編者按:水運業具有成本低、運量大、能耗少、污染輕等獨特優勢,在交通行業發展中具有明顯的低碳特征;港口作為水運業的重要一環,在行業低碳發展中也應系統謀劃。當前我國低碳港口建設存在缺少系統規劃、清潔能源利用率偏低、技術助力低碳發展偏弱等問題,未來有較大提升空間。本文首先界定低碳港口的內涵,然后提出建設低碳港口的意義,最后從完善頂層規劃、優化能源結構、加大科技創新、建設能源自洽港口、優化管理等方面提出了推進我國低碳港口建設的主要途徑及具體措施。
為應對全球氣候變化問題,部分發達國家通過頒布法律法規、政府文件等形式確定碳減排目標。我國也提出力爭于2030年前達到二氧化碳排放峰值,于2060年前實現碳中和。而交通運輸業是落實“雙碳”目標的重點行業之一,其中水運業具有成本低、運量大、能耗少、污染輕等獨特優勢,在交通行業發展中具有明顯的低碳特征。為落實行業的“雙碳”目標,水運業需系統謀劃、挖掘潛力,積極為我國“雙碳”目標落實做出貢獻。
水運行業低碳發展涉及運輸裝備、運輸組織、基礎設施、管理等方面。其中,港口作為水運業的重要一環,在行業低碳發展中也應系統謀劃,率先垂范。當前我國低碳港口建設質量仍有較大提升空間,存在缺少系統規劃、清潔能源利用率偏低、技術助力低碳發展偏弱等問題,應從完善頂層規劃、優化能源結構、加大科技創新、建設能源自洽港口、優化管理等方面集中發力,從而更高質量地推進我國低碳港口建設。
一、低碳港口的內涵
當前,很多政策文件和文獻研究基本把綠色低碳港口一起來研究。其實,低碳港口和綠色港口既有區別又有聯系。
低碳發展強調通過建立低碳屬性的經濟結構或能源結構,從而在保持社會經濟水平高速發展的同時減少碳能源消費。綠色發展則以各種有利于污染物減少的措施為手段,以解決環境問題為目的,重點促進環境改善以及生態修復。可見,低碳發展和綠色發展的模式及目的不完全相同。
因此,將這兩種發展模式貫之以港口領域,低碳港口可以理解為在港口的規劃、設計、施工建造以及運營過程中,通過采取各種有利于減少碳能源消耗、減少碳排放的措施,在實現同樣高產出的情況下減少碳能源消耗和碳排放的港口類型的統稱。綠色港口則是指在港口的規劃、設計、施工建造以及運營過程中,采取各種有利于污染物減少的措施,在實現同樣高產出的情況下減少對生態及環境影響的港口類型的統稱。
可以看出,低碳港口是采取各種低碳措施,追求減少港口的碳能源消耗以及碳排放的減少;而綠色港口是采取各種綠色措施,減少包括噪聲、光、水、碳等污染物的排放。在低碳港口建設過程中一味地追求低碳,可能忽略了對于噪聲、光、水等污染的控制,而綠色港口建設過程中一味地追求所有污染物的綜合減少,也可能忽略了對于碳排放的控制。可見,低碳港口不一定是綠色港口,低碳港口最終追求的也不是成為綠色港口;而綠色港口也不是完全的低碳港口,但是如果在綠色港口建設過程中不采取低碳相關措施,就難以實現綠色港口建設所追求的可持續發展目的。兩者在實現手段和最終目的上存在一部分相同,但又各有差別。
二、建設低碳港口的意義
(一)有利于落實“雙碳”目標
建設低碳港口,有利于促進水運行業加快低碳發展,對我國穩步推進“雙碳”目標落實、堅持走可持續發展道路有重要意義;有利于促進經濟結構、能源結構、產業結構調整和轉型升級,推進生態文明建設和生態環境保護,持續改善生態環境質量;對于貫徹新發展理念,加快形成以國內大循環為主體、國內國際雙循環相互促進的新發展格局,推動高質量發展,建設美麗中國,加快構建人與自然和諧相處的中國式現代化也具有積極推動作用。
(二)有利于促進國家綜合立體交通網建設
建設低碳港口,需要大力發展鐵水聯運、水水中轉等綠色低碳的集疏運方式,加快推動港口集疏運通道、疏港鐵路、江海聯運設施等建設,助力江海聯運、海河聯運、海鐵聯運等低碳運輸模式發展,推動大宗物資“公轉水”“公轉鐵”。因此,建設低碳港口,將有助于打通交通運輸體系薄弱環節,補齊綜合交通短板,推動運輸結構調整,完善區域綜合立體交通網格局。
(三)有利于促進航運領域綠色低碳體系建設
港口運行低碳化、節能化也會帶動船舶運行等航運環節低碳化、節能化,對航運業其他領域的綠色節能建設有引領示范作用。建設規模合理、運行穩定、標準統一的岸電基礎設施,可以節省船舶靠泊和停泊期間的燃油消耗,并有助于引導船舶更多地使用電能,大幅降低船舶產生的碳排放量,同時也將使船舶進行設施設備和工藝的“綠色改造”,對綠色節能的航運體系構建有重要促進作用。
(四)有利于帶動裝備制造業綠色節能技術發展
