本刊記者 邢 丹
隨著對(duì)環(huán)境意識(shí)的重視,“船舶污染物排放被推到風(fēng)口浪尖”。其中,讓船舶背負(fù)污染重負(fù)的“燃油”問題如何解決,成為值得關(guān)注的問題。
近年來(lái),隨著航運(yùn)業(yè)的快速發(fā)展,船舶對(duì)環(huán)境的污染也日益嚴(yán)重。一個(gè)很重要的原因是船舶普遍使用重油作為燃料油,含硫量高,還含有鎘和釩等重金屬。歐洲研究機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)顯示,按照歐洲的排放標(biāo)準(zhǔn),一輛小汽車一年行駛15000公里,其SOX排放量約為100克;而一艘使用3.5%硫含量燃料油的萬(wàn)箱集裝箱船一年行駛280天,其SOX排放量高達(dá)5200噸。也就是說一艘萬(wàn)箱集裝箱船一年的硫排放量相當(dāng)于5200萬(wàn)輛小汽車。而我國(guó),在沿海、沿江城市中,船舶港口排放已經(jīng)成為重要的污染源。中國(guó)內(nèi)河船舶約22萬(wàn)余艘,2000多萬(wàn)載重噸。特別是我國(guó)內(nèi)河船舶船型舊、船舶噸位小,多使用上世紀(jì)70 ~80年代的中小型船舶柴油發(fā)動(dòng)機(jī),同時(shí)為降低成本,多使用劣質(zhì)燃料油,污染情況更加復(fù)雜和嚴(yán)重。據(jù)估計(jì),我國(guó)內(nèi)河船舶每年排放的NOX、SOX不少于100萬(wàn)噸。
那么,是什么原因?qū)е掠推奉B疾難以祛除?首先,油品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不嚴(yán),油品市場(chǎng)缺乏有效監(jiān)管。我國(guó)燃油最新標(biāo)準(zhǔn)為GB/T17411-2012《船用燃料油》,于2012年12月31日頒布,2013年7月1日實(shí)施。對(duì)含硫量限制的規(guī)定,從1.0%到3.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))不等,并屬于非強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn),國(guó)內(nèi)船舶執(zhí)行力度弱。而國(guó)內(nèi)船舶燃料油的供應(yīng)市場(chǎng)較為混亂,雖然有GB/T17411-2012的船舶燃料油標(biāo)準(zhǔn),但對(duì)市場(chǎng)上船舶燃料油的油品的監(jiān)管力度不強(qiáng)。國(guó)內(nèi)大的煉油廠對(duì)船舶燃料油的生產(chǎn)不積極,部分船舶燃料油供應(yīng)商從煉油廠購(gòu)買了廉價(jià)的殘?jiān)秃?,加入柴油、化工原料調(diào)和成船舶燃料油。由于油品差(主要是酸值高、金屬雜質(zhì)多),不僅損害了船舶柴油機(jī),也增加了污染物的排放。油品市場(chǎng)缺乏有效監(jiān)管,品質(zhì)無(wú)法保證,直接影響船舶排放水平,也影響了各種污染控制技術(shù)在船舶大氣污染排放控制中的應(yīng)用。
其次,低硫燃油供應(yīng)量和需求量雙短缺。目前中國(guó)內(nèi)貿(mào)油并不提供低硫燃油,而保稅油部分,主要供應(yīng)保稅高硫燃料油,保稅低硫燃油的供應(yīng)量很小。國(guó)內(nèi)煉油廠無(wú)法達(dá)到規(guī)?;a(chǎn)低硫燃油的能力,必須從海外進(jìn)口。我國(guó)海上加油業(yè)務(wù)的每年總量大約是200多萬(wàn)噸,但我國(guó)的供油需求卻高達(dá)1200萬(wàn)噸,船公司多在新加坡、韓國(guó)等港口加油。
