我國船舶排放控制區及港口城市檢查應對措施

許文宇

摘? 要：船舶大氣污染多集中于港口和航線密集處，所以目前主流的方法是建立排放控制區（ECA）。這一措施卓有成效，但是對于環境保護的追求不可停步。本文將介紹我國設立的排放控制區的發展和現狀，并與目前國際海事組織認可的排放控制區相關法案進行分析對比，探究為何我國目前很難無法達到國際標準。為了得出解決方案，本文利用演化博弈對我國排放控制區政策實施，分別分析了政府和船公司策略的演化穩定性以及兩者混合策略下的演化穩定性，并且對于從根源上減少硫氧化物排放提供了建議。

關鍵詞：排放控制區;ECA;MARPOL公約;演化博弈;硫氧化物

1 背 景

就有關資料表明，2015年船舶年排放SOX達634萬t，約占世界排放總量的4%。2009年，美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）的研究報告證明，海上船舶已經成為嚴重的大氣污染源。目前，每年全球海上船舶排放的顆粒污染物總量相當于全球汽車所排放顆粒污染物的50%，全球每年排放的氮氧化物氣體中30%來自海上船舶。這一系列數字隨著航運發展在不斷增長中，解決船舶廢氣排放污染問題已經刻不容緩。

1.1 我國首次設立船舶大氣污染物排放控制區

交通運輸部于2015年12月印發《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》，首次設立船舶大氣污染物排放控制區，控制船舶硫氧化物、氮氧化物和顆粒物排放，為全面控制船舶大氣污染奠定基礎[1]。

2019年12月31日前，我國將在評估實施效果的基礎上，進一步確定更為嚴格的控制措施，包括船舶進入排放控制區使用硫含量不高于0.1%的燃油、擴大排放控制區地理范圍等。經初步測算，到2020年，三大水域船舶硫氧化物和顆粒物將比2015年分別下降約65%和30%[2]。

1.2? 國內船舶排放控制區發展現狀

（1）國內船舶排放控制區的設立

我國ECZ的設立，依據的是我國《大氣污染防治法》，最終由交通運輸部的相關文件完成制定的。因此，我國設立船舶排放控制區[3]是我國政府部門主導決定的，兼顧我國空氣質量要求、行業發展要求和技術政策上的可行性。我國政府部門主導的設立，實際上是ECZ可行性研究基礎上的一個政治決定，設立程序的經歷時間較短。

（2）國內船舶排放控制區的地理范圍

我國 ECZ的地理范圍只屬于我國領土范圍的內水和領海，在前述發展歷程的部分，我們可以看出我國重點設置的是三大水域（珠三角、長三角、環渤海），在新的意見稿中可以知道我國準備加大地理范圍并且還要新增海南區域，但也還只是停留在相對狹小的地理范圍內。

（3）國內船舶排放控制區控制要求

此外，即便在國內船舶排放控制區地理范圍內，控制要求的實施也是分階段、分區域逐漸進行的，先要求船舶在“核心港口區域”靠港停泊期間使用硫含量上限為0.55燃油，最后才要求船舶在ECZ內使用硫含量上限為0.5%燃油。

2 IMO 對全球船舶排放控制進程

2.1 修訂公約并設立排放控制區

鑒于船舶排放對空氣環境的影響，國際海事組織海洋環境保護委員會（MEPC）早在 1988 年就正式開展防止船舶造成大氣污染議題的研討及審議工作，將《國際防止船舶造成污染公約》（《MARPOL73/78公約》）1997年議定書進行修訂，當前，船舶進入這些區域被嚴格限制硫排放，一旦含硫量超標，硫排放控制區參與國將提出嚴厲的處罰，甚至可能會扣船。按照《國際防止船舶造成污染公約》要求，在波羅的海、北海、北美以及美國加勒比海排放控制區內，船舶燃油的硫含量在2015年1月1日以后，不得超過0.1%;在2020年1月1日以后，除排放控制區以外的全球其他海域船用燃油的最大硫含量不得超過0.5%（見表1），并要求船舶靠泊后應盡早轉換為低硫燃油（硫含量不超過0.1%），船舶開航前應盡量推遲切換為高硫燃油，燃油轉換操作應記錄在航行日志上。

2.2 部分地區強制設立排放控制區

國際上強制設立排放控制區的形式主要有兩種。一種是通過國際海事組織審核批準設立排放控制區，另一種是由地區組織、國家或者地方政府制定并強制實施區域船舶排放控制政策（見表3）。凡是加入國際海洋法公約，按照公約規定不能對領海采取單邊立法行為，但設立排放控制區需要由締約國提出建議，經由國際海事組織評估通過，流程繁復且各項評價相對嚴苛。

