能源替代防治我国船舶大气污染对策

蔡欧晨， 彭传圣

(交通运输部水运科学研究院， 北京 100088)

能源替代防治我国船舶大气污染对策

蔡欧晨， 彭传圣

(交通运输部水运科学研究院， 北京 100088)

为防治船舶大气污染,促使船舶使用岸电和低硫油，推动我国船舶排放控制区设立工作,研究梳理国际相关先进经验，调查我国实施这些能源替代措施的实际情况。从利益相关方的角度出发，分析政策实施在经济、政策、制度及技术等领域存在的问题和困难，提出强制性政策与激励性政策并行的解决方案。研究发现，岸电投资巨大和船舶换用低硫油保障基础不足是我国能源替代政策实施的主要瓶颈，建议解决途径为:通过政府公共投资和污染税种税收降低港口企业的岸电建设成本；依靠立法和财政补贴分类推动船舶企业使用岸电；利用经济和财政政策保障船舶低硫燃油供应与使用；通过立法加强船舶使用低硫油的海事和油品质量监管；内河船舶向沿海船舶采用的策略靠拢，逐步推动船舶采取能源替代措施。

水路运输;船舶；大气污染；岸电；换用低硫油

Abstract: The practical things about emission control zones in China is looked into. Alternative energy measures for emission control zones abroad, including shore power and low-sulphur fuel switching, are reviewed and the performance of these measures in China is investigated. The challenges brought forth by these measures to the government, port operators, shipping enterprises and oil enterprises are analyzed from angle of economy, policy, management system and technology. The situation in China is that vast amount of investment will be required for the shore power and plenty of work will be needed to support ships switching to low-sulphur fuel. The following solutions are suggested: to cover part of the cost of shore power facility construction of the ports by government public investments or pollution tax compensation; to encourage ship enterprises using shore power through legislation and financial subsidy; to ensure the supply and use of low-sulphur fuel by financial and economical policies; to improve the maritime supervision and the fuel quality control by legislation; to promote the use of the alternative energy measures in the inland water transport.

Keywords: waterway transportation; ship; air pollution; shore power; low-sulphur fuel switching

随着环境污染问题日益严重，船舶大气污染问题逐渐被人们重视。[1]目前的船舶废气后处理技术有很多种，包括废气洗涤脱硫脱硝、选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction，SCR)、废气再循环和柴油颗粒物捕集器等。但是,相关船载处理装备的研发和推广尚处于起步阶段，许多问题尚待解决，例如:废气洗涤脱硫脱硝产生的后处理物(大量的含硫、含硝废水)不易处理或储存；SCR工艺需船舶储存大量的催化剂等。

目前国际上普遍采用的大气污染防治手段是通过替代能源从源头上减少污染物排放，其发展方向包括(但不限于)利用岸电减少靠泊船舶排放,换用低硫油减少SO2和颗粒物(Particulate Matter，PM)排放及开发使用以液化天然气(Liquefied Natural Gas，LNG)为动力的船舶减少SO2,NOx和PM的排放。现阶段我国推广使用的LNG动力船舶存在动力差、安全性待论证和气价油价倒挂等问题，推广难度较大。较为成熟的能源替代措施主要有采用岸电和换用低硫油2种，这里就这2种措施在国内推广应用存在的问题与对策进行讨论。

1 国内外能源替代措施实施情况

1.1岸电

靠岸船舶使用岸电是目前最普遍采用的减少船舶大气污染物排放的措施之一。其优点是通过接入岸电来替代船舶副机发电，实现港界范围内靠岸船舶大气污染物零排放。[2]

美国和欧盟的各大港口目前均建设有岸电设施，美国加州更是颁布法律强制船舶使用岸电。[3]自2014年1月1日起，美国加州法典中关于强制使用岸电的条款生效，要求经营的货船靠泊加州港口的船公司必须依据法典不断提升其货船使用岸电的比例。法典针对的船型包括集装箱船(船公司船舶靠泊加州港口25次/a以上)、邮船(船公司船舶靠泊加州港口5次/a以上)和冷藏货物运输船；实施阶段的要求为船公司所属货船使用岸电的靠泊次数占全年总靠泊次数的50%(2014—2016年)、70%(2017—2019年)和80%(2020年起)。[4]

