薛樹業(yè)

一、國際航運溫室氣體減排進程

1997年，《聯(lián)合國氣候變化框架公約》（United Nations Framework Convention on Climate Change，UNFCCC）下的《京都議定書》第2.2條授權(quán)國際海事組織（International Maritime Organization，IMO）負責國際航運溫室氣體（Greenhouse Gas，GHG）減排工作。在《京都議定書》獲得通過的兩個多月前召開的《防止船舶造成污染國際公約》（International Convention for the Prevention of Pollution from Ships，MARPOL公約）締約國大會和海上環(huán)境保護委員會（Marine Environment Protection Committee，MEPC）第40屆會議上，IMO正式開啟關于國際航運GHG的討論。2015年《巴黎協(xié)定》的條款或?qū)嵤┰搮f(xié)定的決定（包括2020年之前的目標）均未提及 IMO?！栋屠鑵f(xié)定》雖然沒有體現(xiàn)國際航運GHG減排，但是MEPC 69（2016年4月）對《巴黎協(xié)定》表示歡迎，并承認國際社會在締結(jié)該協(xié)定方面取得的重大成就。IMO的后續(xù)行動遵循著《巴黎協(xié)定》的總體目標和基本原則。目前，UNFCCC下關于國際航運GHG的談判分歧嚴重，處于膠著狀態(tài)，沒有定論。

IMO秘書處與UNFCCC秘書處積極開展合作。國際航運GHG相關事宜由IMO的附屬機構(gòu)MEPC負責審議。目前IMO主要通過技術和營運措施來推進GHG減排，市場機制措施由擱置狀態(tài)進入加速討論階段。IMO第四次GHG研究表明，單位船舶作業(yè)活動的CO2排放量明顯降低，但國際航運CO2排放總量占全球排放總量的比例從2012年的2.76%上升至2018年的2.89%。相較于公路和航空運輸，雖然航運的能效水平是最高的，但隨著航運需求的逐年增加，航運業(yè)CO2排放總量在不斷增長。因此，IMO必將采取進一步加強措施來實現(xiàn)GHG減排目標。事實上，航運業(yè)2020年后的GHG減排進程不斷在加速。國際航運GHG減排進程大致經(jīng)歷了醞釀啟動期（1997—2008年）、技術措施審議制定期（2008—2015年）、營運措施審議制定期（2015—2021年），其中，2012—2013年市場措施審議期間沒有作出任何決議，市場措施處于暫時擱置狀態(tài)[1-8]。在國際航運GHG減排進程中，碳強度指標的計算是核心問題，因此，本文結(jié)合國際海事組織最新的減排規(guī)則，闡述船舶CO2排放量和運輸工作量的各種計算方法，重點探討不同碳強度指標的計算問題以及各種指標的應用場景和利弊，供行業(yè)參考。

二、國際航運碳強度指標

國際航運GHG減排的目標是圍繞著排放總量和強度兩個量化指標進行設置的。如IMO船舶溫室氣體減排初步戰(zhàn)略提出，GHG排放總量2050年比2008年至少減少50%，國際航運碳強度（航運業(yè)平均水平而非單船）2030年比2008年至少降低40%，力爭2050年降低70%。國際航運CO2排放總量可以通過自上而下的燃料法或自下而上的動力法來確定；而對于國際航運碳強度（carbon intensity），由于采用不同的運輸工作量計算方法和數(shù)據(jù)收集機制的限制，以及適用對象（新船和現(xiàn)有船）的不同，碳強度有多種表現(xiàn)形式，即碳強度有多種指標。

針對從事運輸作業(yè)的所有船舶，建立通用的、公認的、透明的、自愿或強制使用的船舶碳強度指標，有助于船東、船舶經(jīng)營者和相關方評估其船隊在CO2排放性能（能效性能）方面的表現(xiàn)，有助于使用者建立機制以實現(xiàn)限制或減少營運船舶GHG排放，促進實現(xiàn)低碳甚至零碳排放，限制航運業(yè)對全球氣候變化的影響。