國(guó)內(nèi)船用燃料油價(jià)格不同于汽、柴油由國(guó)家發(fā)改委統(tǒng)一定價(jià),而完全由市場(chǎng)供需決定;國(guó)內(nèi)煉油廠的原油價(jià)格由國(guó)際市場(chǎng)決定,而船用燃料油的價(jià)格也由國(guó)際市場(chǎng)決定,新加坡、韓國(guó)、日本等地區(qū)的保稅油價(jià)格更低。因此,一般進(jìn)入歐洲排放控制區(qū)的亞歐線船舶主要在新加坡加低硫燃油,只有進(jìn)入北美排放控制區(qū)的美西線船舶可能在國(guó)內(nèi)加低硫燃油,或在香港地區(qū)和韓國(guó)加低硫燃油。由于低硫燃油需要專庫(kù)專線,成本非常大;國(guó)內(nèi)對(duì)船舶硫排放的要求幾乎是一片空白,出于成本考慮,船東多使用含硫量高的燃料油,對(duì)低硫燃油幾乎沒有需求,所以供油企業(yè)也不愿意投資去開拓低硫燃油業(yè)務(wù)。這其實(shí)相當(dāng)于一個(gè)惡性循環(huán),需求和供應(yīng)的雙短缺,使得中國(guó)船供油商沒有供應(yīng)低硫燃油的積極性:由于中國(guó)沒有針對(duì)船舶硫排放的政策,導(dǎo)致低成本的高硫燃油泛濫,船東沒有意愿使用低硫燃油;而需求的不振又使中國(guó)低硫燃油供應(yīng)網(wǎng)點(diǎn)和設(shè)備嚴(yán)重缺失,供應(yīng)量也不穩(wěn)定,反過來(lái)也阻礙了中國(guó)相關(guān)船舶硫排放政策的出臺(tái)。
再有就是排放標(biāo)準(zhǔn)不嚴(yán)、排放總量不清。由于缺少相關(guān)法律法規(guī),內(nèi)貿(mào)油普遍使用含硫量高達(dá)3.5%的燃料油。中國(guó)既沒有相關(guān)的船舶進(jìn)港燃油轉(zhuǎn)換規(guī)定,也沒有明確的控制政策,在我國(guó)靠港的國(guó)際船舶普遍使用的燃料油,其含硫量為3%~3.5%,能滿足《MARPOL公約附則Ⅵ》的規(guī)定,但船舶在進(jìn)入我國(guó)港口和內(nèi)河后,依然使用含硫量3.5%的高硫燃油(在排放控制區(qū)內(nèi)需要更換0.1%的燃油)。尤其我國(guó)沿海的上海港等港口,是一些船公司的母港,遠(yuǎn)洋船舶、國(guó)際船舶在我國(guó)港口停靠時(shí)間較長(zhǎng),由于船舶??繒r(shí)仍需要燃燒重油、柴油用于鍋爐及輔機(jī),其污染物排放量不容忽視。
目前船舶排放標(biāo)準(zhǔn)只適用于小于37kW的船舶柴油機(jī),對(duì)于功率更大的船用柴油機(jī)(37kW以上),尚無(wú)排放控制要求。目前我國(guó)對(duì)船舶大氣污染控制僅局限于對(duì)新建造船舶,并未針對(duì)營(yíng)運(yùn)期間的大氣污染控制的相關(guān)要求。
面對(duì)日益嚴(yán)重的船舶大氣污染,國(guó)際海事組織和發(fā)達(dá)國(guó)家、地區(qū)都已采取了積極的應(yīng)對(duì)措施,很多發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)以立法形式,強(qiáng)制或鼓勵(lì)采取污染物排放控制措施,減少船舶污染物排放。
歐盟在2005年7月6日發(fā)布了對(duì)1999/32/EC的修正,形成了指令2005/33/EC。該指令補(bǔ)充的大部分內(nèi)容是針對(duì)船舶使用的燃油,明確了在MARPOL公約附則VI對(duì)硫排放控制區(qū)(SECA)航行的所有海船(但不包括軍用船舶)的船用燃油硫含量的監(jiān)控和查驗(yàn)。2007年瑞典哥德堡推出了清潔航運(yùn)工程(Clean shipping Project)。這項(xiàng)工程引進(jìn)了清潔航運(yùn)指數(shù)(CSI)。CSI涉及20項(xiàng)船舶環(huán)境污染的內(nèi)容,船舶運(yùn)行數(shù)據(jù)由船公司自愿提供,CSI根據(jù)船公司的數(shù)據(jù)計(jì)算出得分?jǐn)?shù)進(jìn)行排名并公布,并提供給歐盟貨主。貨主在出口貨物時(shí)可以選擇更加環(huán)保的船公司進(jìn)行運(yùn)輸。
