刘长俭 黄川 耿志鑫 邹明 周齐齐
水运业具有成本低、运量大、能耗少、污染轻等独特优势,在交通行业发展中具有明显的低碳特征;而港口作为水运业的重要一环,在行业低碳发展、助力交通运输行业实现“双碳”目标中也具有举足轻重的地位。在“双碳”背景下,低碳转型成为港口高质量发展的必由之路。本文通过对国内外低碳港口建设实践进行分析和总结,以期为我国加快谋划低碳港口发展路径、推动港口高质量可持续发展提供典型案例参考。
一、國内典型低碳港口建设实践
1.环渤海区域港口
(1)天津港。优先使用清洁能源,构建港口低碳用能体系。推进岸电设施建设与使用,自有船舶岸电和低硫油使用率达100%,低排放港作机械占比达到100%。加快实施港口机械清洁化改造。开展“零碳码头”试点,推进港口太阳能、风能等分布式能源建设,楼宇、廊道等基础设施大量采取光伏发电。据统计,目前天津港已投产风力、光伏发电系统装机容量达到2.8万千瓦,年发绿电近6000万千瓦时,可节约标准煤约1.8万吨,年减少二氧化碳排放5万余吨。
提升绿色集疏运方式比例。在全国率先实现煤焦100%铁路运输的基础上,推进矿石与煤炭双重“钟摆式”运输,打造“公转铁+散改集”双示范港口;推进港口大宗货物采用铁路、水运、皮带管廊、新能源汽车运输。
(2)青岛港。从顶层规划设计入手,研究制定智慧绿色港口建设指导意见、“碳达峰、碳中和”实施方案等文件。推进海铁联运快速发展,相继在山东、河南、陕西、新疆等地主要物流枢纽城市,建设19个内陆港,开通62条海铁联运班列,2022年港口集装箱海铁联运量为190万TEU,同比增长3.8%;构建油品绿色安全疏运通道,已建成三期长输管线共计972.3公里,联通16家炼化企业,覆盖山东地炼60%的规模以上炼厂。
推进清洁用能体系改革。港区推行“宜电则电”“宜气则气”的能源应用模式,改善港区用能结构;加强新能源推广应用;积极引进光伏、风电、氢能等新能源技术。强化港区燃油设备排放管控,全面推广船舶岸电使用,提升港作机械排放标准。
2.长三角地区港口
(1)上海港。提高清洁能源使用程度。修建岸基供电项目,加快专业化泊位岸电设施改造,港作船舶码头泊位实现低压岸电全覆盖,可使船舶每次靠港减少95%的污染物排放量;更新柴油动力集卡,进行LED照明节能改造,在港口推广应用绿色装备和绿色技术;港口具备LNG加注能力;鼓励船舶使用清洁能源,在满足通航安全的前提下,新能源、清洁能源船舶和市内公共运输船舶享有优先通行政策。
利用技术创新推动低碳减排。洋山四期自动化码头应用远程操控桥吊、全自动轨道吊、全电驱动AGV、智能调度系统、第二代港口船舶岸基供电、节能新光源和太阳能辅助供热等先进技术,为建成零排放的低碳码头奠定基础。
改善运输结构。大力发展集装箱水水中转,加快发展铁水联运,出台专门政策文件,明确发展目标和重点任务,2022年港口集装箱海铁联运量为57.6万TEU,同比增长38%。为缓解上海港公路运输资源紧缺压力,推出“集装箱陆改水”服务,服务涵盖上海港洋山片区、外高桥片区各码头至长江及长三角区域相关港口。
(2)宁波舟山港。提倡清洁能源使用。构建清洁用能体系,不断扩大电能、太阳能、LNG、氢能等清洁能源和新能源研究和应用,港口大型作业机械清洁化率达91%,在梅山港区建设投用首座智能换电站,在多个码头办公区停车场新建充电装置。
加强船舶排放管控。已建成高压岸电21套、低压岸电187套,集装箱和干散货专业泊位岸电覆盖率达85%,其中宁波舟山港域所辖集装箱码头和干散货码头实现岸电全覆盖。
推进海铁联运、港口无纸化应用、氢能源作业车和海洋风力发电等项目的探索和投用。2022年宁波舟山港集装箱海铁联运量为145万TEU,同比增长21%。
3.东南沿海和珠三角地区港口
(1)厦门港。提升靠港船舶岸电使用率。大力推进外贸船舶使用岸电,推进客运船舶、拖轮等低压岸电接电,确保岸电应接尽接;已完成集装箱、客滚和邮轮专业化码头岸电设施泊位覆盖率50%的目标。充分利用增量配电网改革红利,实现光伏发电就近全额消纳,进一步降低运营成本。
推动运输结构调整。推动集疏港运输向铁路和水路转移,提高铁路和水路运输比例;推进远海码头进港铁路专用线建设;打造港内“蓝色公路”,实现跨港区内外贸集装箱港内运输由陆路改水路;引导码头企业开展“散改集”业务;鼓励集装箱海铁联运发展。2022年港口集装箱海铁联运量为6.5万TEU,同比增长40%。
(2)广州港。优化集疏运方式。以南沙港区为核心,大力发展水水中转和铁水联运,已建立郴州、贵阳、昆明等30余个无水港或办事处;2022年集装箱海铁联运量为25万TEU,同比增长61%;推进南沙港区疏港铁路建设,完善港区集疏运体系;开通72条“穿梭巴士”支线,提升南沙港区在泛珠三角区域江海联运中的枢纽地位。
