能源替代防治我國船舶大氣污染對策

蔡歐晨， 彭傳圣

(交通運輸部水運科學研究院， 北京 100088)

能源替代防治我國船舶大氣污染對策

蔡歐晨， 彭傳圣

(交通運輸部水運科學研究院， 北京 100088)

為防治船舶大氣污染,促使船舶使用岸電和低硫油，推動我國船舶排放控制區設立工作,研究梳理國際相關先進經驗，調查我國實施這些能源替代措施的實際情況。從利益相關方的角度出發，分析政策實施在經濟、政策、制度及技術等領域存在的問題和困難，提出強制性政策與激勵性政策并行的解決方案。研究發現，岸電投資巨大和船舶換用低硫油保障基礎不足是我國能源替代政策實施的主要瓶頸，建議解決途徑為:通過政府公共投資和污染稅種稅收降低港口企業的岸電建設成本；依靠立法和財政補貼分類推動船舶企業使用岸電；利用經濟和財政政策保障船舶低硫燃油供應與使用；通過立法加強船舶使用低硫油的海事和油品質量監管；內河船舶向沿海船舶采用的策略靠攏，逐步推動船舶采取能源替代措施。

水路運輸;船舶；大氣污染；岸電；換用低硫油

Abstract: The practical things about emission control zones in China is looked into. Alternative energy measures for emission control zones abroad, including shore power and low-sulphur fuel switching, are reviewed and the performance of these measures in China is investigated. The challenges brought forth by these measures to the government, port operators, shipping enterprises and oil enterprises are analyzed from angle of economy, policy, management system and technology. The situation in China is that vast amount of investment will be required for the shore power and plenty of work will be needed to support ships switching to low-sulphur fuel. The following solutions are suggested: to cover part of the cost of shore power facility construction of the ports by government public investments or pollution tax compensation; to encourage ship enterprises using shore power through legislation and financial subsidy; to ensure the supply and use of low-sulphur fuel by financial and economical policies; to improve the maritime supervision and the fuel quality control by legislation; to promote the use of the alternative energy measures in the inland water transport.

Keywords: waterway transportation; ship; air pollution; shore power; low-sulphur fuel switching

隨著環境污染問題日益嚴重，船舶大氣污染問題逐漸被人們重視。[1]目前的船舶廢氣后處理技術有很多種，包括廢氣洗滌脫硫脫硝、選擇性催化還原(Selective Catalytic Reduction，SCR)、廢氣再循環和柴油顆粒物捕集器等。但是,相關船載處理裝備的研發和推廣尚處于起步階段，許多問題尚待解決，例如:廢氣洗滌脫硫脫硝產生的后處理物(大量的含硫、含硝廢水)不易處理或儲存；SCR工藝需船舶儲存大量的催化劑等。

目前國際上普遍采用的大氣污染防治手段是通過替代能源從源頭上減少污染物排放，其發展方向包括(但不限于)利用岸電減少靠泊船舶排放,換用低硫油減少SO2和顆粒物(Particulate Matter，PM)排放及開發使用以液化天然氣(Liquefied Natural Gas，LNG)為動力的船舶減少SO2,NOx和PM的排放。現階段我國推廣使用的LNG動力船舶存在動力差、安全性待論證和氣價油價倒掛等問題，推廣難度較大。較為成熟的能源替代措施主要有采用岸電和換用低硫油2種，這里就這2種措施在國內推廣應用存在的問題與對策進行討論。

1 國內外能源替代措施實施情況

1.1岸電

靠岸船舶使用岸電是目前最普遍采用的減少船舶大氣污染物排放的措施之一。其優點是通過接入岸電來替代船舶副機發電，實現港界范圍內靠岸船舶大氣污染物零排放。[2]

美國和歐盟的各大港口目前均建設有岸電設施，美國加州更是頒布法律強制船舶使用岸電。[3]自2014年1月1日起，美國加州法典中關于強制使用岸電的條款生效，要求經營的貨船靠泊加州港口的船公司必須依據法典不斷提升其貨船使用岸電的比例。法典針對的船型包括集裝箱船(船公司船舶靠泊加州港口25次/a以上)、郵船(船公司船舶靠泊加州港口5次/a以上)和冷藏貨物運輸船；實施階段的要求為船公司所屬貨船使用岸電的靠泊次數占全年總靠泊次數的50%(2014—2016年)、70%(2017—2019年)和80%(2020年起)。[4]