船舶碳強度，也就是船舶CO2排放指數(shù)（這里的“指數(shù)”是指任何兩個數(shù)值對比所形成的相對數(shù)），即表明船舶單位運輸工作量的CO2排放量，其將船舶CO2排放量與運輸工作量聯(lián)系起來。用船舶碳強度來等價表述船舶CO2排放指數(shù)，更為簡潔和形象。由于目前船舶消耗的能源基本是含碳燃料，非含碳燃料基本為零，船舶CO2排放量與船舶燃料消耗量直接相關，船舶碳強度亦可提供船舶關于燃油效率方面的信息，因此船舶碳強度指標也是應用于特定船舶類型以表征船舶能效性能的指標，又可稱船舶碳強度指標為船舶能效指標。船舶碳強度數(shù)值越低，則表示船舶能效水平越高?？偟膩碚f，船舶碳強度是一個抽象的、籠統(tǒng)的、寬泛的、指示性的概念，有多種具體表現(xiàn)形式，也就有了多種碳強度指標。船舶碳強度可以用式（1）來表示：

其中：I為船舶碳強度；MCO2為一段時間內(nèi)船舶CO2排放量，t；Wtransport為船舶運輸工作量。

船舶碳強度指標（Carbon Intensity Indicator，CII）可分為營運類和技術類兩種。船舶營運碳強度指標有船舶能效營運指數(shù)（Energy Efficiency Operational Indicator，EEOI）、船舶營運能效性能指數(shù)（Energy Efficiency Performance Indicator，EEPI）、年度營運能效指數(shù)（Annual Efficiency Ratio，AER）等。船舶營運類碳強度指標是根據(jù)船舶在一段時間內(nèi)的實際營運數(shù)據(jù)計算得到的，會隨著船舶的營運狀況而波動，具有一定的偶然性，可通過人為調(diào)控船舶營運狀況來控制，可操作性很大。船舶技術碳強度指標有新造船能效設計指數(shù)（Energy Efficiency Design Index，EEDI）、現(xiàn)有船能效指數(shù)（Energy Efficiency Existing Ship Index，EEXI）、現(xiàn)有船舶設計指數(shù)（Existing Vessel Design Index，EVDI）等，是船舶在理論設計情況下的碳強度指標，表示船舶固有的設計能效特性，可視為常數(shù)，是恒定不變的（除非船舶經(jīng)過重大改建）。

MARPOL附則Ⅵ第22、23、24、25條對技術碳強度作了具體要求，第26、27、28對營運碳強度作了具體要求。國際航運碳強度規(guī)則下的營運類和技術類碳強度指標對比見表1。目前圍繞營運類和技術類碳強度指標所做的短期措施（如限制主機功率、限制航速等）對GHG減排來說是治標不治本的，只有采用燃燒不產(chǎn)生GHG的燃料，才能從根本上實現(xiàn)IMO關于GHG減排初步戰(zhàn)略的愿景，即在2100年前逐步停止GHG排放。

表1 國際航運碳強度規(guī)則下的營運類和技術類碳強度指標對比

三、船舶CO2排放量的計算

計算船舶CO2排放量的方法有燃料法和動力法兩種。

（一）燃料法計算船舶CO2排放量

用燃料法計算船舶CO2排放量，就是根據(jù)船舶在一定時間內(nèi)各種燃料的消耗量，計算出船舶CO2排放量，其核心是計算各種燃料消耗量和選擇各種燃料對應的碳轉(zhuǎn)換系數(shù)。一定時間內(nèi)，燃料法計算的船舶CO2排放量等于船舶各種燃料消耗量與燃料對應的碳轉(zhuǎn)換系數(shù)的乘積的總和。目前營運類和技術類碳強度指標皆采用燃料法來計算船舶CO2排放量，只是獲取燃料消耗量的方式有所不同，區(qū)別在于營運類碳強度指標根據(jù)船舶報告的燃料消耗量直接計算CO2排放量，技術類碳強度指標則根據(jù)動力裝置功率和燃油消耗率，間接計算出燃料消耗量，從而計算CO2排放量。

