳減排中的關(guān)鍵作用。

對(duì)CII的履約是船舶在營(yíng)運(yùn)層面對(duì)碳排放控制的一個(gè)承諾，就單船而言，在天氣、經(jīng)濟(jì)、航線等外界因素都不變的情況下，隨著船齡的增長(zhǎng)，船舶的營(yíng)運(yùn)能效會(huì)逐年降低，只有不斷采用營(yíng)運(yùn)能效改進(jìn)措施或采取新的節(jié)能措施才能滿足越來(lái)越嚴(yán)格的CII評(píng)級(jí)要求。豪華郵輪營(yíng)運(yùn)能效提升的潛在措施總結(jié)如圖3所示。

圖3 提升豪華郵輪營(yíng)運(yùn)能效的潛在措施

四、結(jié)語(yǔ)

CII年度評(píng)級(jí)作為動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)機(jī)制，需要船舶營(yíng)運(yùn)者持續(xù)關(guān)注并不斷改進(jìn)船舶的碳排放水平，同時(shí)要求船舶營(yíng)運(yùn)者逐漸在營(yíng)運(yùn)船只上應(yīng)用節(jié)能新技術(shù)，否則CII評(píng)級(jí)過(guò)低會(huì)給后續(xù)營(yíng)運(yùn)競(jìng)爭(zhēng)帶來(lái)一定的影響。目前碳強(qiáng)度評(píng)級(jí)只是一種激勵(lì)措施，其履約并未涉及懲罰，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，碳排放控制必將與市場(chǎng)機(jī)制相結(jié)合。豪華郵輪的營(yíng)運(yùn)特點(diǎn)及其能效管理的特殊性對(duì)其CII影響甚大，船舶運(yùn)營(yíng)者應(yīng)盡早熟悉CII評(píng)級(jí)要求，并對(duì)船隊(duì)中的每艘船舶未來(lái)至少三年的Required CII及各營(yíng)運(yùn)碳強(qiáng)度等級(jí)邊界進(jìn)行測(cè)算，做好應(yīng)對(duì)措施。CII要求的實(shí)施，不僅推動(dòng)了高能效的船舶設(shè)計(jì)，也帶動(dòng)了船舶節(jié)能措施的發(fā)展。豪華郵輪要保持良好的CII評(píng)級(jí)也需業(yè)界分享各自在技術(shù)上和營(yíng)運(yùn)管理上的減碳經(jīng)驗(yàn)。