國內已在岸電領域做過很多嘗試，交通運輸部在“十二五”期間著力推廣應用該節能減排技術。[5]全國很多地區都已發布方案推廣使用岸電。[3]交通運輸部在《船舶與港口污染防治專項行動實施方案(2015—2020年)》中明確提出,到2020年主要港口90%的港作船舶和公務船舶靠泊使用岸電，50%的集裝箱船、客滾船和郵船專業化碼頭具備向船舶供應岸電的能力；2016年底前出臺《碼頭船舶岸電設施工程技術規范》國家標準。該方案的主要任務細化了階段性目標，提出“2015年底前，加大碼頭岸電推進力度，發布一批新的示范項目名單。2016年底前，積極協調配合有關部門建立靠港船舶使用岸電供售電機制；完善港口岸電設施建設相關標準和船舶使用岸電的鼓勵政策。2018年底前，重點在珠三角、長三角、環渤海(京津冀)排放控制區主要港口推進建設岸電設施，鼓勵其他港口積極推進船舶靠港使用岸電”。[6]

1.2船舶換用低硫油

船舶換用低硫油也是國際海事組織(International Maritime Organization，IMO)控制船舶大氣污染物排放給出的主要措施,相比僅適用于靠泊船舶的岸電，其適用范圍更廣。《防止船舶污染國際公約》附則VI將船舶用油含硫量限值分為排放控制區(Emission Control Area，ECA)和ECA區域外的一般水域。國際上廣泛采用船舶換用低硫油的措施，美國加州、歐盟及中國香港等國家和地區對本海域內的船舶用油含硫量都有或曾經有比IMO更嚴格的規定。[3]圖1為2008—2025年依據IMO相關法規，歐盟和美國加州管轄海域內航行船舶用油含硫量的限值水平。自2015年1月1日起，ECA內航行船舶的燃油含硫量須≤0.1%，ECA外燃油含硫量限值仍保持在3.5%。IMO計劃到2020年將ECA外的限值水平提高到0.5%，但有可能因全球石化行業的低硫燃料油供應不足而將實施日期推遲到2025年。

圖1 2008—2025年IMO船用燃料油含硫量標準限值

香港曾實施《乘風約章》和為期3 a的“泊岸轉油計劃”，以自愿參加和減免噸稅的方式鼓勵船舶在靠泊期間使用硫含量限值0.5%的燃油。[3-4,7]但是,其激勵效果有限，船舶公司表示政府補貼只相當于換油成本的40%左右，無法覆蓋所有成本。[3]為增強政策的有效性和強制性，香港有關部門制訂《空氣污染管制(遠洋船只)(停泊期間所用燃料)規例》，要求自2015年7月1日起,靠泊船舶必須使用含硫量限值0.5%的低硫船用燃料、LNG或環護部門認可的其他燃料。受香港影響，深圳出臺《深圳市港口、船舶岸電設施和船用低硫油補貼資金管理暫行辦法》鼓勵靠泊船舶換用低硫油，對靠泊期間換用含硫量限值0.5%的低硫油的船舶進行油價差價全額補貼。[7-8]2015年12月,交通運輸部發布《珠三角、長三角、環渤海(京津冀)水域船舶排放控制區實施方案》，在設立的三大排放控制區內試點實施船舶換用低硫油強制政策。該方案分階段、分區域實施，在排放控制區內又區分核心港口和一般港口。根據方案要求:2016年排放控制區內有條件的港口可率先強制靠泊船舶使用硫含量限值0.5%的低硫油；2017年核心港口靠泊船舶須使用硫含量限值0.5%的低硫油；2018年將強制范圍擴大到排放控制區內所有港口；2019年，除了靠泊期間，進入排放控制區的船舶都要換用低硫油。[9]