国内已在岸电领域做过很多尝试，交通运输部在“十二五”期间着力推广应用该节能减排技术。[5]全国很多地区都已发布方案推广使用岸电。[3]交通运输部在《船舶与港口污染防治专项行动实施方案(2015—2020年)》中明确提出,到2020年主要港口90%的港作船舶和公务船舶靠泊使用岸电，50%的集装箱船、客滚船和邮船专业化码头具备向船舶供应岸电的能力；2016年底前出台《码头船舶岸电设施工程技术规范》国家标准。该方案的主要任务细化了阶段性目标，提出“2015年底前，加大码头岸电推进力度，发布一批新的示范项目名单。2016年底前，积极协调配合有关部门建立靠港船舶使用岸电供售电机制；完善港口岸电设施建设相关标准和船舶使用岸电的鼓励政策。2018年底前，重点在珠三角、长三角、环渤海(京津冀)排放控制区主要港口推进建设岸电设施，鼓励其他港口积极推进船舶靠港使用岸电”。[6]

1.2船舶换用低硫油

船舶换用低硫油也是国际海事组织(International Maritime Organization，IMO)控制船舶大气污染物排放给出的主要措施,相比仅适用于靠泊船舶的岸电，其适用范围更广。《防止船舶污染国际公约》附则VI将船舶用油含硫量限值分为排放控制区(Emission Control Area，ECA)和ECA区域外的一般水域。国际上广泛采用船舶换用低硫油的措施，美国加州、欧盟及中国香港等国家和地区对本海域内的船舶用油含硫量都有或曾经有比IMO更严格的规定。[3]图1为2008—2025年依据IMO相关法规，欧盟和美国加州管辖海域内航行船舶用油含硫量的限值水平。自2015年1月1日起，ECA内航行船舶的燃油含硫量须≤0.1%，ECA外燃油含硫量限值仍保持在3.5%。IMO计划到2020年将ECA外的限值水平提高到0.5%，但有可能因全球石化行业的低硫燃料油供应不足而将实施日期推迟到2025年。

图1 2008—2025年IMO船用燃料油含硫量标准限值

香港曾实施《乘风约章》和为期3 a的“泊岸转油计划”，以自愿参加和减免吨税的方式鼓励船舶在靠泊期间使用硫含量限值0.5%的燃油。[3-4,7]但是,其激励效果有限，船舶公司表示政府补贴只相当于换油成本的40%左右，无法覆盖所有成本。[3]为增强政策的有效性和强制性，香港有关部门制订《空气污染管制(远洋船只)(停泊期间所用燃料)规例》，要求自2015年7月1日起,靠泊船舶必须使用含硫量限值0.5%的低硫船用燃料、LNG或环护部门认可的其他燃料。受香港影响，深圳出台《深圳市港口、船舶岸电设施和船用低硫油补贴资金管理暂行办法》鼓励靠泊船舶换用低硫油，对靠泊期间换用含硫量限值0.5%的低硫油的船舶进行油价差价全额补贴。[7-8]2015年12月,交通运输部发布《珠三角、长三角、环渤海(京津冀)水域船舶排放控制区实施方案》，在设立的三大排放控制区内试点实施船舶换用低硫油强制政策。该方案分阶段、分区域实施，在排放控制区内又区分核心港口和一般港口。根据方案要求:2016年排放控制区内有条件的港口可率先强制靠泊船舶使用硫含量限值0.5%的低硫油；2017年核心港口靠泊船舶须使用硫含量限值0.5%的低硫油；2018年将强制范围扩大到排放控制区内所有港口；2019年，除了靠泊期间，进入排放控制区的船舶都要换用低硫油。[9]

2 我国能源替代措施面临的问题

2.1岸电

我国推广岸电面临的主要问题是各种技术、标准、规划和制度因素导致推广岸电所需费用较高，而现行的激励性政策使得资金来源有限，导致企业推广使用岸电的动力较差。造成推动岸电所需费用较高的因素包括以下几点。

1) 大多数已有码头在建设时未考虑建设岸电设施，因此无论是空间上还是码头所需电量上，均未给岸电设施留出空间。加装岸电设施需修改规划以留出空间，面临较大的审批困难；同时,用电增容的费用较高，目前港口企业不愿承担这部分费用。

