船舶排放控制区（ECA）与船舶进入ECA区域的措施

刘新亮

摘 要：在过去，人们总把重点放在陆地交通以及航空交通运输所造成的环境污染上。然而近几年，多方研究报告表明，一直被忽略的水上交通运输也是环境污染的重要源头之一。船舶是水上交通运输的主要工具，而且是产生可吸入粉尘颗粒、NOX和SO2的主要源头。因此，为了减少船舶污染物给大气环境所带来的污染，各国政府设立排放控制区。本文旨在寻求船舶进入排放控制区的措施，为航运企业应对更加严格的排放控制要求提供技术支持。

关键词：排放控制区 船舶废气 MARPOL公约 应对措施

1.船舶ECA的形成背景

船舶造成的环境问题，尤其是在港口、内陆水道以及某些航路集中、船舶通航密度大的海域，在这些海域，船舶的节能减排已跃居首要问题。国际海事组织所提供的资料显示，截止到2014年末，船舶每年排出的硫氧化物已高于700万吨，约为空气污染物排出总量的4.5%。2012年美国海运环保部门给出的研究成果显示，运输船舶所排出的有害漂浮物已是造成空气污染的主要原因。2012年，国际上所监测出的空气中NOX含量为35%，且大部分来源于船舶，现在海运船舶排出的废气中有害漂浮物的年均总量相当于所有机动车尾气所排出有害物质的45%左右。

在环境污染防控方面，IMO从以前只注重海上船舶对海洋环境的污染问题，后期开始着眼于其对大气环境的污染方面的研究，形成了水空一体化的控制格局。MARPOL公约附则VI正式通过，该公约旨在解决船舶造成的地区性大气控排问题，内容主要包括：增加相关术语释义、添加了实习期船舶控排手段的免去前提、船舶耗费臭氧物质系统的备案条件、修订及补充了关于船舶发动机NOX排放Tier I、Tier II、Tier III标准（即为现行全球区域标准、全球区域标准、排放控制区标准）、修订了燃料油硫含量相关标准、补充了关于船舶产生VOC物质相关的管理计划、燃料油可获得性的相关规定及要求等。

2.船舶ECA的由来

ECA定义为排放控制区，英文意思是Emission Control Area，其包括氮氧化物（NOX）排放控制区和硫氧化物（SOX）排放控制区。2008年的国际海事组织大会上采纳了MARPOL公约1997年议案和与其相关的6个决议案，并把该议案纳入了《防止船舶造成大气污染规则》，而且将其作为MARPOL公约的附则VI。该公约附则VI对船舶排出废气中的SOX含量给出限定，划定了SECA及NECA的上限值，并提出了燃料油硫含量的全球上限值，MARPOL公约附则VI修订案2008要求自2012年初开始执行，全球重质燃料油的硫含量从4.5%下降到3.5%，全球范围内现在正在执行的是3.5%，而从2020年开始，国际船舶重质燃料油的硫含量必须下降到0.5%。在开始执行控排区的海域规定更加的严格，在硫控排区域内，自2010年7月初开始，船用燃油硫含量不得高于1%。从今年1月1日开始，船用燃油硫含量必须低于0.1%。

3.船舶进入ECA的一般措施

为满足公约附则VI排放控制的要求，应对日益增多的ECA区域，减少废气中污染物的排放，各种应对措施陆續出现，总结起来主要有以下六种。

3.1废气清理系统

船舶废气清理系统通过利用淡水、海水或化学品等对船舶排放的废气进行清洗，以达到将废气中硫氧化物基本清除的效果。使用此项技术必定会引起船舶在结构上产生较大程度的变化，相关资金投入较大，清洗后的残留液体仍需处理，这样仍需大量资金的投入。然而与使用价格昂贵的船用轻柴油相比，加装船舶废气清理系统可以让船舶继续燃用重油，长远来看，该方案更加的经济。现在，很多国外航运企业使用这一方案，对于船舶废气清理系统而言，其黄金时代即将到来。

3.2低硫燃料油

现在船舶广泛采用的重油的含硫量一般在2.5%上下，最大含量为3.5%，此种燃油被称为高硫燃油，据统计，截止到2014年底，全球大部分船舶还没有安装废气滤清系统，在应对公约的要求方面，多是采用更换低硫燃油（LSFO），此种方法被称为：换油法。更换LSFO可以大幅度降低硫氧化物的排放。但是现在硫含量较低的LSFO供应十分紧张，而且相对于传统燃油而言，成本昂贵；使用LSFO的船舶，还必须对主机及辅机燃油系统进行改造，这是因为低硫燃油的粘度较低和润滑性较差，改造的费用较高。

