報告系統中不同船舶二氧化碳排放監測法的適用性

曹博文　鄭海林　楊志林　崔建國　陳玉傲

【摘 要】 為使不同特點的船舶選擇更適用的CO2排放監測法，結合國際海事組織和歐盟不同的船舶CO2排放報告系統，提出燃料供應單（BDN）跟蹤和燃料艙定期盤點法、燃料艙液位監測法、針對燃料燃燒過程的流量計監測法、直接CO2排放測量法等4種船舶CO2排放監測法，并分析其中的優缺點。根據船舶結構、運營等特點分析從事國內航行船舶和國際航行船舶所適用的CO2排放監測方法。

【關鍵詞】 國際海事組織（IMO）;船舶CO2排放監測方法;船舶CO2排放報告系統

0 引 言

海上運輸是最具性價比的大規模商品運輸方式，超過80%的國際貿易貨運量是通過海上運輸完成的，貨物類型涵蓋食品、燃料、建筑材料和家居用品等眾多品類。目前世界上超過艘商船在海洋上航行，總運力高達18.6億t。但是，航運業龐大的規模也帶來了巨大的船舶CO2排放量，根據《2014年國際海事組織第三次溫室氣體研究報告》，海上運輸每年約排放10億t CO2。為此，國際海事組織（IMO）發布了船舶燃油消耗的數據收集和報告系統（以下簡稱“IMO DCS”），歐洲會議及歐盟理事會發布了用于監測、報告、驗證船舶CO2排放的海上運輸法規則（以下簡稱“EU MRV”）。IMO DCS提供了3種CO2排放的監測方法，而EU MRV除了IMO DCS中提到的3種CO2排放監測方法外還增加了直接測量CO2排量的方法。但是，不同的船舶有各自不同的結構特點和運營特征，本文參考IMO DCS和EU MRV兩種報告系統，分析不同船舶更適用的CO2排放監測方法，并給出建議。

1 EU MRV

1.1 適用船舶、航行區域及特點

（1）適用船舶。EU MRV適用于駛往/駛離或航行于歐盟成員國管轄下港口的總噸及以上的商船，但不包括：漁船、軍艦、海軍補給艦、簡單建造的木船、不配備機械推進系統的船舶、用于非商業用途的政府船舶。

（2）適用航行區域及特點。EU MRV用于監測歐盟境內運行的符合要求的商船的CO2排放量。適用的航行區域范圍相對較小，適用的船舶燃料規格較為統一，監管手段及地方法律法規較為協調，其特點與從事國內航行的船舶類似。

1.2 碳排放報告內容

第一次監控月歷年度為2018年1月1日―12月31日;報告時間從2019年起，每年4月30號前航運企業將經認證機構驗證的排放報告發給歐洲海事安全局（EMSA）數據庫。

報告參數包括：各類燃油消耗量和排放系數、排放的CO2、航行距離、海上航行時間（不包含錨泊）、裝載貨量、運輸作業

2 IMO DCS

2.1 適用船舶、航行區域及特點

（1）適用船舶。IMO DCS適用于5 000總噸及以上的國際航行船舶，但不包含：不配備機械推進系統的船舶，以及浮式生產儲油船、浮式儲油裝置和鉆井裝置的平臺（不論是否配備推進系統）。

（2）適用航行區域及特點。EU DCS用于監測全球范圍內運行的符合要求的商船的CO2排放量，航行區域范圍擴大至全球，船舶燃料規格各式各樣，監管手段及地方法律法規差別較大，其特點與從事國際航行的船舶類似。

2.2 碳排放報告內容

第一次數據收集月歷年度為2019年1月1日―12月31日;報告時間從2020年起，每月歷年結束后的3個月內向主管機關或認可組織報告收集的數據，待主管機關或經授權的認可組織簽署符合聲明后的1個月內報送IMO燃油消耗數據庫。

報告參數包括IMO編號、船型、總噸、凈噸、載質量、大于130 kW的引擎功率、船舶能效設計指數（如適用）、冰級、各類燃油消耗、航行距離、航行小時數、收集燃油消耗數據方法。

3 船舶CO2排放監測方法的優缺點

通過收集船舶各項數據、船舶燃料消耗和排放可以計算得出船舶CO2排放量。4種船舶燃料消耗和排放的計算方法具有不同程度的復雜性和可靠性。

3.1 燃料供應單（BDN）跟蹤和燃料艙定期盤點法

根據《國際防止船舶造成污染公約》要求，400總噸及以上船舶必須保留每次加裝燃料的BDN，并留船保存3年，自2010年7月起生效。另外，所供燃料樣品必須留船保存12個月或保存至該批燃料耗盡，取晚者。