2) 船岸用电电制尚无国际统一标准，加装岸电时所需改造费用高昂。目前世界上各主要港口的岸电系统多适配6 600 V/60 Hz的高压电制，除大型集装箱船和配设电力推进系统的半潜船采用该电制外，其他商船基本上都采用440 V/60 Hz的低压电制。国内港口使用的是380 V/50 Hz的电制，加装岸电需既配备高压变频又配备低压变频岸电设施。此外,对于船公司，船上岸电接入设备的改造费用也较高。因此,在没有强制性规定的情况下，船公司没有加装岸电接入设备的意愿。这也导致港口建设岸电设备的巨大投资无效，更降低了港口企业投资建设和运行管理岸电设施的意愿。

3) 当靠岸船舶接入岸电时，由于岸电与船电不相容，不能并网运行，因此需“调制”再关停船用发电机。离岸时，需开启船用发电机,与船舶电网并电后再断开岸电的连接。[10]而在人工接入或断开岸电时，由于船用发电机处于运行状态，给操作人员带来巨大的安全风险，因此需专业人员花费较长时间操作。对于已强制使用岸电的美国加州，其港口接纳的主要是集装箱班轮，靠泊时间较长，且有法规强制执行，船舶公司不得不使用岸电;而国内集装箱船一般靠泊时间较短，且目前航运市场低迷，使用岸电经济性较差。在没有强制性法规要求和补贴政策的情况下，船公司使用岸电的意愿不高。

4) 从2014年起，国际油价一路下跌导致船舶用油成本下降，国内地方政府指定的岸电售价相较船舶用油发电成本已不具备价格优势。出于节省成本考虑，船公司也不愿使用岸电。

5) 国内大型港口总用电量极为可观，若鼓励集装箱船、客船和邮船普遍使用岸电，则港口总用电量将更高。尤其是我国目前正力促邮船行业发展，邮船靠泊时间长，以生活用电为主,导致不间断的用电量极大;而岸电相比船舶副机发电没有噪声，极为适合邮船采用。但是,一艘大型邮船的用电量可达到一座小型城市的水平，接入岸电时其对港口所属城市电网的瞬时冲击极大。例如正在打造邮船母港的上海市，出于保护城市电网的技术性考虑，目前对邮船使用岸电持谨慎研究态度。

综上所述，我国推广使用岸电所需成本较高。目前国家主要给予鼓励性的补贴政策，包括交通运输部的节能减排资金和地方政府补贴，所针对的补贴对象主要为港口企业建设的岸电供电设施。但是,根据我国施行的“谁污染、谁治理”“谁投资、谁受益”原则[2]，岸电所需投资应主要由船公司负担,而如上所述，除了船上岸电接入设施成本和用电成本以外，目前供电设施成本和电力增容成本都落在了港口企业身上。仅依靠交通运输部的行业补贴政策和港口所属地方政府的补贴政策，既不包括船舶公司成本，也不能完全覆盖港口企业成本；法律强制性政策的缺失也导致对船舶大气污染不负主体责任的港口企业和在低迷的航运市场中艰难生存的船舶企业没有很高的推广岸电的意愿。

2.2船舶换用低硫油

我国船舶换用低硫油面临的主要问题是政策实施的基础较差，具体表现为低硫油供应保障能力不足、海运船舶使用低硫油所需技术改造费用较高、海事监管的技术手段和制度制订及立法保障准备滞后。此外，我国实施的燃油含硫量限值标准与国际标准存在一定的对接问题。

1) 我国船用燃油的生产现状是央企基本上不生产船用燃油，国内沿海货船的燃油主要来自于地方炼油厂用渣油和优质燃油调和成的调和油。这些调和油质量不高，闪点低、安全性差。央企不生产低硫油的原因是现行法规不强制国内水域使用低硫油，船用低硫油市场需求不大，依靠市场收入难以收回工艺改造成本；更重要原因是低硫油为炼油生产链中的低端产品，对其精细加工后得到的中高端产品可创造更多的利润。国际方面，仅少量港口供应限值0.1%的低硫燃料油且产量较低，主流产品为0.1%的低硫柴油。来往国际航线的我国货船为满足ECA对0.1%限值低硫油的要求，主要向国际供油企业采购低硫柴油。在进入ECA之前的一个港口，货船会将限值为3.5%的燃油转换为低硫柴油。因此，在没有配套措施和多行业协调措施的前提下，单独依靠交通运输部实施的政策，我国将面临船用低硫油保障不足的困境。

