靠港船舶硫排放控制措施与政策研究*

周亮

（交通运输部，北京100736）

靠港船舶硫排放控制措施与政策研究*

周亮

（交通运输部，北京100736）

文章以中国最大港口上海为例，通过分析靠港船舶排放现状和船舶污染物排放特征，借鉴国际上相关国家及地区的经验，分析靠港船舶硫排放控制或其它替代措施的利弊，提出靠港船舶硫排放控制措施与配套的政策建议，为政府决策提供参考。

靠港船舶；硫排放；控制；政策

随着世界人口的不断增加和人类活动的不断频繁，化石燃料的消耗也不断增加，燃烧排放的废气中主要包括了二氧化碳（CO2）及少量的一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）、硫氧化物（SOx）、碳氢化合物（HC）和燃烧未充分的碳粒（PM）。NOx、HC在阳光照射下会发生光化学反应生成臭氧（O3），SOx和NOx是形成酸雨的主要因素，CO2、CO和HC均会引起温室效应。它们对人类所生存的地球表面、地球大气和人类自身产生了严重的影响和破坏。交通运输是化石燃料的消耗大户，船舶，特别是远洋船舶由于可以燃烧硫含量高达3.5%m/m的船舶燃料油，比陆上交通工具燃烧同样重量燃料所排放污染物会高很多。

中国是港口大国，港口活动的增加，特别是在港船舶数量增加，对港口所在地区环境带来的影响也在逐渐增大。面对日益严重的船舶大气污染，国际海事组织和发达国家、地区都已采取了积极的应对措施，很多发达国家与地区已利用立法的形式来控制船舶大气污染物的排放。与国外发达港口城市相比，中国港口船舶污染控制不论从法律法规还是管理技术、控制水平方面均存在较大的差距。该课题研究拟以中国最大港口上海港为例，通过分析靠港船舶排放现状和船舶污染物排放特征，借鉴国际上相关国家及地区的经验，分析靠港船舶硫排放控制或其它替代措施的利弊，提出靠港船舶硫排放控制措施与配套的政策建议，为政府决策提供参考。

一、上海港船舶大气污染物排放的现状和特征

（一）上海港船舶大气污染物排放现状

上海作为我国最大城市和经济中心，其大气污染物控制与治理一直走在全国前列。根据2012年上海市环保局公布的数据，上海市常规污染物呈下降趋势，但是细颗粒物（PM2.5）自2012年6月27日开始按照国家规范监测以来，平均值大大超过国家二级标准（年均值35g/m3）。

上海作为大型港口城市，水路运输为城市创造了显著的经济效益，同时，船舶大气污染物排放也给城市带来了不容忽视的环境空气质量影响。上海市环境监测中心对上海市主要大气污染物（PM、PM10、PM2.5、SO2、NOx）进行了估算，并按照其来源进行了统计。船舶对上海市各类大气污染物总量的贡献主要集中在SO2和NOx，均为12%；对全市PM2.5的直接排放分担率为6%。其中在港作业的远洋船舶SO2、NOx和PM2.5排放量对全市排放清单的分担率分别达到8.1%、6.3%和3.5%。无独有偶，《2011年香港排放清单报告》显示，香港水上运输的SO2、NOx、PM2.5排放总量不仅居各种运输方式之首，甚至超过了公用发电的排放量。船舶排放对相关大气污染物贡献已远远超出人们的想象。

从上海港船舶大气污染物排放的现状来看，NOx和SOx的排放控制将是治理重点。但考虑到目前国际上对SOx治理的技术较为成熟，且国际海事组织的相关规定将于2015年1月1日生效，而NOx脱硝技术在船舶上的应用尚不成熟，国际海事组织已将相关规定的生效时间由2016年推迟到2021年，因此，课题研究重点是针对船舶的硫排放控制，通过控制硫排放也能附带解决船舶废气中颗粒物质（PM）的问题。

