探析船舶制造企业污染防治与低碳绿色发展

江南造船（集团）有限责任公司 林骏，刘灿，王凯

国家“十四五规划”和2035年远景目标纲要提出：深入打好污染防治攻坚战，协同推进减污降碳，不断改善空气、水环境质量，有效管控土壤污染风险。在船舶建造过程中，一般污物排放与二氧化碳等温室气体排放具有同根、同源、同过程的特点，天然气、丙烷、乙炔、燃油等化石能源的燃烧和钢材、油漆、焊材等原辅材料使用，不仅产生挥发性有机物（VOCs）、颗粒物、重金属等大气及水污染物，同时产生二氧化碳等温室气体。船舶制造企业因其生产工艺的特殊性，尚无成熟可靠、绿色低碳的技术来治理无组织区域的污染物，除了高效运行有组织区域的末端治理设备外，还需从源头减排（原辅材料）、综合治理（精益生产），通过清洁生产（绿电、绿气选用），节能降耗（新技术、新装备运用），协同降低温室气体、环境污染物排放总量，以稳定达标排放为绿色工艺转型、绿色产品升级、绿色责任担当提供坚强后盾，稳扎稳打，为响应国家碳达峰、碳中和的宏伟目标提交船舶制造企业方案。

一、现状基础

“十三五”以来，为坚决打好污染防治攻坚战，船舶制造企业各显神通，通过院校合作、课题研究、先行先试等方式，参与并实践了愈发缩紧的VOCs排放标准，为保障蓝天保卫战的顺利推行，船舶企业践行央企国企责任，投入了大量的资金进行了原有环保设备的改造升级。这个过程走过了很多弯路，由于船舶制造企业无法做到流水线生产，具有订单不稳定、产品定制化程度高等特点，在化工、汽车、钢铁行业都已经运行成熟的环保治理设施，在船舶制造企业试点的效果大打折扣。除此之外，新型环保设备的运行和维护也是一个新的挑战，除了满足排放标准之外，大量的耗材投入、能耗水平、危险废物的产生也大大增加了企业的运行成本。环境治理与节能减排息息相关，还需要大力实施节能减排工程，积极践行绿色造船，以绿色工业改造为重点，以绿色科技创新为支撑，以法规标准制度建设为保障，优化管理模式，推行绿色产品的同时实施绿色制造。

（一）坚决打好污染防治战

“十三五”期间，各船舶制造企业均进一步加大了环保投入力度，全面清理落后工艺和老旧设备设施，科技创新能力得到了一定的提升，环保治理能力持续提高，积极推进环保监控平台建设，通过实时在线监控与数据分析，提高环保风险管控水平，严防突发环境事件发生。“十三五”期间，各企业节能环保支出持续攀升，主要包括项目建设及设备、技术支出，体系建设及评价、咨询等服务支出，污染治理设施运行维护支出，危险废物处置支出等。在大气污染防治方面，船舶制造行业为治理VOCs，分别进行了“沸石转轮+RTO”“沸石分子筛+催化燃烧”末端污染治理设施升级改造，实现设备可靠运行，稳定排放达标。在水污染防治方面，开展入河入江排污口和码头环境综合整治，落实江河区域生态环境保护，开展配套水生生物增殖放流活动。在土壤及固废防治方面，完成堆放、贮存场所封闭改造，实施危险废物全流程管控与工业固废的综合处置和利用，基本实现了整体环境污染防治风险可控。

（二）大力实施节能减排工程

新设备、新技术、新管理模式等节能技改项目扎实推进，实施锅炉煤改电、煤改气工程，取得良好成效。在能源替代方面，主要实施了管道天然气替代、管道乙炔和丙烷的改造；实施蒸汽替代，以空压机运行时产生的余热回收为主，满足企业生产和生活的热能供应。在技术改造方面，开展新型逆变焊接设备替换老式焊接设备、安装功率因素补偿柜、智慧路灯建设、LED灯替代金属卤灯项目。在管理方面，严格非正常时段动能使用申请和监管，开展叉车、平板车信息化、区域化管理，提升车辆运行效率。