美國(guó)各港口也有各自的排放控制規(guī)定和相應(yīng)的激勵(lì)政策。如西雅圖港靠港時(shí)使用清潔燃油的獎(jiǎng)勵(lì)政策:船舶每次靠港若使用低硫燃油可以得到獎(jiǎng)勵(lì)平均為2250美元。長(zhǎng)灘港有綠色旗幟計(jì)劃:若海船在離港口40海里處開始減速至12節(jié)或以下航行,最高可以得到25%碼頭費(fèi)率的減免。洛杉磯港的ESI海船獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃是根據(jù)船舶燃料的含硫量、船舶的先進(jìn)程度等給予船舶不同等級(jí)的獎(jiǎng)勵(lì)金額;同時(shí),它還規(guī)定,船舶離港口20海里或40海里內(nèi)的航速若小于12節(jié)(含),對(duì)于20海里內(nèi)滿足要求的船舶按一天靠港費(fèi)的15%獎(jiǎng)勵(lì);對(duì)于40海里內(nèi)滿足要求的船舶按一天靠港費(fèi)的30%獎(jiǎng)勵(lì)。
香港定期班輪協(xié)會(huì)(HKLSA)、香港船東協(xié)會(huì)(HKSOA)和香港民間獨(dú)立機(jī)構(gòu)思匯政策研究所在2010年10月29日共同發(fā)起了《乘風(fēng)約章2011 ~2012》。成員包括馬士基、中遠(yuǎn)、東方海外等18家航運(yùn)公司。成員承諾在香港停泊時(shí)盡可能轉(zhuǎn)用含硫量為0.5%或更低的燃油,香港政府從2012年9月起給予《乘風(fēng)約章》成員船公司減免一半的港口設(shè)施和燈標(biāo)費(fèi)。香港的《乘風(fēng)約章》至2014年已到了第四年,香港政府正在與廣東省政府積極協(xié)商,共同推進(jìn)珠三角地區(qū)的低硫燃油政策,這被認(rèn)為是“亞洲首個(gè)排放控制區(qū)”的雛形。
隨著我國(guó)對(duì)船舶港口空氣污染的認(rèn)識(shí)不斷加深,對(duì)其污染防治的要求也提上了日程?!秶?guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006 ~2020年)》中明確指出,在環(huán)境領(lǐng)域要實(shí)施區(qū)域環(huán)境綜合治理,開展區(qū)域大氣環(huán)境污染的綜合治理技術(shù)集成和示范研究,發(fā)展近海海域生態(tài)與環(huán)境保護(hù)技術(shù)。2013年9月國(guó)務(wù)院發(fā)布《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》也指出,要開展非道路移動(dòng)機(jī)械和船舶的污染控制,在原油成品油碼頭積極開展油氣回收治理。
2015年6月8日,環(huán)保部發(fā)布通報(bào)稱,《船舶發(fā)動(dòng)機(jī)排氣污染物排放限值和測(cè)量方法(中國(guó)第一、二階段)》即日起向全社會(huì)第二次公開征求意見。事實(shí)上,早在2014年7月7日,環(huán)境保護(hù)部就向社會(huì)公開發(fā)布了該標(biāo)準(zhǔn)的第一次征求意見稿,標(biāo)準(zhǔn)編制組根據(jù)反饋意見對(duì)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進(jìn)行了修改完善。與第一次征求意見稿相比,二稿的主要變化有:對(duì)標(biāo)準(zhǔn)中的船舶使用燃油的規(guī)定進(jìn)行了調(diào)整。放寬了船舶使用燃油的種類和范圍,從原征求意見稿的所有船舶只允許使用普通柴油,調(diào)整為也可以使用符合硫含量規(guī)定的船用燃料油,以及氣體燃料等;娛樂性船機(jī)耐久性要求的調(diào)整;增加氣體燃料測(cè)試方法和計(jì)算;增加允許豁免的船機(jī)要求;增加了耐久性年限要求等。鑒于該標(biāo)準(zhǔn)的社會(huì)關(guān)注度高,影響大,特向全社會(huì)第二次公開征求意見。