（二）上海港船舶大气污染物排放特征

课题研究的船舶大气污染物排放计算，包括了所有进出上海港并停靠码头作业的船舶，但对途径上海港水域未停靠码头的船舶大气污染物排放未计算在内。

鉴于现有条件下无法做到对每艘进出港船舶的排放进行实际检测和计量，只能在相关船舶统计数据基础上进行测算，课题研究采用了上海环境监测中心对船舶污染物排放计算的方法，即动力法对船舶排放量进行计算。根据上海海事局2010～2012年进出上海港船舶签证的统计数据，通过对进出签证数、船舶种类、吨位分布、运行工况、排放因子和燃油校正因子等多要素开展调查和分析，获得了不同船舶类型和运行工况条件下大气污染物和温室气体排放总量，并结合船舶自动识别系统(AIS)确定的大气污染物和温室气体的排放空间分布，可知其污染物排放比例，如表1所列。

由表1可见，占进出上海港船舶总数不足3%的国际航行船舶排放了PM和SOx总量的60%和68%，其他大气污染物及温室气体的排放比例也高达40%以上。国际航行船舶是上海港船舶大气污染的主要排放源，应作为治理的重点。

根据对船舶污染物排放量与航次、总吨的关系研究，发现船舶大气污染物排放量与航次及总吨的乘积成正比。同时，将国际船舶与沿海船舶的总吨与艘次的乘积对比，可以看到，虽然国际船舶航次较少，但是其航次与总吨的乘积却是沿海船舶的2～3倍左右，这说明国际船舶的大气污染物排放将是沿海船舶的2～3倍，这也与国际船舶及沿海船舶的大气污染物排放测算值相似。

在排放的区域分布上，国际船舶大气污染物排放非常集中，超过90%的排放量都集中在浦东与洋山辖区。其中，浦东辖区国际船舶排放的污染物占比最高，约为57.7%，其次为洋山辖区（34.6%）。在不同船舶种类的排放分担方面，集装箱船占比最高，其排放的各类大气污染物及温室气体占比都高于89%。因此，集装箱船的大气污染物排放控制是上海港对船舶大气污染物排放控制的重点。

通过对船舶在航行状态（注：进出港口）和停泊状态工况下的大气污染物排放量进行计算，仅以2012年国际航线船舶为例，靠港船舶停泊状态排放量大于航行状态，其中，停泊状态污染物排放约占总排放量的56%，这当中辅机排放量约占停泊期间排放量的73%。解决靠港船舶停泊状态下大气污染物排放问题是关键。

二、国际上船舶硫排放控制的相关政策法规和经验

（一）相关国际公约的要求

自20世纪80年代始，国际海事组织（IMO）海上环境保护委员会（MEPC）就一直致力于船舶造成空气污染的改善。经过二十多年的发展，形成了完整的防止船舶废气污染的国际公约，这就是《经1978年议定书修订的＜1973年国际防止船舶造成污染公约>》（简称MARPOL公约）附则VI《防止船舶造成大气污染规则》，提出了船舶废气排放的标准以及相关的技术导则。中国作为公约缔约国之一，该公约已对中国正式生效。

表1 上海港不同航线船舶主要污染物排放分担率

附则VI的内容包括限制船舶NOx、SOx和PM的排放控制要求，允许缔约国向国际海事组织申请设立排放控制区，在排放控制区内，对国际航行船舶排放采取更为严格的控制。公约规定，在全球范围内，从2012年1月1日起，船舶燃料油的硫含量限值为3.5%（质量百分比），到2020年1月1日硫含量限值后降低至0.5%m/m，对于排放控制区，设定为1%m/m，并自2015年1月1日起会进一步收紧至0.1%m/m。同时还将限制NOx排放。