單位時間內，船舶燃料消耗數量計算方法如下：

燃料消耗量=期初存量+BDN載明數量-期末存量-期間燃料駁出量

該方法的準確性取決于該國船用燃油數據的質量。該方法的輸出結果將為全國提供CO2排放量的估計值。

使用這種方法可以相對容易在短時間內完成計算，且采用的是IMO《2014年第三次溫室氣體研究報告》中自上而下的方法。但是，如果船舶在運營過程中使用了不止一個國家的燃油，那么最后的計算結果與實際就會有較大出入。同時資料是由運營人提供的，其可靠性無法保證。因此，該種方法非常適用于航行范圍小、運營成本低，且沒有發生燃料和排放區域改變的船舶進行使用，否則計算出的CO2排放量就會不夠準確且沒有辦法區分船舶在不同航行區域內各自的CO2排放量。

3.2 燃料艙液位監測法

液位監測通過測深設備測量燃料艙液位高度，經測深表轉換為燃料體積，再根據燃料密度（可通過BDN獲得）換算成燃料重量。

單位時間或固定航次內，船舶燃料消耗數量計算方法如下：

（海上航行）燃料消耗量=駛離當前掛靠港時艙內液位+航次期間加裝燃料時液位差-抵達下一相鄰掛靠港時艙內液位-航次期間駁出燃料時液位差

（停港）燃料消耗量=抵達當前掛靠港時艙內液位+停港期間加裝燃料時液位差-駛離當前掛靠港時艙內液位-停港期間駁出燃料時液位差

加裝燃料時液位差是指加裝燃料后與加裝燃料前燃料艙液位的差值，駁出燃料時液位差是指駁出燃料前與駁出燃料后燃料艙液位的差值。

此計算方法同樣需要在一段時間內訪問所有國家的燃油數據，后續依然可以使用國際公認的排放因子計算排放量。該方法的優點和缺點與BDN跟蹤和燃料艙定期盤點法相同。

3.3 針對燃料燃燒過程的流量計監測法

在船舶各個排放源或燃料管道內加裝流量計。

單位時間或固定航次內，船舶燃料消耗數量計算方法如下：

（海上航行）燃料消耗量=航次期間各碳排放源處流量計之和

（停港）燃料消耗量=停港期間各碳排放源處流量計之和

流量計測量的方法更加精確、具體，可以查出船舶在同一次航程中不同時間段的CO2具體排放量，非常適用于經過多個國家領海的船舶。但此種方法操作難度大，對器材要求較高，且成本較高，同時不同船舶使用的流量計型號不同，需要國家制定相應標準。

3.4 直接CO2排放測量法

使用氣體流量檢測計監測船舶氣體排放總量，同時使用CO2濃度測量器測算出船舶排放氣體中CO2的濃度。

單位時間或固定航次內，船舶燃料消耗數量計算方法如下：

（海上航行）燃料消耗量=航次期間廢氣總量錐躉寂ǘ葊魈寂歐乓蜃？

（停港）燃料消耗量=停港期間廢氣總量錐躉寂ǘ葊魈寂歐乓蜃？

使用廢棄流量計進行測量是計算精度最高、數據收集最準確的方法，但成本和操作難度也是4種方法中最大的。此外，該方法具有針對燃料燃燒過程的流量計監測法中提到的可以區分船舶在不同航行區域的CO2排放量和可忽略因燃料改變而造成的影響的優點，但同時也存在成本高、人員素質要求高和法律文件要求完備等問題。

4 船舶 CO2排放監測方法的適用性分析

IMO DCS和 EU MRV提供了4種船舶CO2排放監測方法，但并未明確規定或推薦不同的船舶使用哪種監測方法。在實際使用中，同一船舶同一航次使用不同的監測方法檢測出的船舶CO2排放不同，因而需要根據具體情況適當選擇船舶CO2排放監測方法。

在分析4種監測方法的適用性時，船舶種類和船舶運營特點是選擇監測方法的主要依據，而從事國內航行的船舶和從事國際航行的船舶在這兩點上差別較大，所以應分別討論國內航行船舶和國際航行船舶。