2 我國能源替代措施面臨的問題

2.1岸電

我國推廣岸電面臨的主要問題是各種技術、標準、規劃和制度因素導致推廣岸電所需費用較高，而現行的激勵性政策使得資金來源有限，導致企業推廣使用岸電的動力較差。造成推動岸電所需費用較高的因素包括以下幾點。

1) 大多數已有碼頭在建設時未考慮建設岸電設施，因此無論是空間上還是碼頭所需電量上，均未給岸電設施留出空間。加裝岸電設施需修改規劃以留出空間，面臨較大的審批困難；同時,用電增容的費用較高，目前港口企業不愿承擔這部分費用。

2) 船岸用電電制尚無國際統一標準，加裝岸電時所需改造費用高昂。目前世界上各主要港口的岸電系統多適配6 600 V/60 Hz的高壓電制，除大型集裝箱船和配設電力推進系統的半潛船采用該電制外，其他商船基本上都采用440 V/60 Hz的低壓電制。國內港口使用的是380 V/50 Hz的電制，加裝岸電需既配備高壓變頻又配備低壓變頻岸電設施。此外,對于船公司，船上岸電接入設備的改造費用也較高。因此,在沒有強制性規定的情況下，船公司沒有加裝岸電接入設備的意愿。這也導致港口建設岸電設備的巨大投資無效，更降低了港口企業投資建設和運行管理岸電設施的意愿。

3) 當靠岸船舶接入岸電時，由于岸電與船電不相容，不能并網運行，因此需“調制”再關停船用發電機。離岸時，需開啟船用發電機,與船舶電網并電后再斷開岸電的連接。[10]而在人工接入或斷開岸電時，由于船用發電機處于運行狀態，給操作人員帶來巨大的安全風險，因此需專業人員花費較長時間操作。對于已強制使用岸電的美國加州，其港口接納的主要是集裝箱班輪，靠泊時間較長，且有法規強制執行，船舶公司不得不使用岸電;而國內集裝箱船一般靠泊時間較短，且目前航運市場低迷，使用岸電經濟性較差。在沒有強制性法規要求和補貼政策的情況下，船公司使用岸電的意愿不高。

4) 從2014年起，國際油價一路下跌導致船舶用油成本下降，國內地方政府指定的岸電售價相較船舶用油發電成本已不具備價格優勢。出于節省成本考慮，船公司也不愿使用岸電。

5) 國內大型港口總用電量極為可觀，若鼓勵集裝箱船、客船和郵船普遍使用岸電，則港口總用電量將更高。尤其是我國目前正力促郵船行業發展，郵船靠泊時間長，以生活用電為主,導致不間斷的用電量極大;而岸電相比船舶副機發電沒有噪聲，極為適合郵船采用。但是,一艘大型郵船的用電量可達到一座小型城市的水平，接入岸電時其對港口所屬城市電網的瞬時沖擊極大。例如正在打造郵船母港的上海市，出于保護城市電網的技術性考慮，目前對郵船使用岸電持謹慎研究態度。

綜上所述，我國推廣使用岸電所需成本較高。目前國家主要給予鼓勵性的補貼政策，包括交通運輸部的節能減排資金和地方政府補貼，所針對的補貼對象主要為港口企業建設的岸電供電設施。但是,根據我國施行的“誰污染、誰治理”“誰投資、誰受益”原則[2]，岸電所需投資應主要由船公司負擔,而如上所述，除了船上岸電接入設施成本和用電成本以外，目前供電設施成本和電力增容成本都落在了港口企業身上。僅依靠交通運輸部的行業補貼政策和港口所屬地方政府的補貼政策，既不包括船舶公司成本，也不能完全覆蓋港口企業成本；法律強制性政策的缺失也導致對船舶大氣污染不負主體責任的港口企業和在低迷的航運市場中艱難生存的船舶企業沒有很高的推廣岸電的意愿。