目前，附则VI指定的全球排放控制区有4个，欧洲的波罗的海区域和北海区域、北美区域、美国加勒比海区域。其中波罗的海和北海这两个排放控制区仅是控制SOx的排放；北美排放控制区和美国加勒比海排放控制区限制排放SOx、NOx和PM这3种污染物。随着研究机构对船舶废气污染程度和危害的研究，各国政府已逐渐意识到控制船舶废气污染的紧迫性，排放控制区已有不断扩大趋势。中国香港特别行政区从2011年开始就积极与中央政府协调，希望联合澳门特别行政区和广东省在珠江三角洲建立一个排放控制区，计划在2015年1月1日实施燃油最大硫含量不超过0.1%m/m的标准，并于2016年将NOx排放等级提高到Tier III的水平（现已推迟到2021年）。如果香港关于在珠三角设立排放控制区的申请通过，那么这将会成为亚洲第一个排放控制区。

（二）区域性和地方性政策和措施

除IMO公约对国际航行船舶的普遍性规定外，世界上有关国家和地区在区域或地方层面采取了不同的硫船舶排放控制政策，如表2所列。除此之外，其它采取的等效措施还有船舶废气清洗系统、使用液化天然气（LNG）作为混合动力和纯动力燃料等。

从表2看，在船舶排放控制方面，欧洲和美国明显地领先亚洲。在实施途径方面，欧盟对船舶大气污染物排放的相关政策是强制性的，对实施范围内所有船舶一视同仁，这使得船公司所增加的改造和营运成本在同一水平上，避免了为达到环保要求而造成船公司之间的不平等竞争。由于，欧盟国家社会整体环保意识较强，且有相应的经济承受能力。因此，相关政策得到了较好的实施。MARPOL公约附则VI中使用0.1%低硫燃油的实施时间整整提前了5年。实施相关政策后的减排效果也是显而易见的。以欧盟最大排放国德国为例，NOx和SOx的排放量分别从1990年的2875吨和5292吨下降到2011年的1 293吨和445吨，降幅达到55%和91%。

美国联邦政府和有关州政府除出台相应强制性法令限制生产、销售和使用硫含量超标的燃油外，还运用了一系列配套的经济鼓励措施。如西雅图港对船舶靠港时使用清洁燃油的奖励政策，长滩港对进港船舶减速航行减免码头费的绿色旗帜计划和洛杉矶港推出的自愿环保船舶指数计划等。

中国香港地区通过民间自愿原则发起了《乘风约章》（Fair Wind Charter），并得到了特区政府的支持，通过减免港口使用费和灯标费，帮助《乘风约章》的成员抵消由于使用低硫燃油引起的额外支出，藉此鼓励船舶停泊香港时转用更清洁的燃油。

表2 为船舶减排而采取的区域或地方控制措施

综合国外相关政策措施，中国可借鉴的是硫排放控制政策制定应按照分阶段、循序渐进的原则进行，先从自愿型的、柔性的开始，过度到强制性的、刚性的；从较为宽松的标准，过渡到严格的硫排放控制标准；从靠泊时，过渡到进出港口；奖励政策从对船舶的优先进出港的柔性奖励，到根据奖励计划进行经济奖励。

三、对上海港靠港船舶实施硫排放控制相关措施可行性分析

（一）提倡靠港船舶使用低硫燃油

船舶使用低硫燃油，可以显著降低SOx和PM的排放。以2012年上海港国际航线船舶的数据为例，经过测算，如使用含硫量不超过0.5%m/m的燃料油代替现有燃油，SOx和PM2.5的排放总量将分别下降82%和75%；如使用含硫量不超过0.1%m/m的燃料油，SOx和PM2.5的排放量将下降96%和83%。以一艘5600TEU的集装箱船停泊24小时消耗12吨燃料油为例，若使用含硫量不超过0.5%m/m的低硫燃油，其SOx排放减少量相当于上海市5万辆出租车营运16天的排放量（按每辆车每天行驶500公里，使用93号汽油，每百公里油耗10升计算）。由此可见提倡靠港船舶使用低含硫量燃料油的减排效果十分显著。

