浅析海事巡逻船舶实行船舶能效管理的方法和应用措施

郭东杰

（天津海事局 天津 300211）

近年来，海上船舶温室气体排放已成为全球关注的热点，全球海上船舶目前每年消耗约20亿桶燃油，二氧化碳排放量要超过20亿吨左右。同时，随着全球经济的快速发展，我国已成为能源消耗大国，节能减排工作引起了党和政府的高度重视。在2009年哥本哈根全球气候大会上，中国曾向世界承诺，到2020年中国单位国内生产总值二氧化碳排放量将比2005年下降40%—45%。交通运输部也出台了交通运输行业“十二五”期间节能减排约束性指标。我海事巡逻船舶积极开展船舶能效管理和节能减排工作，充分发挥水上交通运输主管机关的模范表率作用，引导水上交通运输企业走资源节约型道路，已是当务之急，为实现水路交通运输节能减排目标贡献自身力量责无旁贷。

1 国内外在船舶能效管理方面的动向和天津海事巡逻船舶的现状

2010年10月1日结束的国际海事组织海上环境保护委员会第61届会议（MEPC61），对船舶能效管理提出了系统性的要求，规定了船舶和有船单位的责任，将能效设计指数（EEDI）和船舶能效管理计划（SEEMP）纳入了《1973年国际防止船舶造成污染公约》 （MARPOL公约）附则Ⅵ框架内容，将对船舶能效管理提出强制要求，同时要求有船单位和船舶要获得能效管理认证。2011年7月15日，国际海事组织海上环境保护委员会第62届会议（MEPC62），通过了《1973年国际防止船舶造成污染公约》 （MARPOL公约）附则Ⅵ修正案，该修正案已于2013年1月1日生效，该修正案确定了“新船设计能效指数”（EEDI） 和“船舶能效管理计划”（SEEMP） 2项船舶能效标准，这两项能效标准将于2015年起施行。这是国际海事组织（IMO）历史上首次通过适用于所有国家船舶的与减少温室气体排放相关的强制性能效标准，也是人类历史上第一个专门针对国际海运的温室气体减排的法律文件。从2013年1月1日起，我国国际航行海船要强制性实施船舶能效管理。但截至目前，我国国内公务船舶尚未要求实施船舶能效管理。

天津海事局辖区目前配备9艘巡逻船舶，主要负责辖区内通航环境、通航秩序的维护工作、水上人命搜救及应急反应等工作。该9艘船舶大部分为老旧船舶和玻璃钢船，船舶能源利用效率相对低下；随着天津港口建设的高速建设发展，其辖区水域通航环境日趋繁忙，面临的水上交通事故风险不断增大，巡航和人命救助任务日益繁重，导致能源消耗和温室气体排放不断增加，所以实行船舶能效管理迫在眉睫。

2 海事巡逻船舶实行能效管理的具体途径

为降低船舶能耗、提高能源利用效率、减少CO2排放，天津海事局将积极发挥表率作用，履行社会责任，保护自然环境，按照相关国际公约、法律法规、标准及其他行业组织的要求，通过跟踪和分析船舶的能量消耗，建立提高船舶营运能效的机制，用系统的方法对船舶能效进行有效管理，以提高船舶能效水平。

2.1 建立考核办法和指标

引入EEOI计算模型，EEOI的计算以国际航海协会（IMO） 海上环境保护委员会（MEPC） 发布的关于船舶排放的临时导则作为依据，利用船舶发回的燃油日耗数据作为原始统计数据，先计算船舶任一时间、航次、航线的EEOI值，据此对船舶、航次、航线以各种方式进行分析、类比、选优，并保存优选的EEOI值作为该航线计算碳排放的EEOI标准。按照IMO制定的指南（MEPC.1/circ.684），海事巡逻船舶使用船舶能效营运指数（EEOI） 作为计算手段，使用平均EEOI作为监测船舶某段时间或多个巡航单元的能源利用效率。

船舶能效营运指数（EEOI）计算公式如下：

1） 其中一个巡航单元的EEOI基本表达式为：

2） 某段时间或多个巡航单元的EEOI平均值计算公式为：

式中：j为燃油类型；i为巡航单元数；FCij为在巡航单元i中燃油j的消耗量；CFJ为燃油j的燃油量与CO2排放量转换系数；D为对应于航行距离（海里）。

CFJ值如下：

CFJ（t-CO2/t-燃油）1.柴油/汽油 ISO8217 DMC至DMX级 0.875 3.206000 2.轻燃油（LFO） ISO8217 RMA至RMD级 0.86 3.151040 3.重燃油（HFO） ISO8217 RME至RMK级 0.85 3.114400 4.液化石油气（LPG） 丙烷 0.819 3.000000丁烷 0.827 3.030000 5.液化天然气 （LNG） 0.75 2.750000燃油类型 参照 碳含量