建設低碳港口所需配備的節能型變壓器、節能燈照明系統、具有根據負載控制柴油機轉速技術的門式起重機等低碳節能設施設備,能夠刺激相關產業發展,促進行業對降低碳排放技術與能源結構分配技術的創新研究,對裝備制造業綠色節能技術發展具有重要意義。同時,港口在加大風能、太陽能等清潔能源生產供給的同時,會加大對風電裝備、太陽能設備等制造業產品的需求,推動清潔能源裝備制造技術的發展。
三、推進我國低碳港口建設的主要途徑及具體措施
(一)推動港口全生命周期的低碳化
以低碳理念貫穿港口規劃、設計和施工、運營和管理的全過程。規劃階段,充分考慮低碳港口建設要求,從港區功能定位、水陸域空間預留、不同貨類碼頭布置等方面系統規劃。比如,在港口規劃的過程中,充分考慮未來港口風力發展需要,從土地預留、堆場空間布置等方面為大型風機規劃建設和安全做好前期準備和安排。
設計和施工階段,應用經濟適用的節地、節能、節材以及環保的低碳設計、施工新技術,優化設計港口碼頭及配套設施建筑結構、外形、朝向等,優化布置岸橋、堆場功能區等,以便更加充分利用日照采光,為后續利用太陽能、風力、波浪等清潔能源發電做好準備。
運營和管理階段,充分利用能耗提升、能源替代、全周期能源管理等手段實現運營和管理階段的低碳化。可考慮綜合采取港區綠化、碳匯補償等方式實現全生命周期零碳排放,充分利用綠化用地、建筑立面和屋頂提升綠化覆蓋率。提高岸電設施配備覆蓋率和靠港船舶岸電使用率,同時推動在照明系統、港作船舶、運輸車輛等港口基礎設施設備的能源結構改造升級,使用電能、風能、太陽能等可再生能源及氫能、液化天然氣等清潔能源取代柴油等傳統燃油能源。積極探索地源、海水、空氣源熱泵供熱采暖技術。
對于無法減少的碳排放,可利用外部碳信用抵消。通過資助其他地區開發低碳綠色能源等推進異地碳匯補償,實現碼頭建設運營全過程碳中和。
立足于當前我國低碳港口建設的現狀,結合我國經濟社會發展階段性目標、國內外供需關系變化、港口企業運營情況等實際情況制定科學合理的規劃。先通過幾個港口先行探索全面建設低碳港口,再針對不同區域港口的產業、地理特色,結合已有的建設經驗,有序、合理地在全國推進低碳港口建設。
(二)推動靠港和港作船舶低碳化
推進岸電設施建設,鼓勵靠港船舶使用岸電,進一步擴大港口提供岸電泊位范圍。
落實船舶排放控制區工作,推進全港運輸船舶專用低硫燃油。研究出臺激勵政策和配套措施,對靠港船舶使用低硫燃油、應用清潔能源等給予資金補助、優先辦理手續等優惠政策。
推進港作船舶污染治理,推進港作船舶應用LNG、電力等燃料,推進港作船舶靠泊期間使用岸電,加快港區范圍內LNG動力船舶加氣站點布局規劃與配套設施建設。
組織開展研究船舶大氣污染物檢測技術,推進船舶大氣污染檢測工作,建立監督檢查管理工作機制,推進檢測裝備和能力建設。加強港口廢氣、廢水、噪聲監測,記錄港區大氣、水、聲環境變化。
(三)推動港區內設施設備用能清潔化
推進港區運作車輛用能清潔化,推進港區內集裝箱牽引車使用液化天然氣、氫能等清潔能源,鼓勵淘汰港區高耗能、低效率的老舊牽引車。推進港區內非道路移動機械節能減排技術改造,引導企業在叉車、堆高機、輪胎式龍門起重機等機械中推廣使用清潔能源作為動力。擴大港區內節能環保燈具在堆場照明、裝卸設備上的使用,同時加快實現在港區內道路、庫房、樓宇辦公等區域的照明使用節能燈,推廣應用港區的高效照明系統和堆場照明遠程遙控系統。
(四)推動集疏運方式低碳化
打造低碳集疏運方式,大力推動多式聯運發展,提高港口貨物集疏運低碳運輸方式的比例。繼續推動港口集裝箱“海鐵聯運”“水水中轉”業務,推進有利于多式聯運發展的集裝箱鐵路中心站、中小泊位等硬件設施建設。完善油品管道運輸網絡,形成以管輸為主、鐵路和短途綠色公路運輸為補充的油品儲運保障體系。推進鐵水聯運物聯網應用,實現海鐵聯運集裝箱信息實時監測、業務協同和信息共享。規劃建設貨柜車疏港道路,形成相對獨立循環的疏港交通體系,提高貨柜車的通行速度,降低碳排放。
(五)推進先進技術應用和智慧港口建設
加快技術創新,優化管控模式,降低港口碳排放。如:通過精確的照度分析計算,合理布置作業照明LED燈具數量和位置,同時采用分段控制、自動調光等技術,降低照明電耗;通過精確的三維激光掃描,實現岸橋小車機構、起升機構的運行路線優化,在保證安全的前提下減少無效運動路徑,降低作業能耗。
推進先進節能降碳技術的應用,加快推進集裝箱和干散貨碼頭的自動化控制等先進技術的應用和推廣。