1.燃料法計算營運類碳強度指標的船舶CO2排放量

通過收集船舶能耗和營運數(shù)據(jù)，采用燃料法計算船舶CO2排放量，進而可較為容易地實現(xiàn)營運類碳強度指標的計算。因此，目前營運類碳強度指標采用燃料法來計算船舶CO2排放量，用式（2）表示：

其中：FCj為一定時間內(nèi)船舶報告的消耗燃料j的質(zhì)量，t；CFj為燃料j的碳轉(zhuǎn)換系數(shù)，t-CO2/t-Fuel。

2.燃料法計算技術類碳強度指標的船舶CO2排放量

技術類碳強度指標是在設計的理想環(huán)境和標準工況下計算得到的。技術類碳強度指標采用燃料法計算船舶CO2排放量，CO2排放量等于各種動力裝置的功率、運行時間、燃油消耗率、碳轉(zhuǎn)換系數(shù)等各項的乘積的總和，用式（3）表示：

其中：Pi為動力裝置i的功率，kW；SFCi為動力裝置i在Pi狀態(tài)下的燃油消耗率，g/kWh；hi為動力裝置i在Pi狀態(tài)下的運行時間，h；j為動力裝置i在Pi和SFCi狀態(tài)下使用的燃料；CFj為燃料j的碳轉(zhuǎn)換系數(shù)，t-CO2/t-Fuel；Pi×SFCi×hi為動力裝置i在Pi和SFCi狀態(tài)下，在hi內(nèi)消耗的燃料j的質(zhì)量，t。

技術類碳強度指標是在設計的特定條件（條件恒定）下計算得到的，Pi、SFCi都是限定在理想環(huán)境和標準工況下的，這些參數(shù)視為定值，同時燃料j為NOx技術案卷中包括的適用試驗報告中所列的SFCi時所使用的燃料，因此采用燃料法可以較為容易地計算技術類碳強度指標中的CO2排放量。對于

NOx技術案卷中未包含試驗報告且制造商未規(guī)定SFC或驗證者未確認SFC的發(fā)動機，SFCME（主機的燃油消耗率）的默認值為190 g/kWh，SFCAE（副機的燃油消耗率）的默認值為215 g/kWh。

3.燃料消耗量的其他計算方式

燃料消耗量的獲取除了可以通過直接報告和利用動力裝置功率、燃油消耗率計算得到外，還可以采用熱值效率計算方法[9]，用式（4）表示：

其中：Pi為動力裝置i的功率，kW；ηi為動力裝置i的效率；hi為動力裝置i在Pi狀態(tài)下的運行時間，h；j為動力裝置i在Pi使用的燃料；CFj為燃料j的碳轉(zhuǎn)換系數(shù)，t-CO2/t-Fuel；Qj為燃料j的熱值，kJ/kg。

熱值效率計算方法與技術類碳強度指標中的CO2排放量計算方法本質(zhì)上是一樣的。因為1/（Qj×ηi）轉(zhuǎn)換過來就是動力裝置的燃油消耗率。

4.碳轉(zhuǎn)換系數(shù)

利用燃料中碳的質(zhì)量分數(shù)（碳當量）以及CO2分子中碳和氧的質(zhì)量比，可以計算得到燃料的碳轉(zhuǎn)換系數(shù)。船舶在世界各地所加裝的燃料的碳含量不盡相同，因此，碳轉(zhuǎn)換系數(shù)最好由燃料供應商提供以更加精確。目前船舶使用的燃料等級已經(jīng)標準化，各種燃料的碳轉(zhuǎn)換系數(shù)也就相對固定。船舶常用的燃料類型及對應的碳轉(zhuǎn)換系數(shù)見表2。

