陶學(xué)宗，李漢卿，王謙益

上海海事大學(xué)交通運(yùn)輸學(xué)院

岸電設(shè)施是指由岸側(cè)電力系統(tǒng)向?？看a頭的船舶提供電能的設(shè)備及裝置的整體?？扛鄞笆褂冒峨娪欣跍p少?gòu)U氣排放，是交通運(yùn)輸部大力推進(jìn)的港口船舶大氣污染防治措施之一。與低硫油相比，靠港船舶使用岸電可減排81.4%～87.9%的SOx、97.4%～98.3%的NOx、77.1%～85.1%的PM[1]。上海港是全球最大的集裝箱港口，2020年集裝箱吞吐量達(dá)4 350萬(wàn)TEU，船舶進(jìn)出港規(guī)模為210.45萬(wàn)艘次。與此同時(shí)，船舶亦成為影響上海市空氣質(zhì)量的重要移動(dòng)排放源之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，船舶排放的SO2、NOx、PM2.5占上海市同類廢氣排放總量的比重分別為12.0%、9.0%、5.3%[2]，給空氣質(zhì)量造成了較大影響。為緩解這種影響，上海港自2010年起開始探索岸電設(shè)施建設(shè)及應(yīng)用。之后，上海市相關(guān)部門出臺(tái)了一系列政策措施，大大促進(jìn)了岸電設(shè)施建設(shè)和使用。2021年，《上海國(guó)際航運(yùn)中心建設(shè)“十四五”規(guī)劃》等相關(guān)規(guī)劃先后發(fā)布，為上海港岸電設(shè)施建設(shè)使用指出了明確方向。在此背景下，有必要對(duì)過(guò)去十年間上海港岸電設(shè)施的建設(shè)使用情況進(jìn)行總結(jié)，并對(duì)其社會(huì)效益進(jìn)行評(píng)價(jià)，以便為未來(lái)加快推進(jìn)上海港岸電設(shè)施建設(shè)和使用提供決策參考。

1 上海港岸電建設(shè)使用發(fā)展歷程梳理

上海港的岸電設(shè)施建設(shè)使用歷程大致可分為個(gè)別碼頭試驗(yàn)（2010年—2014年）、試點(diǎn)項(xiàng)目帶動(dòng)（2015年—2017年）、大規(guī)模建設(shè)（2018年—2020年）共三個(gè)階段。2010年3月，上海港首套低壓岸電設(shè)施在外高橋二期集裝箱碼頭建成，標(biāo)志著上海港岸電設(shè)施建設(shè)使用進(jìn)入第一階段。該套設(shè)施采用上海國(guó)際港務(wù)集團(tuán)和港迪電氣集團(tuán)聯(lián)合研制的移動(dòng)式變頻變壓供電系統(tǒng)，容量為2 MW，供電電壓、頻率分別為440 V、60 Hz，于當(dāng)月22日首次向原中海集運(yùn)“新福州”輪供電，供電時(shí)間為16.75 h，供電量為18 147 kW·h。

2015年，上海市交通委員會(huì)、發(fā)展和改革委員會(huì)、財(cái)政局聯(lián)合制定了《上海港靠泊國(guó)際航行船舶岸基供電試點(diǎn)工作方案》，標(biāo)志著上海港岸電設(shè)施建設(shè)使用進(jìn)入第二階段。在此期間，洋山三期碼頭和吳淞口國(guó)際郵輪碼頭被確定為上海市岸電試點(diǎn)示范項(xiàng)目。2015年6月，洋山三期碼頭建成上海港第一套高壓變頻岸電設(shè)施，容量為3 MW，供電電壓、頻率分別為6.6 kV、60 Hz，于當(dāng)月24日首次向原中海集運(yùn)“新美洲”輪供電6 h，供電量為4 128 kW·h。2017年2月，洋山三期碼頭建成第二套高壓岸電設(shè)施。2016年7月，上海港吳淞口國(guó)際郵輪碼頭建成全球最大的郵輪變頻岸電系統(tǒng)，容量為16 MW，覆蓋2個(gè)泊位，供電電壓、頻率分別為6.6 kV、60 Hz和11 kV、60 Hz，并首次向“天海新世紀(jì)號(hào)”提供高壓岸電。截至2017年底，上海港累計(jì)建成規(guī)模以上岸基供電設(shè)備20臺(tái)套，覆蓋26個(gè)港口泊位，岸電覆蓋率為10%左右；洋山三期碼頭為靠港船舶提供岸電服務(wù)27次，供電時(shí)間為446.66 h，供電量達(dá)51.86萬(wàn) kW·h。