2) 换用低硫油，船舶企业面临的难题是船舶改造困难。

(1) 国内货船的发动机、锅炉和燃油系统是专门为使用渣油设计的，换用低硫油后需对这些系统进行改造，投入成本较高。

(2) 国际航线货船为装载含硫限值为0.1%和3.5%的2种燃油就已对舱容分布和转换油操作系统进行改造。若再加入限值为0.5%的低硫油，则将受到舱容分布及转换油操作等诸多限制。换用低硫油，船舶企业已需承担巨大燃油成本，再考虑到船舶改造成本及其带来的技术困难，将使处于利润低谷的我国船舶企业受到一定的经济负面影响。

3) 2015年6月交通运输部海事局下发《中华人民共和国海事局关于开展船舶燃油质量专项检查活动的通知》，首次开展船舶燃油质量检查工作，反映出以下3个问题。

(1) 海事执法部门缺乏燃油质量检测的技术手段和设备，只能依托第三方检测机构，所得结果的准确性和时效性完全依赖于第三方的水平;

(2) 目前还没有关于海事部门进行相关检查的程序规定，开展工作的权威性不足;

(3) 现有的法律对船舶大气污染违法行为的处罚力度不足，没有有针对性地制订细化的处罚措施，造成守法成本远高于违法成本，不利于海事部门监管船舶遵守相关环保法规。

3 思考与讨论

3.1提高我国岸电使用率的解决对策

我国推广使用岸电所需的一次性投资和运行成本都较大，需从顶层设计层面积极谋划，明确主体责任,积极发挥政府的政策引导作用，筹措所需资金。

港口企业投入的岸电设施建设和电力增容费用是用来改善公众居住环境的公共投资，政府应设法增加财政补贴，对港口企业遇到的诸如规划修订审批难等政策性和制度性难题予以积极解决。此外,还应研究针对船舶公司征收的大气污染税种，利用此项税收来补贴港口企业的岸电投入。

对于目前有财政困难的船公司，政府应结合具体情况分类分区域处理，平衡实施立法和财政补贴相关政策手段，即强制性手段和激励性手段要兼顾。对于靠泊期间用电量较大的集装箱船、客船、邮船和冷藏货物运输船,应学习美国加州出台强制使用岸电的法规；对于已实施排放控制区的三大区域(即经济状况较好,同时大气污染也最为严重的环渤海、长三角和珠三角区域),应先行立法强制使用岸电。同时,应配合出台针对使用岸电船舶的财政补贴或奖励政策，利用受污染地区所征收的环保税收进行补贴，或对其免征大气污染税。

需注意，在政策出台之前,政府应委托权威研究机构对政策实施的环境效益和经济影响进行综合研究。若未经全面考量而出台过于严格的岸电使用法规，则可能伤害本就有经济困难的国内航运业，这对未来的船舶大气污染防治工作更为不利。

3.2解决船舶换用低硫油相应保障难题的对策

推行船舶换油，需建立国内船用低硫油供应保障体系。在无国际供应的情况下，国家应统筹国内限值0.5%低硫油的潜在市场规模，利用政府补贴政策和市场价格机制调整石化行业规划及石化产品构成，促使国有石化企业生产限值为0.5%的低硫油。根据IMO相关法规的要求，未来全球普遍使用0.5%的低硫油是发展趋势，提前布局该燃油生产和供应可为我国建设国际船用燃油供应基地与航运中心打下基础。

对于船舶企业沿海内贸船舶的改造成本，国家也应给予相应补贴，帮助经济困难的船舶企业渡过难关。远洋船舶存在国际标准与国内标准不衔接的问题，在改造有困难的情况下，可研究出台激励性政策,对在国内排放控制区使用限值为0.1%的低硫油的船舶进行燃油差价补贴。

针对海事监管难题，国家应尽快出台相应监管程序规定，通过立法提高船舶违法成本;同时,研究引入国外先进的现场快速检测技术，出资为海事部门建立附属或独立的权威检测机构。