2.2 采用的具体措施

2.2.1 广泛宣传和培训

船舶能效管理是否有效，船舶节能降耗措施能否落到实处，关键在于船员。因此，做好船舶能效管理宣传教育，提高船员的节能意识，使船舶节能工作成为船员的自觉行动和习惯行为，加强船舶能效的考核，制定船舶能效的指标，是实现船舶能效管理目标的重要基础。

船舶要及时贯彻落实国家、地区等有关节能工作的法律、法规及政策要求，定期开展节能专题教育工作，让船员全方位了解节能方面的知识、技能和好的经验做法，熟悉船舶节能工作的具体措施和办法，培养船员注重细节，从点滴做起的良好节能习惯。加强对船员节能经济效益和社会责任的宣传教育，在船员日常生活中营造提倡节约、反对浪费的舆论氛围，养成节约用电、用水的良好习惯。

2.2.2 合理的航线设计、科学的巡航安排

航线设计的原则是安全、经济。在确保船舶安全顺利抵达目的地、顺利完成工作任务的前提下，兼顾经济效益和社会效益。为提高船舶调配水平、降低船舶能源消耗，在航次规划时应综合考虑船型、航程、气象、潮流、航行限制、航次时间、航次油水及生活必需品补充、船舶维修、水文气象等因素并遵循以下原则：

1）巡航水域原则。根据巡航水域合理调配船舶，对于锚地及油田水域要安排大型巡逻船；对于主航道、各港区水域尽量派遣就近值守船舶，减少航行里程。

2）任务合并原则。根据任务情况尽可能把任务合并，对于一艘船舶能完成的任务，不再安排另一艘船舶动船。

3）气象水文影响原则。综合考虑潮汐、风向、流向、水深等客观因素，在保障船舶安全和不影响巡航任务的前提下，船长应根据未来航区的海洋天气预报，制定合理的气象航线，尽可能达到最短航行时间、最小航行阻力、最小燃油消耗、最小船损等，从而降低成本，提高作业效率。

4）统筹安排原则。执行任务之前，深入研究任务情况，根据任务轻重缓急合理安排动船时间，认真落实执行任务的环节，做到有的放矢。做到统筹安排，科学调配，避免船舶多次往返、半途回航，或者因为准备不充分而造成的能源浪费。

2.2.3 合理压载和控制吃水差

船舶吃水的多少决定了船舶航行阻力的大小，船舶吃水和纵倾都将直接影响船舶能效。但船舶轻载时螺旋桨的沉没深度下降，影响推进效率，因此每条船舶开航前应通过压载水调节优化本船的吃水和合适纵倾，保证螺旋桨的完全浸没以确保螺旋桨的效率。

执行巡航任务时，船舶吃水差和压载，要满足船舶稳性要求。航行时，船舶可以根据实际情况适当调整船舶吃水差和压载，尽量减少长压载航行。

船舶在执行压载水操作及压载水管理过程中，应合理规划，减少压（排）水的随意性导致的重复性操作；合理利用重力自压方式，降低使用压载泵的动力消耗，最大限度提高船舶能效；认真执行压载水舱沉积物管理计划，定期冲洗控制沉积物积聚，减少不必要的能耗。

2.2.4 航速优化管理

航速优化能显著地降低能耗。航速要实现优化，应综合考虑船舶执行任务的性质、要求完成的时间、燃油价格、水文气象条件、该航线及航路对船速的要求和限制、船舶状况、燃油质量、船舶机器设备等因素，参照发动机制造商提供的功耗曲线和船的螺旋桨曲线的指标，采用相对应的主机转速，控制对应航速，同时考虑到低速运行可能会增加振动和炭黑，并根据主机负荷和耗油情况对船舶航速和螺旋桨转速作及时调整，做到真正意义上的航速优化。

船舶航行时尽量使用经济航速（主机额定功率的85%左右），避免盲目加速而增加能耗，但不应该超出必要的限度（通常情况下主机功率在70%-90%MCR范围内）保证主机状态正常，以能源消耗尽可能达到最低；船舶进港、抵达锚地的主机操纵，应适合早停车，充分利用船舶惯性冲程减少用车降低耗油，尽可能避免快车抵锚地高速倒车“急刹”的操作方法。

3 对比评价

表1 “海巡0203”轮和“海巡0204”轮2012年和2013年的能耗统计分析

从表1可以看出，2013年以来，两艘巡逻船运行船舶能效管理，船员节能意识显著提高，掌握了相关节能知识，在船舶航线设计、作业安排、合理压载、航速优化等方面做了大量工作，取得明显的降耗效果。从上表平均船舶能效运营指数average EEOI值表明，2013年船舶能源利用效率得到了大大提高，完成同样的工作任务的情况下，CO2排放值明显低于2012年。

4 结语

面对全球航运业节能减排和低碳经济的形势，海事巡逻船舶作为公务船更应该积极承担对人类环境保护的社会责任，示范引导水上交通运输企业走资源节约型、环境保护型道路。而巡逻船舶能效管理工作除了技术的革新、装备的升级以外，船员节能意识的提高和采用得当的节能措施，也是提高能效管理水平、降低CO2排放的有效途径。

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