自2018年以來(lái)，在交通運(yùn)輸部《港口岸電布局方案》和上海市《上海市港口岸電建設(shè)方案》的雙重推動(dòng)下，上海港岸電設(shè)施建設(shè)進(jìn)入第三階段。在此期間，世界規(guī)模最大的全自動(dòng)化集裝箱碼頭——洋山四期碼頭建成高壓岸電設(shè)施，并于2018年1月28日首次向長(zhǎng)榮集團(tuán)“長(zhǎng)亮”輪供電12 h，供電量達(dá)10 345 kW·h，為該碼頭實(shí)現(xiàn)“近零”排放奠定了基礎(chǔ)。2019年1月4日，洋山三期碼頭首次向20 000 TEU級(jí)超大型集裝箱船“中遠(yuǎn)海運(yùn)人馬座”輪提供岸電服務(wù)，供電時(shí)間為6 h，供電量達(dá)13 200 kW·h，為上海港乃至我國(guó)其他港口的岸電設(shè)施向超大型集裝箱船提供岸電服務(wù)積累了重要經(jīng)驗(yàn)。截至2020年底，上海港已實(shí)現(xiàn)了港作船碼頭泊位低壓岸電全覆蓋，累計(jì)建成68個(gè)專業(yè)化岸電泊位，岸電覆蓋率達(dá)到79%。與2017年底相比，專業(yè)化岸電泊位數(shù)量增加了55個(gè)，岸電覆蓋率提高了64個(gè)百分點(diǎn)。其中，2020年總投資超過(guò)3.5億元，共建設(shè)22套岸電設(shè)施，覆蓋38個(gè)專業(yè)化泊位；為靠港船舶提供岸電服務(wù)1 168次，供電量達(dá)1 545萬(wàn)kW·h。

2 上海港岸電建設(shè)使用政策舉措分析

上海港岸電設(shè)施建設(shè)使用支持政策大致分為三類。第一類主要是上海市出臺(tái)的防治大氣污染、推進(jìn)綠色港口和國(guó)際航運(yùn)中心建設(shè)的岸電相關(guān)政策文件，其政策舉措如表1所示。這類政策明確了岸電設(shè)施建設(shè)使用對(duì)大氣污染防治、綠色港口建設(shè)的重要作用，提出了階段性的目標(biāo)，為上海港岸電設(shè)施建設(shè)使用指明了方向。但是，這類政策并非專門針對(duì)岸電設(shè)施建設(shè)和發(fā)展而制定，對(duì)岸電設(shè)施建設(shè)使用未能做出具體描述，故在促進(jìn)岸電設(shè)施建設(shè)使用方面的作用較為有限。