除了海事部门对船舶使用燃油的情况进行监管之外，国家应出台配套的国内船用燃油质量标准，责成质检部门对油源质量进行严格把关。

3.3内河船舶大气污染问题尚待解决

我国以长江和珠江为代表的内河航运规模庞大，对促进我国经济建设发挥着重要作用。然而,内河与沿海地区相比，航线离两岸很近，岸线上多是居民聚集区和大中型城市，船舶大气污染物扩散条件差，污染受众敏感度很高。同时,相比沿海地区，内陆地区经济发展水平相对滞后，对环境治理可投入的成本和投入意愿相对较弱。因此，从管理角度和经济角度看，内河船舶大气污染物排放控制工作均滞后于沿海地区;但从环境影响和公众健康看，治理内河船舶大气污染的优先度更高。

国家正积极开展内河船舶大气污染治理工作，环境保护部于2015年就《船舶发动机排气污染物排放限值及测量方法(中国第一、二阶段)》征求社会意见，其第6条对内河航运船舶提出能源替代的要求，即所有船舶不得在内河航行时使用残渣油，内河船必须使用柴油，海船必须使用含硫量限值为0.1%的馏分油。如前所述，海船使用低硫油存在保障和船舶改造困难，在内河地区直接执行最严格的换油措施，落实的可能性很低。

建议在内河采用与沿海建立船舶排放控制区相同的策略。很多内河船舶的用电制式与岸上生活用电相同，使得内河港口推广岸电的技术障碍较小，可先从内河船舶强制使用岸电开始。对于换用低硫油，可先在内河重点区域设立船舶排放控制区，含硫限值的制订和生效时机与沿海保持一致，以便于海船经营企业履行其法律义务。

4 结束语

任何政策措施想要顺利运行，都需激励性措施和强制性措施并行，同时分阶段、分地区逐步开展，我国利用能源替代措施防治船舶大气污染也不例外。此外，平衡好国际履约与国内民众的需求，中央政府、地方政府、港口企业、船舶企业和石化企业等各相关利益方的需求，以及经济平稳发展与自然环境可持续发展的关系，是顺利实施这些政策的关键。

[1] 彭传圣. 中国设立排放控制区的方案设计及推进建议[R]. 北京: 交通运输部水运科学研究院, 2014.

[2] 赫伟建, 王妮妮, 彭传圣, 等. 在我国推广靠泊船舶使用岸电技术的建议[J]. 水运管理, 2015, 37(1): 26-27.

[3] 冯淑慧, 朱祉熹, BECQUE R, 等. 中国船舶和港口空气污染防治白皮书[R]. 香港: 自然资源保护协会(NRDC), 2014.

[4] 彭传圣, 乔冰. 控制船舶大气污染气体排放的政策措施及实践[J]. 水运管理, 2014, 36(2): 1-5.

[5] 彭传圣. 靠港船舶使用岸电技术的推广应用[J]. 港口装卸, 2012(6): 1-5.

[6] 交通运输部. 船舶与港口污染防治专项行动实施方案(2015—2020年)[Z]. 北京:交通运输部, 2015.

[7] 彭传圣, 赫伟建. 我国减少船舶大气污染物排放政策工具选择[J]. 水运管理, 2014, 36(9): 6-9.

[8] 深圳市人民政府. 深圳市港口、船舶岸电设施和船用低硫油补贴资金管理暂行办法[Z]. 深圳:深圳市人民政府, 2014.

[9] 交通运输部. 珠三角、长三角、环渤海(京津冀)水域船舶排放控制区实施方案[Z]. 北京:交通运输部, 2015.

[10] 安亚辉. “油改电”,为何迈不开步子[N]. 中国水运报, 2015-06-24(06).

AlternativeEnergySolutionstoAirPollutionfromShipsinChina

CAIOuchen,PENGChuansheng

(China Waterborne Transport Research Institute, Beijing 100088, China)

X736.3

A

2016-10-25

能源基金会(美国)资助项目(G-1509-23723)

蔡欧晨(1986—)，男，北京人，助理研究员，硕士，从事水运环境保护与节能减排研究。E-mail:caiouch@wti.ac.cn

1000-4653(2017)01-0114-05