船舶使用低硫燃料油带来直接减排效果的同时，应当看到这项政策的实施也有一定的弊端，主要是成本的增加。使用低硫油将使船舶的燃油成本上升，按照硫含量降低的程度，燃油价格将增加100～400美元/吨。同时，还将增加船舶改造费用。燃油脱硫处理后，导致很多特性都发生了显著变化，原有重油/船用柴油设计的船舶燃油系统需要进行改造，否则可能导致设备故障。此外，对于燃油生产厂商和供应商也要增加相应的成本。

（二）采用废气清洗（ExhaustGasCleaning(EGC)）系统

IMO通过的《废气清洗系统导则》规定，船舶若使用正常硫含量的燃料油，则应采用经船舶船旗国主管机关按《废气清洗系统导则》认可的废气清洗系统将船舶包括主副推进机械的SOx排放总量减少至4.0g/kWh或更少；或采用合适和可行的任何其他技术方法，能将SOx排放限制在同样的水平。

试验表明，作为硫排放控制的替代措施之一，硫排放废气处理装置（洗涤塔）可以很有效的将船舶SOx排放减少90%以上，PM排放减少达到30%～70%（根据不同类型的洗涤塔技术而不同）。欧洲海事安全局组织的一项研究表明，与使用馏分燃料油相比，洗涤塔具有较高的成本效益，1年左右就可以收回成本，是符合排放控制区的硫含量限制的最便宜选择。但目前洗涤塔还没有在船舶上正式采用。主要原因有：一是洗涤塔需要占据一定的空间，而船舶本身空间有限；二是洗涤塔需要使用大量淡水，而船舶淡水有限，若用海水淡化技术，需要额外增加设备，成本很高；三是洗涤塔产生的洗涤废水酸性较强，不能随意排放到海水中，只能船舶到港后排放到专门的接收设备。目前，中国已组织开展脱硫设备研发，这将打破国外技术与价格垄断，为其国产化和广泛使用奠定技术基础。

（三）船舶靠港时使用岸电

船舶靠泊码头时使用陆上电源对船舶进行供电，此时船舶的辅机停止使用，从而能实现船舶靠泊时的大气污染物零排放，是欧美国家港口的普遍做法，中国也在积极推动。该措施一是技术较为成熟；二是港口和船公司在技术及设备设施改造上都有较强的可操作性和较易的可实现性，是理想的替代措施。但港口和船公司都需要一次性较大的改造投入和设备设施投入。此外，港口向船舶与我国现行的电力供应政策（电力负荷、销售政策）也需进一步协调。

（四）使用清洁燃料

替代燃料油的清洁燃料包括天然气（LNG）、生物质燃料等。天然气与燃料油相比，NOx和SOx的排放量大幅减少，是理想的绿色能源。船舶发动机可使用单一气体燃料（天然气）或双燃料（天然气和燃料油），此替代措施可以大幅度地减少大气污染物的排放。目前，中国船级社已颁布了《天然气燃料动力船舶规范》，中国已开展了多年内河船舶的试点应用，相关技术逐步成熟，试用范围逐渐从内河扩大到沿海，是今后的一个发展方向。但目前来看，基础设施特别是码头加气站的建设才刚开始起步，形成规模需要一定的时间，且国际航线船舶由于航程远，需要携带的燃气量大，储存装置成本高，目前未到全面推广阶段。

综上所述，在上海地区对靠港船舶实施硫排放控制，技术上是可行的，只是影响到各相关方的经济利益，需要付出一定的经济代价，但有利于减少大气污染，提高公共健康，符合以人为本的发展理念。上海港是世界大港，在欧美发达国家港口不断提高环境质量要求，实施硫排放控制的大趋势下，上海港也需要跟上国际步伐。同时，上海港靠港的国际航线船舶主体是集装箱班轮，在班轮航线挂靠的境外有关港口已先期实施相关控制措施的背景下，上海港跟进采取有关措施，阻力相对会较小。政府应当主动作为，在积极宣传，做好与各相关方有效沟通，平衡各方利益的同时，分阶段、有步骤的推进上海地区靠港船舶硫排放控制，并采取相应的经济鼓励政策和奖励计划。