表1 上海市非專門性岸電設(shè)施建設(shè)使用政策匯總

第二類是上海市出臺(tái)的推進(jìn)岸電設(shè)施建設(shè)使用的岸電專門政策文件，其政策舉措詳見表2。這類政策文件是推進(jìn)上海港岸電設(shè)施建設(shè)使用的行動(dòng)指南，其目的明確、路線清晰，對(duì)岸電設(shè)施建設(shè)使用的主要任務(wù)、責(zé)任主體、時(shí)間節(jié)點(diǎn)、補(bǔ)貼方式、補(bǔ)貼資金來(lái)源、補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)等均有詳盡描述，針對(duì)性和操作性非常強(qiáng)，在促進(jìn)岸電設(shè)施建設(shè)使用方面發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。其中，《2015版方案》明確了岸電設(shè)施建設(shè)使用的補(bǔ)貼內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)，為港口企業(yè)緩解岸電設(shè)施建設(shè)成本壓力提供了有力支撐。以2018年為例，當(dāng)年共發(fā)放岸電項(xiàng)目獎(jiǎng)勵(lì)資金4 727.98萬(wàn)元，僅吳淞口國(guó)際郵輪碼頭就獲得獎(jiǎng)勵(lì)資金1 404.8萬(wàn)元，為上海港岸電設(shè)施建設(shè)使用提供了強(qiáng)有力的資金支持。同時(shí)，該方案要求具有接電設(shè)施的船舶岸電使用率應(yīng)達(dá)到60%及以上，為岸電設(shè)施保持一定使用水平提供了重要保障。其次，該方案提出了岸電服務(wù)費(fèi)與船用燃油價(jià)格掛鉤的“電油聯(lián)動(dòng)機(jī)制”，確保船舶岸電服務(wù)費(fèi)低于輔機(jī)發(fā)電成本，有利于促進(jìn)靠港船舶使用岸電?！?019版方案》則進(jìn)一步降低了岸電服務(wù)費(fèi)結(jié)算標(biāo)準(zhǔn)，并提出免收“基本電費(fèi)”、執(zhí)行本市電價(jià)目錄中“大工業(yè)電價(jià)”，同時(shí)確定對(duì)岸電設(shè)施運(yùn)行維護(hù)成本實(shí)施階梯化補(bǔ)貼。

第三類是交通運(yùn)輸部等國(guó)家部委出臺(tái)的支持岸電設(shè)施建設(shè)使用的岸電專門政策文件，其政策舉措見表3。這類政策是國(guó)家針對(duì)港口岸電設(shè)施建設(shè)使用設(shè)計(jì)的頂層方案，同時(shí)也是對(duì)地方交通運(yùn)輸主管部門提出的要求和期望，對(duì)推動(dòng)我國(guó)港口岸電設(shè)施有序建設(shè)、引導(dǎo)船舶靠港使用岸電具有積極作用。其中，《港口岸電布局方案》是我國(guó)針對(duì)港口岸電設(shè)施建設(shè)的第一份頂層設(shè)計(jì)文件，標(biāo)志著我國(guó)岸電設(shè)施建設(shè)由此進(jìn)入目標(biāo)導(dǎo)向、科學(xué)布局、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)的新階段。《靠港船舶使用岸電2016—2018年度項(xiàng)目獎(jiǎng)勵(lì)資金申請(qǐng)指南》是中央財(cái)政支持加快港口岸電設(shè)備設(shè)施建設(shè)和船舶受電設(shè)施設(shè)備改造的具體體現(xiàn)，僅洋山四期集裝箱碼頭和吳淞口國(guó)際郵輪碼頭就分別獲得獎(jiǎng)勵(lì)資金2 078萬(wàn)元和2 048萬(wàn)元，大大緩解了企業(yè)的資金壓力?！蛾P(guān)于進(jìn)一步共同推進(jìn)船舶靠港使用岸電工作的通知》是各部門協(xié)同推進(jìn)港口岸電設(shè)施建設(shè)使用的行動(dòng)綱領(lǐng)，加大了船舶靠港使用岸電的協(xié)同推進(jìn)力度；《港口和船舶岸電管理辦法》則是第一部面向港口和船舶岸電管理的部門規(guī)章，對(duì)系統(tǒng)規(guī)范和引導(dǎo)岸電設(shè)施建設(shè)使用、服務(wù)和安全具有里程碑意義。