燃料類型柴油/汽油輕燃油（LFO）重燃油（HFO）液化石油氣（LPG）液化天然氣（LNG）甲醇乙醇參照等級ISO 8217 DMX級-DMB級ISO 8217 RMA級-RMD級ISO 8217 RME級-RMK級丙烷丁烷---低熱值/（kJ/kg）42 700 41 200 40 200 46 300 45 700 48 000 19 900 26 800碳當量0.874 4 0.859 4 0.849 3 0.818 2 0.826 4 0.750 0 0.375 0 0.521 7 CF/（t-CO2/t-Fuel）3.206 3.151 3.114 3.000 3.030 2.750 1.375 1.913

5.燃料法的優(yōu)劣

用燃料法計算船舶CO2排放量的優(yōu)勢是相關數(shù)據(jù)較容易獲得，計算方法簡單。缺陷是：燃料中的所有碳不是都充分燃燒轉(zhuǎn)換成CO2的，也可轉(zhuǎn)換成CO、黑炭等其他含碳物質(zhì)；有些燃料沒有被燃燒而從發(fā)動機中逃逸出來，形成油泥、油渣或其他物質(zhì)，這部分燃料在統(tǒng)計時也有被扣除，但不能被完全統(tǒng)計。燃料法計算的CO2排放量往往會偏大。因此，采用燃料法所計算的碳強度指標有一定的誤差，而且燃料法不能實時反映船舶碳排放的空間分布特征和時間變化特征。這些缺陷值得后續(xù)深入研究，以便改進營運類碳強度指標。

（二）動力法計算船舶CO2排放量

用動力法計算船舶CO2排放量，就是根據(jù)船舶在一定時間內(nèi)各種動力裝置的實時功率和CO2排放因子，計算出船舶CO2排放量，其核心是獲取各種動力裝置的功率、對應功率下的CO2排放因子。動力法計算船舶CO2排放量可用式（5）表示：

其中：Pi為動力裝置i的功率，kW；hi為動力裝置i在Pi狀態(tài)下的運行時間，h；j為動力裝置i在Pi狀態(tài)下使用的燃料；RFj為動力裝置i在Pi狀態(tài)下的CO2排放因子，t/ kWh。

動力法的核心是獲取船舶的運行狀態(tài)。利用船舶自動識別系統(tǒng)（Automatic Identification System，AIS），采集船舶實時航行數(shù)據(jù)，如航速、吃水、航行時間、地理位置（經(jīng)緯度）等，獲取船舶實時的運行狀態(tài)，結(jié)合船舶靜態(tài)信息，確定船舶主機、副機和鍋爐等動力裝置的負荷（功率）和工況條件，同時利用測量得到的CO2排放因子數(shù)據(jù)庫，計算出船舶CO2排放量，這樣可以更好地表征船舶碳排放的空間分布特征和時間變化特征。[10]如果可以實時監(jiān)測到主機轉(zhuǎn)速，則對確定主機功率更為有利，因為主機功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比（在不考慮海況影響的條件下）。如果用航速間接確定主機功率，雖然航速等于螺旋槳螺距與轉(zhuǎn)速的乘積，但影響因素增多，會造成誤差變大。根據(jù)船舶所處的經(jīng)緯度，結(jié)合劃定的船舶排放控制區(qū)和船舶距離海岸線的距離，可以大致判斷出船舶所用的油品，從而選擇合適的CO2排放因子。