新標(biāo)準(zhǔn)是我國(guó)首次發(fā)布船舶大氣污染物排放控制國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),將分兩個(gè)階段實(shí)施。第一階段相當(dāng)于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和非道路發(fā)動(dòng)機(jī)的第二階段排放控制水平,與我國(guó)船機(jī)排放現(xiàn)狀相比,PM 排放將削減70%左右,NOX排放將削減20%以上;第二階段相當(dāng)于車機(jī)和非道路排放的第三階段控制水平,PM和NOX將在第一階段基礎(chǔ)上,分別進(jìn)一步降低40%和20%。和發(fā)達(dá)國(guó)家相比,第一階段和目前歐洲實(shí)施的標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng),第二階段和美國(guó)第三階段實(shí)施的標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)。標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定了排放耐久性要求。一般船舶(娛樂船舶除外)均應(yīng)在10000 小時(shí)或10 年(以先到者為準(zhǔn))內(nèi)排放滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。
面對(duì)日益嚴(yán)重的航運(yùn)業(yè)大氣污染,盡管船舶大氣排放標(biāo)準(zhǔn)政策正在逐漸完善,但這并不足夠,行業(yè)內(nèi)也提出了一系列大氣污染防控措施,如靠港船舶使用岸電。目前,在歐洲和美國(guó)的一些港口,船舶停泊時(shí)已經(jīng)開始使用陸上的電源供電,船舶輔機(jī)停止工作,從而降低大氣污染物的排放。2010年,河北遠(yuǎn)洋集團(tuán)、連云港港、中國(guó)船級(jí)社和交通運(yùn)輸部水運(yùn)科學(xué)研究院曾組成項(xiàng)目組,對(duì)靠港船舶使用岸電進(jìn)行課題攻關(guān),2010年10月24日,全球首套“高壓變頻數(shù)字化船用岸電系統(tǒng)”研制成功,并在連云港港59號(hào)泊位正式啟用。然而,靠港船舶使用岸電涉及的范圍很廣,是一項(xiàng)必須由政府重視、組織、協(xié)調(diào)才能完成的龐大工程,全面推進(jìn)船舶岸電工作,必須實(shí)現(xiàn)政府、船級(jí)社、港口、船東、造船廠、有關(guān)科研單位的聯(lián)動(dòng),也需要政府盡快出臺(tái)相應(yīng)的政策,并避免重復(fù)投資和標(biāo)準(zhǔn)不一引發(fā)浪費(fèi)。
針對(duì)航運(yùn)業(yè)大氣污染物排放,國(guó)際海事組織(IMO) 在2009年的通過了MEPC.184(59)決議,即《廢氣清洗系統(tǒng)導(dǎo)則》。MARPOL公約附則VI 第14條規(guī)定,船舶若使用正常硫含量的燃料油,則應(yīng)采用經(jīng)船舶船旗國(guó)主管機(jī)關(guān)按《廢氣清洗系統(tǒng)導(dǎo)則》認(rèn)可的廢氣清洗系統(tǒng),將船舶包括主副推進(jìn)機(jī)械的硫氧化物排放總量減少至4.0g/kWh或更少;或采用核實(shí)和可行的任何其他技術(shù)方法,能將SOX排放限制在同樣的水平。然而廢氣清洗系統(tǒng)(EGC))的主要設(shè)備為洗滌塔,目前洗滌塔還沒有在船舶上普遍采用。據(jù)中國(guó)船級(jí)社的相關(guān)調(diào)查,其主要原因有三:一是洗滌塔比較高大,需要占據(jù)一定的空間,而船舶本身空間有限;二是洗滌塔需要使用大量的淡水,而船舶的淡水有限,若用海水淡化技術(shù),需要額外增加設(shè)備,成本很高;三是洗滌塔產(chǎn)生的洗滌廢水其酸性較強(qiáng),不能隨意排放到海水中,只能船舶到港后排放到專門的接收設(shè)備中。因此,作為低硫燃油的替代措施之一,廢氣清洗系統(tǒng)在船舶上應(yīng)用的可行性和可用率還很有限。