加大清洁能源和新能源应用。完成所有集装箱场桥“油改电”改造,加大纯电动集装箱牵引车、叉车、堆高机、巡检车、轻型货车、大客车等新能源车辆应用,推进国三以下非道路移动机械淘汰改造更新;完成建设高压船舶供电设施28套,低压船舶供电设施86套;全面推广LED节能灯应用和光伏发电,全港码头绿色照明灯节能率为50%~60%。
利用新技术节能。推进基于物联网的散杂货码头综合物流管理平台、集装箱码头物联网技术应用、滚装汽车码头物联网技术集成、综合物流智能管理平台等一批智慧港口项目建设,启动建设环保管理系统项目,通过新技术的推广应用,实现能源的集约高效利用。
(3)深圳港。推广清洁能源应用。率先在全国开展岸电推广,集装箱泊位岸电覆盖率达80%;挖掘港口节能减排潜力,加大对港区内作业机械、作业船舶与本地船舶的能源清洁化应用推广;推进港区内照明节能化改造;推进码头装卸机械清洁能源化,开启环保装卸模式;启动LNG海上加注中心建设,为国际航行船舶提供保税液化天然气加注业务。
优化集疏运体系,开展结构性节能减排。进一步推动铁水联运和水水中转。目前深圳港60条驳船航线覆盖52个内河码头,20条海铁联运线路延伸至8个省份,挂牌6个内陆无水港。2022年港口集装箱海铁联运量为24万TEU,同比增长6%。
二、國外典型低碳港口建设实践
国际低碳港口建设相对较早,主要措施集中在进港货物铁水联运、港内设施能源改革等方面。
(1)荷兰的鹿特丹港。将港口燃煤发电厂改为燃气发电厂。鹿特丹港务局与EBN合资开发Porthos项目,将捕获在港口运输的二氧化碳存储在北海下方的空气田中,该项目计划每年储存250万吨二氧化碳。加入氢能理事会,实现绿色氢气的生产,并在港口综合体中引入大型氢气网络,使鹿特丹港成为制氢、进口、应用和向其他欧洲西北部国家运输氢气的国际枢纽,推动港口能源转型,实现低碳绿色发展。
(2)瑞典的哥德堡港。在港口建设了发达的水铁联运系统,把港口同瑞典和挪威内地紧密相连,一半集装箱货物通过铁路进行运输,和高度依赖卡车运输的港口相比减少了碳排放。作为世界上第一个为靠泊船舶提供岸电服务的港口,在该港能源码头,有特定设施能够将废弃的食物进行处理,每年会有15000吨到21000吨的废弃食物被转化成乙醇燃料,这种清洁燃料的使用大大减少了碳排放量。此外,该港还出台税收减免政策,鼓励使用液化天然气。
(3)美国的长滩港。推行“清洁空气行动计划”,采取措施要求船只减缓行驶速度,以有效降低燃料消耗和废气排放,并使用岸电设备,减少船舶靠岸期间的碳排放。推出“清洁卡车计划”,通过逐步淘汰16000辆重污染的卡车,在5年内把卡车污染气体总排放量降低80%以上。建设世界上第一个全电动、零排放的巨型码头,为更加环保的货运业务开辟了新道路。
(4)其他。欧盟于2021年公布名为“Fit for 55”的草案。草案要求2030年前至少较2005年减少55%的排放量;港口侧应为集装箱船和客运船提供最低岸边电力供应并建立适当数量的液化天然气加油点等。该草案加快了港口岸电等清洁能源利用和LNG和氢能源动力船的应用。国际海事组织(IMO)发布的燃料法规规定自2020年1月1日起,船舶必须使用含硫量最高不超过0.5%的燃料。
三、启示与思考
由于发达国家与我国工业化进程不同,其碳减排达标压力明显小于我国。但低碳港口建设是一个长期过程,在进港货物铁水联运、港内设施能源改革等方面的经验仍有可借鉴之处。
(1)目前我国低碳港口建设主要措施包括港口和船舶清洁能源开发、岸电项目开发使用、港口机械低碳化、开展低碳的集疏运方式、港口开发液化天然气加注等。整体来看,我国各港口在低碳港口建设上仍缺乏较为系统的规划,建设力度有待进一步加强。
(2)从港口角度分析,我国低碳港口建设更加关注从源头减少碳排放,而缺少对于已经产生的碳排放进行有效回收的措施和手段,同时液化天然气加注站建设也需要进一步加强。
(3)从船舶角度分析,我国低碳港口建设主要关注港口、船舶技术上的减碳措施,对船舶航速优化、航行路线优化等管理措施关注度不高,后续有待进一步强化。
(4)我国现阶段还存在清洁能源推广力度不够、应用程度不高等问题,可以借鉴国外经验采取清洁能源税收减免等政策来提高清洁能源应用程度。
综上,当前我国低碳港口建设进行了积极探索,并取得了明显成效,但仍存在缺少系统谋划、清洁能源利用率偏低、技术助力低碳发展偏弱等问题,应从完善顶层规划、优化能源结构、加大科技创新、优化管理等方面集中发力,努力实现港口高质量可持续发展。
作者单位:刘长俭、黄川,交通运输部规划研究院;耿志鑫,大连海事大学;邹明,宁波舟山港股份有限公司;周齐齐,中交第四航务工程勘察设计院有限公司