（三）积极推动“绿色燃料“船舶

在绿色产品方面，燃料替代是目前绿色船舶开发和制造的重中之重，除了主营产品偏向于LNG、LPG、乙烷燃料船型研制，大量承接和完成了双燃料的大型集装箱船、超大型液化气船、PCTC汽车运输船等绿色船舶建造，同步也开展了“零碳”型氨燃料液化二氧化碳运输船研发等工作。从全球手持订单中可以看出，34%的新造船舶使用了清洁燃料，全球订单的29.7%将使用LNG作为燃料，2.5%将使用LPG作为燃料，此外还有1.8%的船舶将使用甲醇、乙烷、生物柴油、氢以及电池动力。新型船舶安装脱硫塔的比例也在不断增长，压载水处理系统的更新改造在“十四五”中后期将达到顶峰。通过螺旋桨导流罩、舵球、旋翼风帆以及空气润滑系统等节能装置的开发和应用，开辟了船舶节能技术的另一条赛道。

在绿色制造方面，按照相关部委关于绿色制造体系建设的文件要求，绿色工厂的创建、申报和评审认证是船舶制造企业推行绿色转型的必由之路，体系建设仅是开始，实际运行与持续改进任重道远。

二、主要问题

（一）生产技术与管理模式转型迫在眉睫

船舶制造企业历来主张“绿色造船”，近些年国际航运市场与国际海事组织制定的零碳排放船舶和公海排放限值加速了国内船舶制造企业的产品转型，但能制造绿色船舶还不等于实现了绿色造船，因为绿色造船不仅只有绿色船舶，还包含绿色船厂（绿色制造），即在绿色建造过程具备绿色工艺设备、绿色焊接、绿色舾装、绿色涂装等，减少和消除造船过程中对环境的污染影响，降低对能源的过度依赖与温室气体排放，生产技术的转型比产品的转型更应得到更多的关注并付诸行动，主要表现在除尘、防噪、污水净化等污染设施覆盖率不足、固废综合利用率不高、高耗能高排放的设备更新较慢、新型环保装置与新技术的稳定性与适用性普遍处于契合阶段等方面。同时老旧设备设施的更新淘汰涉及大量的成本投入，日常使用、维保也需要运用新技术、新模式，保证满足船舶制造生产前提下的最佳生产工序、排放水平和能耗功效。

（二）系统性治理有待进一步强化

现有的环境治理方式主要以末端治理为主，缺乏源头减量和综合治理措施，在大气方面，一般以固定污染源末端治理为主，在移动污染源、外场无组织和排放总量控制措施还不够完善，处置装置的开发适应性不足，开阔环境的废气补集率无法满足生产排放。在固废处置方面，主要是开展规范化转移处置，在源头减量化和资源化利用等方面还有待提升，主要是船舶制造的现有订单不稳定和工艺精度管控不足决定的，小批量产品生产需要采购的原辅材料在发放、使用、回收、利用方面还有很大的提升空间；在水污染防治方面，一般倚重自建或城市污水处理站等进行废水处理，年代较久远的企业雨污分流因工程巨大，还未改造完成。在“河长制”管控上升至“一江一河”绿色水道治理过程中，生产过程中废水的收集、处置、循环使用还有巨大的改造需求。整体而言，通过“十三五”的专项污染防治攻坚，船舶企业仅能在末端治理方面下功夫，来满足环境合规运行要求，而未形成绿色低碳循环发展的系统性环境治理。