船舶在營運過程中各動力裝置的工況復雜多變，這極大增加了用動力法計算船舶CO2排放量的難度，同時計算所需的AIS數(shù)據(jù)量巨大，這樣造成計算工作量也是巨大的。如要更為精確計算，所需信息的獲取難度更大，如船舶主機轉(zhuǎn)速、消耗的燃油品種等，這些都是船舶私密信息且較難實時獲得，而且船舶CO2排放因子的準確度也較難把握。因此，營運類碳強度指標沒有采用動力法計算船舶CO2排放量。而技術類碳強度指標是在設計的理想環(huán)境和標準工況下計算得到的，這也決定了采用動力法計算船舶CO2排放量對技術類碳強度指標不適用。綜上，目前動力法在計算碳強度指標時沒有被采用。

四、船舶運輸工作量的計算

對于船舶碳強度指標，船舶CO2排放量可通過一定的方法來唯一確定，而船舶運輸工作量因基于需求的載運量和基于供給的載運量的不同，以及船型、所載貨物、運輸距離的不同而含義多樣，這就導致有多種碳強度指標，如EEOI、EEPI、AER、EEDI等，因此船舶運輸工作量的單位決定了碳強度指標的單位。一般地，船舶運輸工作量為運輸貨物質(zhì)量（或所作的功）與運輸距離的乘積，用式（6）表示：

其中：mcargo為船舶運輸貨物質(zhì)量（或所作的功），t；D為船舶運輸距離，n mile。

船舶運輸貨物質(zhì)量（或所作的功）表述如下：①對于散貨船、氣體運輸船、液貨船、集裝箱船、雜貨船、冷藏船、兼用船和滾裝貨船，為貨物總質(zhì)量，單位為t；②對于滾裝貨船（車輛運輸船）、滾裝客船和豪華郵輪，可為總噸（GT）；③對于集裝箱船，也可為集裝箱標準箱數(shù)量，單位為TEU；④對于混裝集裝箱及其他貨物的船舶，為集裝箱質(zhì)量與其他貨物質(zhì)量的總和，單位為t；⑤在無法獲得箱貨實際質(zhì)量的情況下，一個重載標準箱可按 10 t折算，一個空載標準箱可按2 t折算；⑥對于客船（包括滾裝客船），為乘客數(shù)量，單位為人； ⑦對于車輛運輸船，可為車輛數(shù)量或占用的車道長度，單位為輛或m；⑧對于豪華郵輪，為下鋪數(shù)量，單位為個。船舶運輸距離可以為實際載貨航行距離（重載航程）或總的航行距離（重載航程加上壓載航程），單位為n mile（海里）。[11]

對船舶運輸貨物質(zhì)量（或所作的功）和船舶運輸距離的定義不同，也就有了船舶運輸工作量的不同計算方法和表現(xiàn)形式，總體上可分為基于需求的和基于供給的兩大類船舶運輸工作量計算方法。

（一）基于需求的船舶運輸工作量的計算

所謂基于需求的船舶運輸工作量，是指以航運市場實際需求的船舶運輸貨物質(zhì)量（或所作的功）來計算船舶運輸工作量。航運市場實際需求的船舶運輸貨物質(zhì)量（或所作的功）就是船舶在營運中實際的載貨量（或所作的功）?；谛枨蟮拇斑\輸工作量用式（7）表示：

其中：mDemand為船舶在營運中實際的載貨量（或所作的功），t；D為船舶運輸距離，n mile。

（二）基于供給的船舶運輸工作量的計算

所謂基于供給的船舶運輸工作量，是指以船舶能為航運市場供給的運輸貨物質(zhì)量（或所作的功）來計算船舶運輸工作量。船舶能為航運市場供給的運輸貨物質(zhì)量（或所作的功）就是船舶的裝載能力（載重噸或總噸）?；诠┙o的船舶運輸工作量用式（8）表示：