四、相关政策建议

考虑中国的实际国情并借鉴国外的经验，建议对停靠上海港的国际航线船舶实施硫排放控制可分两个阶段进行：（1）自愿和鼓励阶段，实施期为1～2年。在这一阶段，可引导国际航线船舶自愿在停靠码头泊位后1小时内船舶辅机和锅炉转换使用硫含量低于0.5%m/m的燃料油，在离开码头前1小时可以开始转化为正常的硫含量的燃料油。港口对于自愿实施硫排放控制的船舶在下一季度开始时予以优先靠泊。同时，由政府制定奖励计划从节能减排专项资金中专门安排资金对这类船舶进行奖励。在第一阶段结束前的半年内，由政府相关主管部门对政策的实施效果进行评估，结合其他配套措施的进展情况，综合考虑此阶段是否调整；（2）强制实施阶段。在第一阶段结束后，通过发布相关政策，将针对国际航线船舶停靠码头期间的硫排放控制调整为强制性规定，即国际航线船舶靠泊时辅机和锅炉必须使用含硫量低于1%m/m的燃料油，对于未遵照执行的船舶予以经济惩罚。在条件成熟时，可要求国际航线船舶在靠泊期间使用一定比例的岸电，比例可从低起步，逐年提高。政府对于使用新技术、清洁燃料的船舶根据奖励计划予以经济奖励。

政府每1～2年对实施政策进行评估，并结合国际法规和欧美国际相关政策的最新动态，以及低硫油供应情况，对政策进行调整。逐步将船舶硫排放控制从靠泊时扩展至进出港的全过程。同时，不断降低硫排放控制的硫含量标准，在时机成熟时，调整到硫含量不大于0.1%m/m。

与此同时，还应当加快码头岸电供应基础设施建设，鼓励船舶进行相应接口改造，制定出合理的岸电收费规则，加快推动岸电的使用。政府相关部门还应考虑到硫排放控制的可获得性和成本，及时立项进行硫排放尾气处理装置的研发和产业化，并统筹考虑氮氧化物（NOx）的排放技术研究。

上述针对上海港的国际航线船舶实施硫排放控制政策仅是迈出解决船舶大气排放污染的第一步，其实施将在经济和社会效益方面产生积极的影响。在上海试点取得成效的基础上，可扩大实施范围，积极推进在中国沿海海域设立硫排放控制区，以改善整个沿海人口密集区域的空气质量。

[1]陈岩，姚天之.气候变暖与世界港口发展新阶段.商场现代化，2010,（12）.

[2]交通运输部.2013年交通运输行业发展统计公报[N].中国交通报，2014-05-13.

[3]伏晴艳，沈寅，张健.上海港船舶大气污染物排放清单研究[J].安全与环境学报，2012,（10）.

[4]周华斌.“武家嘴57”轮国内首试海船LNG动力改造[N].中国交通报，2014-06-03.

[5]汪昱卿.我国首艘双燃料动力船舶成功“试吃”[N].中国交通报，2014-06-18.

[6]中国人民共和国环境保护部.2009环境年报、2010环境年报、2011环境年报、2012环境年报[EB/OL].http://zls.mep. gov.cn/hjtj/nb/.

[7]上海环境.上海环境统计年报及公报[EB/OL].http://www. sepb.gov.cn/fa/cms/shhj/shhj2072/index.shtml.

[8]香港环保署空气科学组.2011年香港排放清单报告[R].香港：香港环保署，2013.

[9]孙化栋.船舶硫氧化物排放的控制[J].世界海运，2012,（35）.

[10]李敏，陈轩.MARPOL73/78附则VI的进展研究.中国水运，2008,（7）.

[11]吴家颖，高慧嘉，冯淑慧.共同迈往优质生活区：设立珠江三角洲排放控制区[J].思汇，2013,（11）.

U677；X511

A

2095-4263(2014)01-0003-05

2014-06-10

*本文为交通运输部党校2014年春季学期处级干部进修班课题组研究报告，课题组组成员：罗宁、罗雷、徐立、杨新明、周亮，作者为报告执笔人。