（三）低碳创新与适应性能力有待进一步强化

船舶建造的主要生产作业活动切割、焊接、打磨、油漆过程中主要倚靠外购电力、燃气等化石类能源；高效的总段建造还需要大量的叉车、平板车、起重机等耗电耗油设备来辅助分段驳运、吊装；干船坞出坞、下水需要使用大功率的提升泵来调节水位，使用拖轮拖带出坞和离靠码头；船舶系泊和试验试航过程也会使用大量的油、电、气等能源介质，双燃料船舶的开发大大增加了燃气试验阶段的LNG/LPG用量；为了提高生产效率，大量的焊接需要使用二氧化碳气保焊，大量的二氧化碳气体在保护焊接质量的过程中排放到自然环境中。近年来，在VOCs治理过程中新增和改造的环保设备，使用过程中也会消耗大量的天然气及电力，直接与间接产生的二氧化碳等温室气体。在无法改变外购能源形式的情况下，船舶制造企业无法自主选择绿电、绿气来源，风电、潮汐能的运用目前也处于试验摸索阶段，太阳能的储能技能与使用场景息息相关，限制了其普及和推广，光靠船舶制造企业提升现有资源利用效率，降低碳排放强度还是杯水车薪。

三、形势挑战

中央财经委员会第九次会议提出：“十四五”是实现碳达峰目标的关键期和窗口期，要实施重点行业领域减污降碳行动，工业领域要推进绿色制造，道路交通领域要加快形成绿色低碳运输方式。我国船舶高质量绿色程度不断提高的时候，也正是船舶制造企业制造过程中减少污染排放、提高资源利用率的过程。面对环境质量改善与温室气体减排的双重压力与迫切需求，必须把握减污与降碳的内在联系，推动环境治理从注重末端治理向更加注重源头预防和源头治理本质转变，促进源头减排、协同减排。一方面高质量绿色转型发展要求，单纯紧靠末端治理、节能环保达标合规的发展理念已难以跟上日益紧迫的政策要求与企业自身发生需求。另一方面随着多批次中央生态环境保护督查的帮扶指导，政策标准执行已成为企业正常生产经营，履行主体责任的基本要求，船舶制造企业更应关注自身周边的环境保护，实现延伸覆盖，做实社会责任担当，改变传统生产方式。

四、措施建议

（一）提升绿色低碳发展环保意识

牢固树立全生命周期无污染低碳排放、高效减排意识是实现绿色造船的前提。加强企业各环节管理人员的环保与能效在岗培训是一个提高管理绩效的重要途径，在学习和交流中帮助管理人员拓宽视野，学习先进技术应用，转变传统管理思路，构建绿色环境、绿色流程和绿色氛围，健全并严格实施绿色管理制度，实实在在地将环保节能低碳的理念贯穿到企业经营管理工作中去，推进污染防治攻坚和节能减排协同部署，突出节能改造和污染物深度治理，既考虑当下污染治理和能源绩效考核的效果，同时兼顾后续运行过程的深度低碳维护成本。

（二）深入打好污染防治攻坚

以VOCs治理为例，针对外场具有涂装作业面多、作业点分散且VOCs不易捕集等特点，探索“分散吸附+移动脱附”模式，推进外场无组织捕集设备的试用及研制，利用内场已存在的大型固定处理设备为外场无组织排放捕集装备进行脱附再生，从而解决内场VOCs有组织排放处理的高能耗痛点与无组织排放低成本治理难题，实施有组织排放和无组织排放综合治理，在进一步压控VOCs治理成本的同时开展节能降碳工作。

（三）开展节能降耗技术管控

创建绿色厂区，利用三元水泥、生态砖等绿色建材替代传统的硅酸盐等大块状构建Ⅳ类水泥，利用温拌沥青混合料（WMA）替代热拌沥青混合料（HMA）降低构建筑物在建设和修缮过程的能耗，提高耐用性；配置低耗能、低物耗、高效自动装备，改变原有生产设备的作业功率，如优化数控机床可变部分的切削参数（主轴转速、进给速度和切削深度），可以实现加工效率和碳排放平衡。实施绿色环保、精益高效的造船方式方法，应用高效设计软件，精益生产管控，提高生产精度与质量管控，减少重复施工。联合高校院所，建立原材料供应商绿色联盟，开发绿色原辅材料，把绿色理念贯穿于生产、经营、管理的每一环节，使能源、环境、碳排放管理形成绿色低碳循环经济体系，并保持有效运行。