2.2船舶換用低硫油

我國船舶換用低硫油面臨的主要問題是政策實施的基礎較差，具體表現為低硫油供應保障能力不足、海運船舶使用低硫油所需技術改造費用較高、海事監管的技術手段和制度制訂及立法保障準備滯后。此外，我國實施的燃油含硫量限值標準與國際標準存在一定的對接問題。

1) 我國船用燃油的生產現狀是央企基本上不生產船用燃油，國內沿海貨船的燃油主要來自于地方煉油廠用渣油和優質燃油調和成的調和油。這些調和油質量不高，閃點低、安全性差。央企不生產低硫油的原因是現行法規不強制國內水域使用低硫油，船用低硫油市場需求不大，依靠市場收入難以收回工藝改造成本；更重要原因是低硫油為煉油生產鏈中的低端產品，對其精細加工后得到的中高端產品可創造更多的利潤。國際方面，僅少量港口供應限值0.1%的低硫燃料油且產量較低，主流產品為0.1%的低硫柴油。來往國際航線的我國貨船為滿足ECA對0.1%限值低硫油的要求，主要向國際供油企業采購低硫柴油。在進入ECA之前的一個港口，貨船會將限值為3.5%的燃油轉換為低硫柴油。因此，在沒有配套措施和多行業協調措施的前提下，單獨依靠交通運輸部實施的政策，我國將面臨船用低硫油保障不足的困境。

2) 換用低硫油，船舶企業面臨的難題是船舶改造困難。

(1) 國內貨船的發動機、鍋爐和燃油系統是專門為使用渣油設計的，換用低硫油后需對這些系統進行改造，投入成本較高。

(2) 國際航線貨船為裝載含硫限值為0.1%和3.5%的2種燃油就已對艙容分布和轉換油操作系統進行改造。若再加入限值為0.5%的低硫油，則將受到艙容分布及轉換油操作等諸多限制。換用低硫油，船舶企業已需承擔巨大燃油成本，再考慮到船舶改造成本及其帶來的技術困難，將使處于利潤低谷的我國船舶企業受到一定的經濟負面影響。

3) 2015年6月交通運輸部海事局下發《中華人民共和國海事局關于開展船舶燃油質量專項檢查活動的通知》，首次開展船舶燃油質量檢查工作，反映出以下3個問題。

(1) 海事執法部門缺乏燃油質量檢測的技術手段和設備，只能依托第三方檢測機構，所得結果的準確性和時效性完全依賴于第三方的水平;

(2) 目前還沒有關于海事部門進行相關檢查的程序規定，開展工作的權威性不足;

(3) 現有的法律對船舶大氣污染違法行為的處罰力度不足，沒有有針對性地制訂細化的處罰措施，造成守法成本遠高于違法成本，不利于海事部門監管船舶遵守相關環保法規。

3 思考與討論

3.1提高我國岸電使用率的解決對策

我國推廣使用岸電所需的一次性投資和運行成本都較大，需從頂層設計層面積極謀劃，明確主體責任,積極發揮政府的政策引導作用，籌措所需資金。

港口企業投入的岸電設施建設和電力增容費用是用來改善公眾居住環境的公共投資，政府應設法增加財政補貼，對港口企業遇到的諸如規劃修訂審批難等政策性和制度性難題予以積極解決。此外,還應研究針對船舶公司征收的大氣污染稅種，利用此項稅收來補貼港口企業的岸電投入。

對于目前有財政困難的船公司，政府應結合具體情況分類分區域處理，平衡實施立法和財政補貼相關政策手段，即強制性手段和激勵性手段要兼顧。對于靠泊期間用電量較大的集裝箱船、客船、郵船和冷藏貨物運輸船,應學習美國加州出臺強制使用岸電的法規；對于已實施排放控制區的三大區域(即經濟狀況較好,同時大氣污染也最為嚴重的環渤海、長三角和珠三角區域),應先行立法強制使用岸電。同時,應配合出臺針對使用岸電船舶的財政補貼或獎勵政策，利用受污染地區所征收的環保稅收進行補貼，或對其免征大氣污染稅。

需注意，在政策出臺之前,政府應委托權威研究機構對政策實施的環境效益和經濟影響進行綜合研究。若未經全面考量而出臺過于嚴格的岸電使用法規，則可能傷害本就有經濟困難的國內航運業，這對未來的船舶大氣污染防治工作更為不利。