利用物聯網、云計算、大數據等信息技術,整合港口物流信息資源,形成港口物流企業、口岸監管單位、行業主管部門等信息互聯互通和業務協同機制。
鼓勵創新設計理念與施工工藝、綠色能源材料研制與技術研發。如全場設備資源調度工藝、無人機流動污染源監測技術、起重機勢能回收及超級電容技術等新技術、新工藝。
(六)加快建設能源自洽港口
充分利用港口區域的風、光、波浪、水等資源稟賦優勢,加大風能、太陽能等多態清潔能源的開發利用力度,開發集中式風電、光伏項目資源,提升風能、太陽能、氫能等清潔能源在港口中的使用比例,推動港口由能源消耗者向能源消耗者、能源供給者雙重角色轉變,在有條件的港口,加快推動實現港口能源自洽。
推動智能微網、能源監控平臺等配套措施完善,建立“風、光、儲、荷”一體化的多態能源供應體系,優化“源、網、儲、荷”配置方法,最大限度地使用港口風光等電源,降低棄風、棄光率,實現清潔能源高效利用,實現多態能源供給與港口負荷的動態匹配。
(七)完善全過程用能管理
通過智能化、節能管理、節能改造等手段提高能源利用效率,降低柴油、汽油等化石燃料的消耗和來自化石燃料的電力使用。建立低碳能源智能管控系統,集成能耗管理、智能用電監測、照明控制、岸電監測等,實現能源環境監測管理。通過能源智能調配,大幅提升管理水平和用電設備安全水平。
(八)破解瓶頸制約,加大新能源的政策支持
新能源發電系統的建設需要相關政府部門在海域、土地使用等建設審批方面予以政策支持。由于目前電力驅動、氫能驅動港口水平運輸車輛和集疏運車輛造價較高,在一定程度上阻礙了清潔設備的推廣使用,建議對清潔能源驅動裝備應用給予資金等政策支持。鋰電池、氫氣屬于危貨,在港區內開展換電站、加氫站等清潔能源供應基礎設施建設審批困難,建議在建設審批方面給予政策支持。建議由港口統籌防波堤風電開發,提升港口清潔能源供應能力。
(九)推進港口碳足跡標識認證,研究建立港口碳排放評價體系
通過推進綠色低碳技術研發和推廣應用,圍繞計量、監測、檢查、標準、認證等方面,大力提升相關機構在港口設計建設期、運營管理期的碳足跡追蹤能力,提出適合港口碳足跡評價的方法和標準,研究建立統一的港口碳足跡評價標準體系,促進港口設施設備與工藝低碳化改革。
參考文獻:
1.天津政協網. 關于以能源轉型為抓手 全面推進零碳港口建設的建議[EB/ "OL]. (2022-8-10) [2023-1-31]. www.tjszx.gov.cn.
2.劉磊磊,楊榮,康仲飛.零碳港口建設路徑研究[J].交通節能與環保,2021,17(05):14-17+26.
3.人民資訊. 綠色低碳,山東港口“十四五”準備這樣干[EB/OL]. (2021-5-27) [2023-1-31]. https://baijiahao.baidu.com/s?id=1700874904936198655amp;wfr=spideramp;for=pc.
4.人民資訊. 全國港航領域首發 山東港口發布綠色低碳港口“十四五”規劃[EB/OL]. (2021-6-5) [2023-1-31]. http://k.sina.com.cn/article_7517400647_1c0126e47059013mdf.html.
5.深圳市人民政府. 深圳市人民政府關于印發《深圳市綠色低碳港口建設五年行動方案(2016—2020年)》的通知[EB/OL].(2016-6-1) [2023-1-31]. http://www.sz.gov.cn/zwgk/zfxxgk/zfwj/szfh/content/post_6577473.html.
6.李輝.我國綠色生態港口發展現狀及對策研究[J].中國水運(下半月),2020,20(02):27-28+37.
7.蔣凱.我國生態港口建設現狀和發展對策[J].港口科技,2021,(11):16-19.
8.錨定“雙碳”,看中國港口的綠色智慧.光明網[EB/OL].(2022-12-20) [2022-07-12].https://m.gmw.cn/baijia/2022-07/12/35877475.html.
9.碳中和背景下我國綠色港口建設發展路徑探討.中央財經大學綠色金融國際研究院[EB/OL].(2022-12-20) [2021-10-27].https://mp.weixin.qq.com/s/EvJ7WDEW3jxwWp0rpMN7Jg.
作者:劉長儉、黃川,交通運輸部規劃研究院;耿志鑫,大連海事大學;鄒明,寧波舟山港股份有限公司;周齊齊,中交第四航務工程勘察設計院有限公司