推进智慧站房及信息化管控平台建设，基于工业物联网，实现空压站、二氧化碳气化站、天然气分配站、丙烷站、给水泵站、配（变）电站、氧气分配站、船坞泵站和热力分配站等生产保障管理的能耗数据与关键设备运行状态的在线监测；实时掌握气体、液体管网和电网的运行情况，通过数据分析诊断管网的异常泄露和非正常运行状态，以及包括能源（水、电、气、氧气、丙烷、二氧化碳等）使用及能源高效管理。

（四）调整能源利用结构

提高企业电能、燃气使用比例，降低燃油使用。推进生产辅助车辆、厂区公务车辆油改电，在满足现场使用情况下，推进低功率叉车及轻卡由柴油机逐步替代为电机和公务车辆更新替代。在行政楼宇、生活区楼宇屋顶敷设与建筑风格相融合的光伏组件，将太阳能转换成电能供园区内建筑、充电桩等使用，并利用峰谷差实施蓄能，节省厂区用电需量费用。

（五）推进资源综合利用

加强企业固体废物综合利用，通过绿色供应链推进企业互相利用原材料、废弃物，实现废物资源化、产品化。在公司内部工业废弃物方面，在做好金属废弃物销售利用基础上，推进非金属废弃物分类处置，针对废弃包装塑料、橡胶、木材等低值物品，开展源头分拣、回收、低值处置，减少燃烧填埋废物的处置成本。

（六）推进工艺技术改善

推进绿色建造，结合转型智能化、数字化造船转变契机，同时针对涂装、焊接、加工等产生主要污染源的工艺，加大科研力度，有重点、有步骤地推进造船技术和工艺工法的革新，推进并行设计和总组总舾总涂，提升建造精度，降低返工和后期修改的工作，提高资源利用率，减少污染物排放。目前广泛推广的机器人焊接因装将常规金属活性气体（MAG）焊接系统的机器人必须经常性停机，用以清除喷嘴的焊接飞溅，经常性启停机器的能耗控制并不理想，而且也降低了电能效率。研究和开发用以提高焊接能源效率和应用合适的焊接技术，如推进冷态金属过渡、激光混合和三角电焊，提高点焊工艺的效率和电能使用效率。此外，还要增强绿色船舶的创新制造能力，在船体结构设计、能源动力、原料等方面加入环保、节能和防污减排元素，使产品更具市场竞争力。

（七）充分发动多方共同参与

发挥行业协会、智库、第三方机构等的桥梁纽带作用，积极引入同行业及相关行业绿色发展经验。在内组织工会开展合理化建议征集活动，不定期面向行业和研究机构收集有益于改进和完善企业生产技术和经营管理等方面的办法和措施，包括节能减排在内的先进技术攻关及管理绩效建议。

（八）积极争取绿色财政补贴

密切关注国家和地方政府在低碳节能环保方面的科研项目及固定资产投资项目，积极向生态环境部、工信部、科委等申报扶持及财政补贴，同时可以联合高校、科研机构在企业开展科研项目，减少企业投资压力。通过设立节能环保产业基金等方式，吸纳社会资本等第三方开展节能环保技术研发、产品研制、生产线改造等，缓解资金投入难题。

五、结语

新冠肺炎疫情暴发以来，对全球航运市场和世界经济的影响是极其深远的，全球客户对绿色运输、绿色制造体系的要求也会愈发严苛，航运业长期以来处于“先有鸡还是先有蛋”的局面，对开发、生产和运营碳中性燃料船舶的投资意愿远远大于对碳中性燃料的开发。在这种形势下，国内的船舶制造企业被迫必须要根据自身的发展特点进行谋划与布局，健康环保的生产工艺革新与绿色船舶开发必须相辅相成，环保达标排放与低碳能源利用必须协同发展。