3.2解決船舶換用低硫油相應保障難題的對策

推行船舶換油，需建立國內船用低硫油供應保障體系。在無國際供應的情況下，國家應統籌國內限值0.5%低硫油的潛在市場規模，利用政府補貼政策和市場價格機制調整石化行業規劃及石化產品構成，促使國有石化企業生產限值為0.5%的低硫油。根據IMO相關法規的要求，未來全球普遍使用0.5%的低硫油是發展趨勢，提前布局該燃油生產和供應可為我國建設國際船用燃油供應基地與航運中心打下基礎。

對于船舶企業沿海內貿船舶的改造成本，國家也應給予相應補貼，幫助經濟困難的船舶企業渡過難關。遠洋船舶存在國際標準與國內標準不銜接的問題，在改造有困難的情況下，可研究出臺激勵性政策,對在國內排放控制區使用限值為0.1%的低硫油的船舶進行燃油差價補貼。

針對海事監管難題，國家應盡快出臺相應監管程序規定，通過立法提高船舶違法成本;同時,研究引入國外先進的現場快速檢測技術，出資為海事部門建立附屬或獨立的權威檢測機構。

除了海事部門對船舶使用燃油的情況進行監管之外，國家應出臺配套的國內船用燃油質量標準，責成質檢部門對油源質量進行嚴格把關。

3.3內河船舶大氣污染問題尚待解決

我國以長江和珠江為代表的內河航運規模龐大，對促進我國經濟建設發揮著重要作用。然而,內河與沿海地區相比，航線離兩岸很近，岸線上多是居民聚集區和大中型城市，船舶大氣污染物擴散條件差，污染受眾敏感度很高。同時,相比沿海地區，內陸地區經濟發展水平相對滯后，對環境治理可投入的成本和投入意愿相對較弱。因此，從管理角度和經濟角度看，內河船舶大氣污染物排放控制工作均滯后于沿海地區;但從環境影響和公眾健康看，治理內河船舶大氣污染的優先度更高。

國家正積極開展內河船舶大氣污染治理工作，環境保護部于2015年就《船舶發動機排氣污染物排放限值及測量方法(中國第一、二階段)》征求社會意見，其第6條對內河航運船舶提出能源替代的要求，即所有船舶不得在內河航行時使用殘渣油，內河船必須使用柴油，海船必須使用含硫量限值為0.1%的餾分油。如前所述，海船使用低硫油存在保障和船舶改造困難，在內河地區直接執行最嚴格的換油措施，落實的可能性很低。

建議在內河采用與沿海建立船舶排放控制區相同的策略。很多內河船舶的用電制式與岸上生活用電相同，使得內河港口推廣岸電的技術障礙較小，可先從內河船舶強制使用岸電開始。對于換用低硫油，可先在內河重點區域設立船舶排放控制區，含硫限值的制訂和生效時機與沿海保持一致，以便于海船經營企業履行其法律義務。

4 結束語

任何政策措施想要順利運行，都需激勵性措施和強制性措施并行，同時分階段、分地區逐步開展，我國利用能源替代措施防治船舶大氣污染也不例外。此外，平衡好國際履約與國內民眾的需求，中央政府、地方政府、港口企業、船舶企業和石化企業等各相關利益方的需求，以及經濟平穩發展與自然環境可持續發展的關系，是順利實施這些政策的關鍵。

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[10] 安亞輝. “油改電”,為何邁不開步子[N]. 中國水運報, 2015-06-24(06).

AlternativeEnergySolutionstoAirPollutionfromShipsinChina

CAIOuchen,PENGChuansheng

(China Waterborne Transport Research Institute, Beijing 100088, China)

X736.3

A

2016-10-25

能源基金會(美國)資助項目(G-1509-23723)

蔡歐晨(1986—)，男，北京人，助理研究員，碩士，從事水運環境保護與節能減排研究。E-mail:caiouch@wti.ac.cn

1000-4653(2017)01-0114-05