改善船舶能效指數的途徑探討

黃凱旋+陳飛燕

摘 要：控制CO2排放一直是航運界關注的焦點，本文對船舶能效設計指數（EEDI）和能效營運指數（EEOI）的影響因素以及改善能效指數的方法進行分析和研究，不同于目前大量討論的直接的CO2減排方向采取措施，而是從船舶機艙設備布局、設備的相關操作及相對影響、日常管理使用等方面提出自己的改善能效指數的措施。

關鍵詞：能效設計指數；能效營運指數；CO2減排

1 船舶能效指數EEDI和EEOI

MARPOL附則VI框架下的船舶能效要求是具有強制實施效力的全球溫室氣體減排規定，IMO對于船舶運輸引起的溫室氣體排放的控制方式主要是制定各種減少CO2排放的規則，而所提出的船舶能效指標實際上是從船舶設計和運營兩個方面降低船舶CO2排放。因此改善船舶能效指標的措施是從船舶的設計、操作管理等多方面進行，這是一個系統工程。

船舶能效指標包括能效設計指數EEDI和能效營運指數EEOI，船舶能效設計指數EEDI實際是在船舶設計階段，對于每單位船舶運輸量（貨運量）所產生的CO2排放的一個估算。

EEDI= 式中分子部分表示航運時產生的CO2的排放量，主要為主機、副機產生的CO2總排放量，以及創新能源或推進裝置改進等引起的對CO2排放量的修正；分母部分表示設計航速下的總貨運量。也就是說，EEDI 公式是根據 CO2排放量和貨運能力的比值來表示船舶的能效。

船舶能效營運指數EEOI，實際上就是運輸每噸海里貨物所產生的CO2排放量。

，

分子部分表示船舶某航次CO2排放量，包括主機、副機、鍋爐等所有設備產生的CO2排放量。分母部分為船舶的總運輸量。

2 改善船舶能效指數的一般方法

2.1 船舶能效指數EEDI和EEOI的影響因素分析

根據能效指數的關系式，船舶能效指數影響因素主要有兩條，一是船舶CO2的排放量，二是船舶的運輸能力，因此所有影響這兩項的因素都是能效指數的影響因素。

船舶CO2的排放主要來自主機、副機、鍋爐等耗能設備，因此，所有降低這些設備能源消耗的節能措施、所有能夠在保證這些設備滿足船舶運行要求前提下而減少設備輸出的措施都能夠減少CO2的排放量，從而改善能效指數，同時，在相同船舶輸出功率下提高船舶航速或增加船舶運輸量，也是改善能效指數的有效方法，因此改善船舶能效指數的途徑，都是圍繞上述方向開展的。

2.2 改善船舶能效指數的方法

改善船舶能效指數的方法基本可以概括為三個方面，即從建造、從使用操作、從技術革新等方面入手，具體的：

從船舶建造方面：

（1）在船舶設計時：造船技術的發展，使得船舶設計能夠更符合節能要求，從船體設計的線型，到主機選型、功率匹配、螺旋槳設計，以及結合管理需要的機艙設備布置（如合理安排機艙各種設備的相對位置以提高管理效率）等，都盡量進行優化。

（2）在船舶燃料方面，采用新能源或低CO2排放的燃料，如LNG、風能、太陽能、電力推進等。

（3）采用一些節能的設計方法，如船體減阻涂層及復合材料應用、螺旋槳節能裝置、推進系統匹配技術、燃油添加劑、電控噴油器等。

從船舶的使用方面：

（1）建立完善的能源管理體系，加強船運團隊和船舶操作使用的制度。

（2）推行經濟航速，加強對燃料的管理。

（3）合理安排一些設備使用時的數量、時間、次序，盡量減少能耗。

（4）采用節能方法，如：采用廢熱回收技術。

（5）船舶減速或經濟航速方法。

（6）其他方法。

從技術革新方面：

（1）對已有的設備進行技術改進，提高其效率，減少其能耗。

（2）對已有的工作過程進行改進，提高其工作效率，減少其能耗。

（3）進行系統優化，提高工作效率，減少其能耗。

（4）從根本上改變一些系統或設備的工作過程或原理，替換或添加輔助設備，以減少能耗。

目前已經有不少文章主要從船舶建造和船舶管理使用方面入手，探討如何改善船舶能效指數，因此，本文主要從技術革新方面，提出一些改善船舶系統工作效率，減少能耗，改善能耗指數的方法，以作為拋磚引玉，希望提出的方法或建議有其相應的建設意義。

3改善船舶能效指數的技術措施

改善船舶能效指數主要是降低船舶CO2的排放量或提高船舶的運輸能力，只要有利于這兩方面指標的技術措施，都是能夠改善船舶能效指數的。

改善能效設計指數，大部分是在新船設計時進行，對舊船的改進需要考慮投資情況，而新船設計時，除了提高設計技術，如線型設計、主機選型優化、船機漿匹配等，如果采用新能源、新材料等，也是增加新船成本。這不屬于本文所討論的，在此，本文主要從設備的相關性和合理布置方面，探討如何改善能效設計指數的方法。

3.1 減少輔機運行時間

船舶航行、錨地等待、靠港裝卸貨等時候，大多需要輔機運行著，特別在裝卸貨時，如果船舶接上岸電，輔機運行時的負荷是很小的，這種時候，可以考慮替代方法（如采用蓄電池），停止運行輔機以減少CO2的排放。

3.2 采用太陽能輔助

航行在海上的船舶，太陽能來源非常充足，采用太陽能作為輔助手段是非常合適的。利用太陽能產生熱水和電力均可以，熱水可供船舶適用以減少鍋爐的燃油消耗，太陽能電能可供船上適用或結合上述手段用于補充蓄電池。這項措施可以明顯減少油耗，降低CO2排放并改善船舶能效營運指數EEOI。

3.3 采用風能輔助

風能輔助類似于太陽能輔助但稍有不如，因其運行時會增加船舶阻力，但是在錨地或靠港時就沒有這些缺點，也是一項可考慮的節能并降低CO2排放的手段。

3.4 從日常管理和設備使用過程改善船舶能效營運指數

從日常管理或營運管理方面入手的考慮，有著許多的方法可以改善船舶能效營運指數EEOI、降低船舶航行速度或采用經濟航速、使用如LNG等低CO2排放的燃料等。

5 結論。

IMO提出的EEDI和EEOI指標實際上是從船舶設計和運營兩個方面降低船舶溫室氣體排放，因此航運企業的能效管理措施實際上是從船舶的設計、使用、操作、管理等多方面入手進行旨在降低CO2排放的措施，是一個系統工程。本文提出的一些降低CO2排放以改善船舶能效營運指數EEOI的措施，均是切實可行的設想，對于船舶的改造、運行管理等方面有現實意義。

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