2.3 北美船舶排放控制區的主要監管舉措

（1）實施高頻率抽樣檢查依據當前油價

若船方或船舶營運人使用合規低硫燃油來達到排放標準，事實可能出現守法成本高于違規成本情況，船方為避免損失會以“僥幸”心理采取違規行動。為了排查違規船舶，就必須要實施高頻抽樣檢查。根據國際防污公約附則六對北美排放控制區的要求，船東和船舶營運人達到排放標準有三個方法：一是使用合規的低硫燃油;二是使用替代措施;三是尋求例外或要求豁免。船方采取上述任意一種辦法來達到排放標準，美國海岸警衛隊都有權及有責任對其進行檢查。以美國海岸警衛隊發布的而這一轉變，最直接的效果就是排放控制區內空氣質量得到明顯改善。

（2）開展綜合性處罰即使提高檢查比例

如果不加強懲罰，對船方或船舶營運人的約束力仍較小。只有雙管齊下，在提高抽樣比例的同時，加強經濟處罰和非經濟處罰，才能起到震懾作用。2015年1月，美國環保局針對北美排放控制區船用燃油硫含量應達到的標準制定了經濟懲罰措施。主要包括兩部分：一是將采取消除違規行為帶來的經濟利好及設定違規嚴重性罰額兩者相結合來計算懲罰金額。其中違規嚴重性罰額又包括燃油含硫量超標等級，超標越多，基線罰額也越多，還考慮了違規次數，每天每次違反的罰額區間是$2500～$15000，違反次數越多，罰額越處于區間上方。二是引入調整因子來調整對“違規嚴重性”的罰額界定。其內容包括對故意或疏忽程度界定、協調程度界定、使用違規燃油歷史界定。所以，到美國的船舶違法排放的程度也在不斷降低。

（3）實行燃油供應質量監管實施高抽樣檢查和綜合性處罰

為了加強對船舶的監管，督促船東或船舶營運人積極采取措施達到排放標準。當船東采取合規燃油來達到排放控制區的標準時，也要保證足夠的高質量低硫燃油供應，這就需要對船用燃油供應進行質量監管。美國環保局為了保證船舶在美國本地能夠買到合規燃油，其采取的措施是對岸上的燃油供應商進行檢查，并制定詳細的油品質量保障計劃。

（4）構建分工協同模式

有效的監管舉措需要部門間高度協同才能發揮作用。任何監管行動，部門間職能、主次劃分不清，都可能會導致監管行動無效。在北美排放控制區美國海域內，對船舶排放進行監督的主要是美國環保局、海岸警衛隊以及海岸警衛隊下屬的港口國檢查部門。三部門之間職責明確，協同推進監管行動。例如美國環保局對岸上船用燃油檢查做出要求，海岸警衛隊負責登船進行船用燃油抽檢，發揮具體動態監管作用。又如海岸警衛隊負責對美國籍船舶進行檢查、懲罰，其下屬的港口國檢查部門主要針對外籍船舶進行檢查和懲罰。

3 港口城市對船舶排放存在問題的應對措施

3.1 國內法設立排放控制區地理范圍受到嚴格制約

1958 年，我國政府關于領海的聲明中，明確我國的領海寬度是 12 n mile。1992年頒布的《中華人民共和國領海及毗連區法》進一步明確我國的領海寬度是 12 n mile。鑒于我國是聯合國海洋法公約的締約國，我國按照國內法劃定的船舶排放控制區外部邊界控制在領海基線外 12? n mile。假設我國領海基線外 96 n mile范圍內船舶大氣污染物排放量為 100，則根據 2014 年我國船舶排放清單分析，我國領海基線外 48 n mile范圍內船舶大氣污染物排放量約為 92 ;領海基線外 24 n mile范圍內（即內水 + 領海 + 毗鄰區）船舶大氣污染物排放量約為 84;領海基線外 12? n mile范圍內（即內水 + 領海）船舶大氣污染物排放量約為74。依據國內法劃定的排放控制區地理范圍只能局限在領海基線外12 n mile范圍內，控制船舶污染物排放的量受到一定程度的制約。

3.2 國內法設立排放控制區控制要求受到嚴格制約

目前，完全依靠發動機性能的改善減少氮氧化物排放，只能在第一階段氮氧化物排放控制標準的基礎上下降40%，因此，滿足第三階段氮氧化物排放控制標準，發動機本身做不到，需要加裝脫氮后處理設備設施才能實現。我國不可能對國際航行船舶提出不同于 MARPOL公約氮氧化物排放控制標準要求的其他要求，滿足第三階段氮氧化物排放控制標準，船舶就需要加裝脫氮后處理設備設施，這類設備設施通常體積龐大，也就對船舶設計、構造和裝備提出了額外要求，沿海國沒有權利對領海范圍內航行的船舶提出這樣的要求，我國是聯合國海洋法公約的締約國，國內法不能對領海范圍內航行的外國船舶提出進一步的氮氧化物排放控制要求[4]。