其中：mSupply為船舶的裝載能力（載重噸或總噸），t；D為船舶運輸距離，n mile。

五、碳強度指標的計算

（一）營運類碳強度指標的計算

1.EEOI

根據(jù)MEPC.1/Circ.684《船舶能效營運指數(shù)（EEOI）自愿使用導則》，計算周期內(nèi)營運船舶滾動平均EEOI用式（9）表示：

其中：i為計算周期內(nèi)的航次號；j為燃料種類；FCij為在航次i消耗燃料j的質(zhì)量，t；CFj為燃料j的碳轉(zhuǎn)換系數(shù)，t-CO2/t-Fuel；mcargo為所載貨物質(zhì)量（t）或所作的功；Dladen，i為在航次i與mcargo相對應的航行距離，即載貨航行距離，n mile。

EEOI的單位取決于所載貨物或所作的功的測量，可以為t/（t·n mile）、t/（TEU· n mile）、t/（人·n mile）、t/（GT·n mile）等。對于所載貨物質(zhì)量或所作的功為零的航次，仍需要將該航次中使用的燃料計入式（9）。因此，船舶裝載率會對EEOI有很大影響。EEOI是IMO確定的獲得營運船舶、船隊能效水平的定量測量工具。

EEOI是一種基于需求的船舶運輸工作量來計算的營運碳強度指標，能夠客觀、準確地反映船舶實際的碳強度（能效水平）。因此，EEOI是最符合IMO船舶溫室氣體減排初步戰(zhàn)略中碳強度定義的，可以其作為市場措施的支持指標。但是計算EEOI需要收集船舶載貨量等商業(yè)敏感信息，同時增加了船員工作負擔，且EEOI直接反映船舶經(jīng)營水平和船型特征[12]，以其代表營運碳強度會帶來很大爭議，因此沒有被作為強制指標使用。目前歐盟《海運CO2排放的測量、報告和核實規(guī)則》和中華人民共和國海事局《船舶能耗數(shù)據(jù)收集管理辦法》涵蓋了計算EEOI所需的營運數(shù)據(jù)。隨著IMO GHG減排力度的加強和數(shù)據(jù)收集機制的完善，相信IMO用EEOI代表營運碳強度將會實現(xiàn)。

2.cDIST

IMO各成員國提出各種EEOI替代指標，其中cDIST是基于供給的船舶運輸工作量（船舶裝載能力和總航行距離的乘積）來計算的營運碳強度指標，“c”代表船舶裝載能力，“DIST”代表總航行距離。計算周期內(nèi)營運船舶滾動平均cDIST用式（10）表示：

其中：i為計算周期內(nèi)的航次號；j為燃料種類；FCij為營運船舶在航次i消耗燃料j的質(zhì)量，t；CFj為燃料j的碳轉(zhuǎn)換系數(shù)，t-CO2/t-Fuel；Mcapacity為船舶載重噸或總噸，t；Di為航次i航行距離，n mile。

當船舶裝載能力用載重噸（DWT）表示時，cDIST可表示成cwDIST（適用于散貨船、氣體運輸船、液貨船、集裝箱船、雜貨船、冷藏貨船、兼用船、LNG運輸船和滾裝貨船），單位為t/（t·n mile）。若計算周期為日歷年，cwDIST就變成了AER。當船舶裝載能力用總噸（GT）表示時，cDIST可表示成cgDIST（適用于滾裝貨船（車輛運輸船）、滾裝客船和豪華郵輪），單位為t/（GT·n mile）。當船舶裝載能力用標準箱（TEU）總量表示時，cDIST可表示成ctDIST（適用于集裝箱船），單位為t/（TEU·n mile）。當船舶裝載能力用車道長度（Lanemeter）表示時，cDIST可表示成clDIST（適用于滾裝船），單位為t/（m·n mile）。當船舶裝載能力用車道長度（Lanemeter）表示時，cDIST可表示成clDIST（適用于滾裝船），單位為t/（m·n mile）。當船舶裝載能力用可用下鋪數(shù)量（available lower berths）表示時，cDIST可表示成cbDIST（適用于郵輪），單位為t/（個·n mile）。

cDIST這一系列的營運碳強度指標不依賴實際貨運數(shù)據(jù)，商業(yè)敏感性較弱，計算較EEOI簡單，實用性更強。在IMO數(shù)據(jù)收集機制下，很容易計算得到AER和cgDIST。因此，IMO選定AER和cgDIST作為強制的營運碳強度指標，并對其進行評級。AER和cgDIST的最大弊端在于其有利于空載營運船舶獲得較好的碳強度評級，對載貨率高、重載航行距離長的營運船舶很不利，甚至給這些船舶帶來懲罰性評級結(jié)果。因此，需要對AER和cgDIST造成的評級偏差進行校正，這方面值得深入研究。