3.3燃料电池

燃料电池是根据电化学原理通过化学反应将产生的能量转变成电能的供电设备。

从表面上看，一般的燃料电池包括正、负两极（其中负极为燃料的电极，而正极则为氧化剂的电极）和电解液体构成，和普通电池相似，可是它们之间的区别就在于前者可以向外输出电能，而后者只能够储存电能。普通电池一般是把活性物质贮存于电池内部，所以电池容量有限。通常使用的燃料电池其正极和负极自身不含易氧化反应的材料，而仅是具有催化切换的功能，使用过程中只需连续不断地向它提供氧化反应的材料，它便可以把燃料中的能量经过一系列反应释放出转化为电能输出，“燃料电池”的名称也是因此而得。从理论上讲，只要能够不断地向其输入反应物，且能确保不断地排出反应产物，那么燃料电池便可源源不断向外发电。

3.4生物柴油

生物燃料也称生态柴油，是用生物质组成和提取制成的燃料，其形态可以分成固体、液体和气体三种。生物燃料在早期阶段一般是以油料作物（如棕桐、油菜等） 、谷类作物（例如玉米、小麦等）或糖类作物（如甘蔗、甜菜等）作为原料，但由于它的生产制作与人类食品安全息息相关，所以这种燃料的使用备受争议。后来研究出现了第二代生物燃料，它的原料主要是农林废弃物（如秸秆、锯末、甘蔗渣、稻糠等），这种原材料制成的燃料的优点在于：①不破坏生态；②可以有效减少温室气体的排放；③不影响生物多样性的特征。

3.5可再生能源

可再生能源一般是利用风力、太阳光照的热能或波浪的推力等循环不竭的能量，将这些能量转换成电能以供船舶行驶所用。

3.5.1风能

使用风力发电时，一般要求使用重量较轻的原料，一方面是可以增加船舶的载重，另一方面在方向调整时可以减少能量的消耗。一般船上的风能设备能进行多角度调整，以便其能够找到最好的角度利用风力，从而产生电能来推动船舶航行。但是，这种能源具有区域和时间性，其运用于船舶的可行性还需要论证。

3.5.2太阳能

太阳能是利用太阳能电板吸收太阳光照的能量将其转化成电能的过程，尤其对于同时利用风能和太阳能的船舶，在船舶无法使用风能推动的情况下，可以利用太阳能继续船舶的航行，而且可以把多余的太阳能保存在船上，以备后用。

3.5.3波浪能

波浪能的应用主要是使用波浪的推力，使其作用于船舶的涡轮装置，将动能转化成电能，从而产生动力来推动船舶航行，这与水力发电具有同样的原理。

以上这些新能源虽然不存在气体或颗粒物的排放问题，但它们的实现大多依赖于天气条件，因此要将它们大规模地应用于船舶动力的可行性不高。

3.6液化天然气（LNG）

使用液化天然气作为船舶燃料，可以有效的减少船舶废气中污染物的排放，尤其是CO2、NOX、SOX和颗粒物等，而且全球的天然气總和很大，其利用对技术的要求较低。从价格角度考虑，液化天然气的价格与传统燃油相比，在得到同等能量的条件下，改用液化天然气能节省约三成到五成的运营成本。另外，液化天然气与其他燃料油相比，具有诸多优点，它在挥发的情况下，比重较小，一旦暴露在空气中就会立刻消散，因此不会对环境造成破坏。

液化天然气在船舶动力的应用方面所涉及的技术、设备及标准已较为完善，目前已有一些船舶在使用液化天然气。

4.结论

本章对船舶ECA形成背景和由来、范围及相关规定做了简单介绍，并重点介绍了船舶进入SECA区域时的相关应对措施，主要介绍了废气洗涤器、低硫燃油、燃料电池、生物柴油、可再生能源和LNG的应用，并且提出了各项措施所存在的问题，为航运企业应对排放控制区的限制提供参考。

参考文献：

[1]Young-Tae Chang， Younghoon Roh， Hyosoo Park.Assessing noxious gases of vessel operations in a potential Emission Control Area.Transportation Research Part D，2014.

[2]张喜.船舶排放控制政策的经济性评估[J].大连海事大学学报，2008，34.

[3]李志文.船舶温室气体减排国际立法的新发展及其启示[J].法商研究，2012（6）.

[4]吴炜蔚.对IMO关于二氧化硫减排提案的经济分析[J].大连海事大学学报，2008，34.

[5]杜颖魁.基于集散控制技术的烟气脱硫系统的设计与实现[D].电子科技大学，2012.

[6]Salma Sherbaz，Wenyang Duan. Operational Options for Green Ships. Journal of Marine Science and Application，2012.