3.3 設立國際公約認可排放控制區宜早不宜晚

實施氮氧化物排放控制要求，通常只針對新造船或者進行大修改造船舶上的發動機，船舶壽命長更新淘汰速度慢，因此，在剛開始控制氮氧化物階段，理論上涉及的船舶極少，很難達到有效減少實際船舶氮氧化物排放的目的。特別是一旦公布將開始實施更加嚴格船舶氮氧化物排放控制標準的時間后，船公司會在這個時間之前宣布開始建造大量船舶，以便這些船舶采用原有排放控制標準的發動機，規避新標準的要求，因此，實施更加嚴格船舶氮氧化物排放控制標準后，在長達 3～5年的時間內，大量投入營運船舶配置的仍然是滿足原有標準的發動機，將不會在實際使用中減少氮氧化物排放。此外，申請設立國際公約認可排放控制區需要按照 MARPOL公約的要求審議、通過和生效，時間周期長，北美排放控制區從2009年3月遞交建議書，到2012年8月1日正式啟用[5]。

4 基于演化博弈的我國船舶排放區規制策略研究

4.1 模型假設

在模型中，本文把因環境改善所獲得的環境收益和政府保護環境所得到當地居民、社會和上級領導的收益統稱為政府收益，考慮到部分船公司會不遵守排放規定，使用政府收益無法實現最大化，將船公司遵守排放規定時政府收益定為π1，船公司不遵守排放規定時的政府收益為π2，π1>π2，當政府對船舶進行監管時，需承擔相應的監管成本c，并對船公司的違規行為給予罰款λ。考慮到監管成本，政府不會對區域內的所有船舶進行檢查，因此不能發現所有違規行為，只能以概率x（0≤X≤1）發現違規行為，如果將政府發現船舶違規行為的概率過低，區域內的環境污染加劇，政府須支付一定的環境治理成本c。

基于上述假設，本文構建了政府和船公司博弈的收益矩陣，即當政府對違規排放的船公司罰款所得小于監管成本時，作為有限理性決策者的政府會選擇不檢查的策略。具體如表2所示。其中，均衡點A（0，0）即政府不檢查船公司的行為，而船公司也不會遵守排放規定。顯而易見，當政府監管部門檢查船公司的違規排放行為所獲得罰金收入低于其監管成本時，作為有限理性決策者，對船公司實行不檢查策略成為政府的占優策略。均衡點B（0，1）即政府不檢查船公司的行為，而船公司自覺排放規定。當船公司守法收益高于其守法成本時，即使政府不對船公司的行為進行檢查，船公司也會自覺遵守排放規定。

4.2 研究結論

通過構建政府和船公司的演化博弈模型，分別分析了政府和船公司策略的演化穩定性以及二者混合策略下的演化穩定性，主要得出以下結論：

（1）當△<0時，即船公司守法收益低于守法成本，加大對船公司的懲罰力度和監管密度（x>△/λ），將會促進船公司遵守排放規定，此時政府仍須付出監管成本，并非是社會福利的最優的選擇。

（2）當△>0時，船公司守法收益高于守法成本，此時能夠實現政府不檢查而船公司自覺遵守排放規定的納什均衡。

5 環境保護法規及具體解決方法

5.1 使用低硫含量的燃油

對現有的船舶來講，使用低硫含量的燃油是降低硫氧化物排放的最直接方法，也是多數公司考慮的首選。

2010年1月歐盟法令生效后，在歐盟港口停泊的中國船只一般采用兩種方式降低燃油硫含量：一是提前關閉引擎靠岸使用岸電;二是在附近港口換加低硫燃油。多數公司會因為電制、電量供應、電價等方面的顧慮而很少使用岸電。

使用低硫燃油的問題是，供給不足、價格較貴，特別是歐洲符合歐盟規定的低硫重質燃油短缺，只能加輕質低硫油。輕質低硫油的成本遠遠大于重質高硫油，并且只能在世界上少數的港口添加，如直布羅陀、法爾茅斯、安特衛普、鹿特丹、漢堡等，這大大增加了公司的燃油成本。這種情況在2015年到來時將更加嚴峻，除非出現新技術可以大大降低低硫燃油的價格。此外，如果發動機和鍋爐長期使用低硫燃油而不進行調整，船舶將可能面臨停機、擱淺、燃油泄漏等風險[6]。