3.EEPI

EEPI是張爽提出的營運碳強度指標[8]，并被IMO推薦為自愿指標以供船舶試用。計算周期內(nèi)營運船舶滾動平均EEPI用式（11）表示：

其中：i為計算周期內(nèi)的航次號；j為燃料種類；FCij為營運船舶在航次i消耗燃料j的質(zhì)量，t；CFj為燃料j的碳轉(zhuǎn)換系數(shù)，t-CO2/t-Fuel；Mcapacity為船舶載重噸或總噸，t；Dladen，i為航次i載貨航行距離，n mile。

EEPI的單位為t/（t·n mile）或t/（GT·n mile），是基于供給的船舶運輸工作量（船舶裝載能力和載貨航行距離的乘積）來計算的碳強度指標。EEPI是介于EEOI和cDIST之間的折中融合方案，作為EEOI的替代，其擺脫商業(yè)敏感數(shù)據(jù)，是EEOI的近似值，是對cDIST的修正。EEPI面臨的難點在于如何準確界定船舶的裝載狀態(tài)，避免人為刻意增加船舶載貨航行距離。

（二）技術類碳強度指標的計算

EEDI與EEXI的計算和驗證的框架基本相同，只是在計算系數(shù)獲取和驗證上略有不同[13]，可以看作是EEXI將EEDI由新造船擴展到現(xiàn)有船，EEDI、EEXI也將會走向高度的融合[14]。EEDI與EEXI的計算分別詳見MEPC.308（73）《2018年新船達到的能效設計指數(shù)（EEDI）計算方法導則》和MEPC.333（76）《2021年達到的現(xiàn)有船能效指數(shù)（EEXI）計算方法導則》。EEDI、EEXI的計算思路是式（3）除以式（8），在式（8）中，船舶運輸距離由航速乘以運行時間得到，這樣分子和分母中的運行時間就可以約掉，在理想環(huán)境和標準工況下，便可計算得到EEDI和EEXI。EEDI、EEXI的單位為t/（t·n mile）或t/（GT·n mile），是基于供給的船舶運輸工作量來計算的技術碳強度指標。EEDI、EEXI反映的是船舶在代表性的特定工況點下的碳強度水平，不能全面反映船舶在其他工況和海況環(huán)境下的碳強度水平，更不能決定船舶在實際營運中的碳強度性能，但其作為碳強度監(jiān)測工具，便于不同船舶統(tǒng)一執(zhí)行，可操作性強，有一定合理性。

EVDI是澳大利亞第三方船舶檢驗與評估機構(gòu)RightShip給船舶GHG評級使用的碳強度指標，沒有要求值，不屬于IMO碳強度規(guī)則下的碳強度指標，其計算方法與EEDI、EEXI基本相同，不同的是EVDI對主機最小功率有限制。RightShip對EVDI有一套主機功率限制（Engine Power Limit，EPL）驗收標準，避免船東和船公司為達到符合要求的EEXI而完全依賴EPL，從而推動低碳、零碳技術的創(chuàng)新和應用[15]。