表3 國(guó)家部委專門性岸電設(shè)施建設(shè)使用政策匯總

3 上海港船舶使用岸電的社會(huì)效益測(cè)算

船舶使用岸電的社會(huì)效益包括節(jié)油效益和環(huán)境效益兩方面，具體可按式（1）～（3）進(jìn)行測(cè)算。

式中：ΔC1為使用岸電的節(jié)油效益（萬(wàn)元），E為岸電使用量（萬(wàn)kW·h），co為輔機(jī)發(fā)電的單位成本（元/kW·h），ce為使用岸電的服務(wù)費(fèi)結(jié)算標(biāo)準(zhǔn)（元/kW·h），ΔC2為使用岸電的環(huán)境效益（萬(wàn)元），k為排放物類別標(biāo)記（取值范圍為1，2，…，K），K為排放物種類數(shù)，fok為合規(guī)燃油第k類排放物的排放系數(shù)（g/kW·h），fek為岸電第k類排放物的排放系數(shù)（g/kW·h），ck為第k類排放物的排放社會(huì)成本（元/t），ΔC為使用岸電的總社會(huì)效益（萬(wàn)元）。

根據(jù)上海市交通委員會(huì)提供的資料，2020年上海港岸電使用量為1545萬(wàn)kW·h。輔機(jī)使用合規(guī)燃油（硫含量不超過(guò)0.5%）成本最低約為1.13元/kW·h[1]，2020年前上海港岸電服務(wù)費(fèi)結(jié)算標(biāo)準(zhǔn)平均約為0.5元/kW·h[3]。目前，電力行業(yè)排放數(shù)據(jù)僅涉及SO2、NOx、PM、CO2?？紤]到數(shù)據(jù)可得性，本文以SO2、NOx、PM、CO2四類排放物為例進(jìn)行分析，分別用k=1、2、3、4表示。根據(jù)上海港所處排放控制區(qū)要求，合規(guī)燃油對(duì)應(yīng)四類排放物的排放系數(shù)分別約為2.1 g/kW·h、13.9 g/kW·h、0.38 g/kW·h、690 g/kW·h[1]。根據(jù)文獻(xiàn)[3]測(cè)算，2020年我國(guó)電力四類排放物的排放系數(shù)分別為0.121 g/kW·h、0.127 g/kW·h、0.025 g/kW·h、577 g/kW·h。根據(jù)文獻(xiàn)[4]進(jìn)行換算，四類排放物的社會(huì)成本分別為143 597元/t、124 473元/t、998 983元/t、338元/t。綜合上述數(shù)據(jù)，按式（1）～（3）進(jìn)行測(cè)算，2020年上海港船舶使用岸電的節(jié)油效益為973.35萬(wàn)元，環(huán)境效益為3 694.68萬(wàn)元，總社會(huì)效益為4 668.03萬(wàn)元。

4 結(jié)束語(yǔ)

在上海市及國(guó)家相關(guān)部委岸電政策尤其是補(bǔ)貼政策的支持下，上海港岸電設(shè)施建設(shè)使用得到了長(zhǎng)足發(fā)展，取得了良好的社會(huì)效益。未來(lái)，建議上海市岸電建設(shè)使用相關(guān)主管部門積極貫徹落實(shí)《上海市港口岸電建設(shè)方案》等專門政策，繼續(xù)加大財(cái)政扶持力度、執(zhí)行電價(jià)優(yōu)惠、完善收費(fèi)制度，有序推進(jìn)上海港岸電設(shè)施建設(shè)，持續(xù)提高岸電使用率。其次，建議上海市交通主管部門加快建設(shè)上海港岸電數(shù)據(jù)平臺(tái)，探索建立岸電社會(huì)效益評(píng)價(jià)制度，適時(shí)公開上海港岸電設(shè)施信息和社會(huì)效益評(píng)價(jià)結(jié)果，增強(qiáng)港口船舶等岸電建設(shè)使用主體對(duì)岸電設(shè)施建設(shè)使用的認(rèn)識(shí)和了解，提高其參與岸電設(shè)施建設(shè)使用的積極性。此外，建議海事管理部門積極落實(shí)為簽署《上海港綠色公約》且能實(shí)際做到岸電應(yīng)用盡用的靠港船舶優(yōu)先安排通行，建議港口經(jīng)營(yíng)人積極落實(shí)為具備受電設(shè)施的靠港船舶優(yōu)先安排岸電泊位，提高具備岸電受電設(shè)施的船舶靠港使用岸電的積極性。