在連云港港59號(hào)泊位正式啟用的全球首套“高壓變頻數(shù)字化船用岸電系統(tǒng)”
采用清潔燃料也是實(shí)現(xiàn)減排的重要途徑。近年來(lái)天然氣燃料技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越被關(guān)注。2013年9月1日,中國(guó)船級(jí)社頒布了《天然氣燃料動(dòng)力船舶規(guī)范》。船舶發(fā)動(dòng)機(jī)可使用單一氣體燃料(天然氣)或雙燃料(天然氣和燃料油)。天然氣與燃料油相比,NOX和SOX的排放量大幅減少,是理想的綠色能源。但加氣站點(diǎn)目前仍較少,需要港口增加投入,另一方面天然氣的價(jià)格持續(xù)上升會(huì)對(duì)船公司營(yíng)運(yùn)成本增加壓力。生物質(zhì)燃料具有可再生的特點(diǎn)而被推廣替代部分傳統(tǒng)化石燃料。在歐美國(guó)家,生物燃料已被逐漸推廣,我國(guó)也制訂了生物燃料的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。但由于在船舶儲(chǔ)存、運(yùn)輸和處理過程中,相應(yīng)的泵、管線和閥等機(jī)械系統(tǒng)未經(jīng)兼容性試驗(yàn),生物質(zhì)燃料目前也未在船舶上獲得大規(guī)模應(yīng)用。
另外,還可以通過提高船舶能源利用效率,進(jìn)而降低船舶大氣污染物排放。船舶能效的提高主要通過降低船舶阻力、提高推進(jìn)效率、機(jī)械設(shè)備的改進(jìn)、優(yōu)化管理和操作等4個(gè)方面來(lái)進(jìn)行提高。減排措施的效果依賴于船舶參數(shù)和相關(guān)的操作模式,船公司應(yīng)根據(jù)船舶本身特性、船舶航行區(qū)域、貿(mào)易和其它相關(guān)要求,考慮到各節(jié)能措施的兼容性,采取最佳方案。目前船公司普遍采用的一項(xiàng)能效管理措施為航速優(yōu)化。最佳航速代表著成本優(yōu)化,即在該航速下,航行時(shí)每噸海里使用的燃料最少。航速優(yōu)化對(duì)燃料降低效果明顯,但最佳航速并不是指最小航速,實(shí)際上,以小于最佳航速的速度航行會(huì)消耗更多的燃料而不是更少的燃料,因?yàn)榈退僮鳂I(yè)可能的負(fù)面后果包括增加的震動(dòng)和積炭。應(yīng)參照發(fā)動(dòng)機(jī)制造商的功率/燃油消耗曲線和船舶螺旋槳曲線。
專家指出,進(jìn)行航速優(yōu)化,需要綜合考慮船舶數(shù)量、到達(dá)次數(shù)和裝卸泊位可用性。同時(shí),離開港口或河口時(shí)航速逐漸增加,此時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)載荷保持在一定限制范圍內(nèi),有助于減少燃料消耗。專家提醒,船況對(duì)船速的影響較大,包括船型、船舶運(yùn)營(yíng)年限、船舶主機(jī)設(shè)備狀態(tài)、船舶污底和涂裝油漆情況等。特別是老舊船主機(jī)磨損較大,一般都會(huì)減轉(zhuǎn)減速航行。不同船型抗風(fēng)浪性不同,某些船舶受風(fēng)面積大、船舶耐波性差,船舶應(yīng)根據(jù)風(fēng)浪的情況來(lái)采取轉(zhuǎn)向和減速等措施,保證安全減低能耗。