六、研究展望

（一）基于航運大數(shù)據(jù)的碳強度指標對比研究

IMO的船舶油耗數(shù)據(jù)收集機制已于2019年1月1日開始實施，新造船的EEDI數(shù)據(jù)收集機制也即將啟動，隨著EEXI規(guī)則的強制實施，相信也會收集現(xiàn)有船的EEXI數(shù)據(jù)。我國的船舶能耗數(shù)據(jù)收集機制已于2019年1月1日開始實施。[11]下一步，建議IMO與政府主管部門基于收集到的航運大數(shù)據(jù)（如船舶運輸工作量數(shù)據(jù)、油耗數(shù)據(jù)、AIS數(shù)據(jù)、設計能效數(shù)據(jù)、航線氣象數(shù)據(jù)等），對比分析營運碳強度（AER、EEOI等）和技術碳強度（EEDI、EEXI）各指標之間的關聯(lián)性，用數(shù)據(jù)說明分別使用AER、EEOI作為營運碳強度評級指標的評級結(jié)果的偏差。船舶航運大數(shù)據(jù)分析與應用將是未來的研究重點，可參照IMO船舶GHG減排成熟做法，利用船舶航運大數(shù)據(jù)制定適合我國國情的船舶GHG減排政策。

（二）碳強度評級機制的改進

IMO目前的營運碳強度評級機制有一定的缺陷，會對本身能效水平好而載貨率高、重載航行距離長的營運船舶的評級造成誤判。此外，由于船舶營運碳強度指標值具有一定的偶然性和隨機性，且易被人為操控，會造成船舶每年的營運碳強度評級波動，不利于激發(fā)投資使用低碳、零碳技術提升船舶EEDI、EEXI的船東的積極性。因此，隨著EEDI、EEXI數(shù)據(jù)收集機制的啟動，建議使用一種營運碳強度和技術碳強度相結(jié)合的綜合評級機制，賦予營運和技術指標合理的權(quán)重，促進船舶在低碳、零碳技術方面進行創(chuàng)新和應用。同時，減碳與減少污染物排放、壓載水排放等生態(tài)環(huán)保有著直接的關系，如何建立科學的船舶碳強度綜合評級機制以及發(fā)展船舶綜合節(jié)能減排技術是今后的研究重點。

（三）研制船舶智能能效管理系統(tǒng)

目前有關船舶能耗方面的數(shù)據(jù)是由船方收集填報，然后由主管機關審核的。在數(shù)據(jù)收集、審核的過程中無法避免人為因素的影響，這樣會造成一定程度的數(shù)據(jù)失真。因此，建議研制船舶智能能效管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對各項能耗數(shù)據(jù)進行在線實時監(jiān)測、上報，并智能控制船舶航行與燃料消耗，可在減輕船員與船公司管理負擔的同時，使收集到的數(shù)據(jù)更加精準，以制定出符合實際的GHG減排政策和措施，同時，也可提升船舶能效管理水平，最終實現(xiàn)智能船舶的應用。

（四）基于碳強度指標建立船舶GHG減排市場機制

建立合理的市場機制是船舶GHG減排的重要發(fā)展方向。市場機制有碳交易、碳稅、碳強度評級等手段。在碳交易方面，基于航運業(yè)年度CO2排放總量控制和減排目標，選擇合適的碳強度指標（如EEOI），根據(jù)航運企業(yè)每年預估的運輸工作量，核算航運企業(yè)的年度CO2排放量額度，進而對航運企業(yè)授予或出售碳配額。在碳稅方面，可基于減排目標設置船舶碳強度指標（如EEOI）碳稅基線，船舶碳強度指標高于基線的收取燃油碳稅，否則不收取。在碳強度評級方面，對于評級好的船舶，相關方給予船舶適當?shù)募睿ㄈ缍愘M減免等）；對評級差的船舶，相關方可采取懲罰性措施。通過市場機制獲取的資金可投入到船舶清潔能源技術的研究、應用中或其他方面。不考慮其他因素，僅從技術角度，基于碳強度統(tǒng)計方法與低碳、零碳能源應用，航運業(yè)GHG減排市場機制的措施值得深入探討。