4.1 國內航行船舶CO2排放監測方法

國內航行船舶種類繁多，包括：散貨船、雜貨船、集裝箱船、滾裝船、載駁船、油船、天然氣船等運輸船;挖泥船、承重船、布設船等工程船;科考船、破冰船等特種船。國內航行船舶中運輸船占主要部分，工程船等其他類型船舶的比重也不低，這使得船舶成分相對復雜。在選擇船舶CO2排放監測方法時，BDN跟蹤和燃料艙定期盤點法或燃料艙液位監測法無附加要求，對船舶要求低，監測方法操作簡單且對人員要求低，適合國內船舶種類復雜、人員素質參差不齊、船舶管理較為松散的現況。缺點是精度低，只能監測固定階段的船舶CO2排放，無法監測實時排放量。

同時，運輸船和工程船及特種船三者結構差別大，法律要求不盡相同，雖然針對燃料燃燒過程的流量計監測法和直接CO2排放監測法可以實時監測CO2排放量，但需要船舶安裝流量計和排放監測設備。不同種類的船舶其加裝的監測儀器的精準性、可靠性不同，監測儀器的種類、規格和要求無法統一，不利于相關機構頒布制定相應的法律法規和統一的登記管理。

以中國船級社（CCS）發布的2018年年報為準，截至2018年年底，CCS檢驗入級的國內航行船舶達到艘、共萬總噸，其中，海事船檢接收船舶艘、共計985萬總噸，民用船艘、共計萬總噸。可以看出國內航行的船舶排水量相對較小，船舶規模不大、造價較低，加裝流量計或CO2監測設備會對船舶運營成本造成顯著的影響。

除此之外，國內航行船舶營運時的狀況非常復雜，尤其是內河航道的船舶和許多較大的工程船在航行工作時需要許多較小的船艇配合。主機輔機種類規格繁多，使用BDN跟蹤和燃料艙定期盤點法或燃料艙液位監測法可以避開這些復雜的條件，較為簡單地估計船舶的CO2排放量以便核對船舶上交的CO2排放量是否準確。不僅如此，由于船舶運營范圍較小，船舶使用的燃料種類統一，提高了BDN跟蹤和燃料艙定期盤點法或燃料艙液位監測方法的適用性。

4.2 國際航行船舶CO2排放監測方法

國際航行船舶的種類相較于國內航行的船舶來說要簡單得多，雜貨船、散貨船、集裝箱船、油船、天然氣船和客滾船等運輸船占國際航行船舶的主要部分，工程船等其他船舶受制于自身的局限性從事國際航行的較從事國內航行的比重要低。船隊組成相對簡單，且運輸船結構差異相對工程船來說要小，不同船舶搭載的輔機種類和數量差別不大，降低了相關機構在制定船舶流量計和二氧化碳監測設備加裝標準的相關法律法規的難度。因此，國際航行船舶適用針對燃料燃燒過程的流量計監測法和直接CO2排放監測法。

截至2018年年底，經由CCS檢驗入級的從事國際航行的船舶達到艘、共計萬總噸，平均每艘船舶達到總噸，船舶規模大、造價高，加裝流量計或二氧化碳監測設備對成本影響相對要小。同時從事國際航行的船舶其人員配備齊全、人員素質高、營運管理嚴格，且大多數船舶所有人與船長之間為雇傭關系，不容易出現瞞報設備數據的情況。

國際航行船舶在營運時還具備一個顯著特征：船舶在航行時會途徑許多國家或地區。船舶在一個或若干個航次后加裝的燃料規格或許與前幾個航次的燃料規格會有較大不同，在使用BDN跟蹤和燃料艙定期盤點法或燃料艙液位監測法時，不僅會因為燃料規格問題造成較大的CO2排放量計算誤差，而且難以確定某一段航程所產生的船舶碳排放量，尤其是在遇到國際碳排放管控區域時會非常麻煩。不同航行區域船舶特征對比見表1。

5 結 語

國內航行船舶適用BDN跟蹤和燃料艙定期盤點法或燃料艙液位監測法，而船舶造價較高、規模較大或船舶營運范圍復雜且對CO2排放監測精度要求較高的船舶可以適用針對燃料燃燒過程的流量計監測法和直接碳排放監測法。

國際航行船舶適用以針對燃料燃燒過程的流量計監測法和直接碳排放監測法為主要監測方法，以BDN跟蹤和燃料艙定期盤點法或燃料艙液位監測法為輔助監測方法。