5.2 安裝廢氣洗滌裝置（Exhaust Gas Scrubber）

為了減輕船用燃料標準的變化給各行業帶來的沖擊，歐盟委員會還建議，船舶也可繼續使用現有含硫量標準的燃料，但應以“等效措施”來控制空氣污染。去除含硫量3.5%燃油廢氣中98%的硫氧化物，就相當于使用了含硫量0.1%的燃油。所以，船舶安裝廢氣洗滌裝置也是國際海事組織及港口國政府可接受的方法之一。

近幾年，廢氣凈化技術取得了很大進步。其中，柴油機生產商曼恩柴油機與透平公司和瓦錫蘭公司都在這方面取得了很大的成績，獲得了船級社和海事組織的認可。

5.3 使用液化天然氣（LNG）作為代用燃料

LNG作為船舶發動機的代用燃料，是目前比較成熟和比較有發展前途的技術。LNG在液化之前需進行預處理，將原本天然氣中的二氧化碳、水分、硫化氫和其他硫化物等雜質凈化去除掉，有害物質的排放量很少。使用LNG作為燃料，幾乎可以100%減排硫氧化物且沒有顆粒并能減少85%～90%氮氧化物和15%～20%二氧化碳的排放，完全符合公約和法令對硫氧化物和NOx的要求。

由于LNG不能在世界上所有的港口充裝，并且續航能力較弱。目前可以考慮先給漁船、渡輪、海洋工程供應船、海上浮式儲油船、滾裝船和集裝箱船使用LNG作為燃料，因為這些船舶航線相對比較固定，并能夠得到LNG供應[7]。

5.4 三種減硫措施的比較

初始投資---低硫燃油改造所需要的費用最少，其次是廢氣洗滌器，它的成本至少在第一種費用的5倍以上。而使用LNG，投資成本最高，要比傳統的標準設計高約30%。

運營成本——以一艘往返于北歐港口的豪華游輪為例，使用輕質低硫柴油的燃油成本每年竟高達300萬歐元，遠高于另外兩種方法，廢氣洗滌裝置因為使用NaOH和淡水，操作費用也有所增加。

LNG和洗滌器對比——在考察回收增加成本的時間長短時，主要有兩方面的因素：一是SECA在整個船舶航線中的比例，比例越高，使用洗滌器越劃算，回收更快;二是LNG和重質高硫燃油的價格差，價格差越小，使用LNG回收越快。燃油和LNG價格都在波動，并且世界各地的價格不同，所以LNG作為船舶燃油的主要不確定因素是未來天然氣和石油燃料產品的價格走勢。

對于長時間航行于SECA的船舶來說，特別是從一艘船整個生命周期來看，由于使用洗滌系統和LNG的初始投資所增加的成本要遠小于使用低硫燃油所增加的成本。而船舶SECA占航線的比例和LNG的價格決定LNG和洗滌器那種方式會更經濟。

5.5 結論

面對嚴苛的硫氧化物排放要求，船東想在 SECA繼續運營只有三種選擇：轉用低硫燃料、安裝廢氣洗滌系統或者轉用以LNG為主的替代燃料。三種方法各有特點，使用低硫燃油雖然改造費用較低，但從長遠來看，后兩種方法能為航運公司節省更多的費用。由于目前航運形勢嚴峻，船東資金緊張，可能不愿意增加費用采用這兩種方法，而更愿意使用低硫燃油。但從長遠來看，后兩種方法應該更有發展前途。

6 總 結

根據以上內容我們可以得出如下結論：

（1）我國與國際標準的差異在ECZ的排放控制要求較ECA低，要求傳播使用燃油的含硫量上限為0.55，目前只控制硫氧化物排放，沒有實施特別的氮氧化物排放控制。根本原因是國內法設立排放控制區地理范圍和控制要求受到嚴格制約，申請設立國際公約認可排放控制區需要按照 MARPOL公約的要求審議、通過和生效，時間周期長。

（2）政府可以根據船公司守法收益與守法成本比較結果，調節具體的檢查密度。同時推薦在現行情況下引入第三方監管機制，建立個人或是組織舉報制度，從而提高船公司違規行為被發現的概率。

（3）船公司面對嚴苛的硫氧化物排放要求，直接替換低硫含量的燃油在經濟成本和船舶保養上都不現實，最好通過安裝廢氣洗滌裝置，從長遠來看，可以安裝廢氣洗滌系統或者轉用以LNG為主的替代燃料更有發展前途。

參考文獻

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