船舶減排的標(biāo)準(zhǔn)之困

發(fā)布時間：2009.10.06 新聞來源：機電商情網(wǎng) 瀏覽次數(shù)：

氣候變暖是當(dāng)今人類面臨的最嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)之一，控制和減緩能源利用中CO2等溫室氣體的排放對于解決溫室效應(yīng)問題具有重要意義。國際航運業(yè)所排放溫室氣體的主要成分是CO2，其總量大約相當(dāng)于全世界CO2排放量的3%，且該數(shù)字還將隨著世界貿(mào)易活動和國際航運量的增加而不斷增長。
    
    從船舶的整體設(shè)計入手來降低船舶CO2設(shè)計指數(shù)，是從根本上控制船舶溫室氣體的排放的方法之一。但是，在我國目前的船舶工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，并沒有專門規(guī)定船舶CO2減排的要求，涉及的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也比較少。船舶溫室氣體減排標(biāo)準(zhǔn)化工作有待于深入開展。
    
    IMO減排行動提速
    
    關(guān)于溫室氣體減排，國際海事組織海洋環(huán)境保護委員會（MEPC）同意采取兩步走的方法討論溫室氣體排放問題：第一步為與溫室氣體限制或減排有關(guān)的技術(shù)問題；第二步為政策性問題，包括“平等適用”或者“共同但有區(qū)別的原則”的適用。國際海事組織（IMO）在MEPC第55屆會議提出了“限制和減少國際海運CO2排放機制工作計劃”及其時間表。但隨著國際環(huán)保壓力不斷加大，IMO提前完成“減少國際航行船舶CO2排放的機制制定”工作的“CO2排放指數(shù)機制”和“CO2排放基準(zhǔn)”。國際海事組織MEPC第57屆會議正式通過了MARPOL附則Ⅵ關(guān)于減少船舶有害氣體排放規(guī)則的修正案。MARPOL附則Ⅵ關(guān)于防止船舶空氣污染規(guī)則已于2005年5月生效，代表全球商船總噸位的74.77％的49個國家批準(zhǔn)了該附則。MEPC第57屆會議專門成立了溫室氣體排放控制小組，批準(zhǔn)了關(guān)于加快船舶溫室氣體排放研究工作的建議，并于會后增加一次“CO2排放指數(shù)機制”會間工作組會議。會上，丹麥和日本分別遞交了以“新造船強制性CO2設(shè)計指數(shù)”和“船舶實際營運狀態(tài)下每單位裝貨容量CO2排放指數(shù)開發(fā)”為議題的報告，并在會后形成了一個保留丹麥“設(shè)計指數(shù)的數(shù)值界定主要與船舶尺寸和船型密切相關(guān)”的結(jié)論，同時又加入日本“充分考慮實際航運條件的船舶排放指數(shù)”的新CO2設(shè)計指數(shù)公式�？梢�，有效減少或控制船舶溫室氣體排放對海洋環(huán)境產(chǎn)生的負面影響將是IMO今后一個時期在海洋環(huán)境保護方面的一項重要工作和議題。
    
    船舶CO2設(shè)計指數(shù)呼之欲出
    
    船舶CO2設(shè)計指數(shù)是一種可行的減少溫室氣體的政策手段，它將技術(shù)性設(shè)計要求與操作性和市場性措施分離開來。設(shè)立船舶CO2設(shè)計指數(shù)旨在使新造船舶的能量使用效率達到基準(zhǔn)要求，并使新造船舶的CO2排放達到最小化。
    
    丹麥船東協(xié)會（DSA）用了212條船作為樣本來分析和研究CO2指數(shù)的計算方法，樣本數(shù)據(jù)大多以普通貨船和集裝箱船為例，但為研究不同船型間是否存在差異，研究工作也同樣考慮了干散貨船和液態(tài)散裝貨船等船型。經(jīng)研究，CO2設(shè)計指數(shù)與燃料消耗率、主機功率、船舶航速和載重量這四個參數(shù)相關(guān)。
    
    根據(jù)CO2設(shè)計指數(shù)公式，通過對大量現(xiàn)有船舶相關(guān)設(shè)計參數(shù)的搜集和計算，能夠求出同一類型不同噸位船舶的CO2設(shè)計指數(shù)，同時還可以通過曲線擬合來求得CO2設(shè)計指數(shù)的基準(zhǔn)線方程（不同類型的船舶有不同的曲線方程）。為了建造環(huán)境友好型船舶，新造船舶的CO2設(shè)計指數(shù)值應(yīng)該低于基準(zhǔn)線上相同噸位處對應(yīng)的CO2設(shè)計指數(shù)值。如果要求所有新造船舶的CO2平均指數(shù)在此基準(zhǔn)線以下，那么就可將該基準(zhǔn)線向下移動，并按照新的標(biāo)準(zhǔn)建造船舶（指數(shù)間的比較僅限于同種類型和載重量的船舶）。當(dāng)然，該基準(zhǔn)線也可根據(jù)具體實施要求而進行上下移動。
    
    需要說明的是，該指數(shù)能夠反映關(guān)于船舶溫室氣體排放的環(huán)境性能，由于CO2是船舶排放的最主要的溫室氣體，因此僅考慮CO2的排放問題。由于船舶CO2設(shè)計指數(shù)計算公式目前僅依賴于船舶設(shè)計參數(shù)，也就是說該指數(shù)僅與船舶設(shè)計相關(guān)，所以這一概念的提出，也可以有力地促進高效船舶的設(shè)計和開發(fā)。
    
    在MEPC第58屆會議上，提出新的新造船EEDI公式，作為基線研究的基礎(chǔ)。該公式對燃料消耗率、主機功率和載重量都作了進一步細化。該公式雖未獲通過，但會議決定對其作進一步的研究。
    
    現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)難以滿足需求
    
    實踐表明，CO2設(shè)計指數(shù)的數(shù)值大小與船型密切相關(guān)，CO2設(shè)計指數(shù)基準(zhǔn)值依賴于不同船型間船舶載重量與船型等設(shè)計參數(shù)。由CO2設(shè)計指數(shù)公式可以看出，在燃料消耗和載重量一定的條件下，提高船舶的快速性可以有效降低CO2設(shè)計指數(shù)。通過優(yōu)化船型設(shè)計可以在一定的主機功率下，有效地降低燃料消耗率、提高船舶速度及載重量。其原因在于，優(yōu)良的船型設(shè)計可以有效地減小船舶阻力，而船舶阻力和船舶推進正是決定船舶快速性的兩部分。在船型方面，主尺度、船型系數(shù)、艏艉端形狀、橫剖面面積曲線形狀和滿載水線形狀等因素對船舶結(jié)構(gòu)重量、阻力性能、推進性能、艙容和載重量等均有很大程度的影響。但需要指出，船舶設(shè)計是一個需要考慮各種因素的綜合性問題，船型設(shè)計應(yīng)顧及總體布置、工藝、結(jié)構(gòu)、穩(wěn)性、耐波性、航區(qū)和經(jīng)濟性等諸方面既有聯(lián)系又有矛盾的各種要求。
    
    對于甲板的布置，應(yīng)從增大使用面積的角度出發(fā)，在相同主機和航速的條件下盡可能增加船舶載重量。丹麥在向MEPC57提交的一份技術(shù)報告中指出：相比降低燃料消耗率、在不增加主機功率的情況下提高航速、在不降低航速的情況下降低主機功率來說，在相同主機和航速的條件下增加船舶的載重量對CO2設(shè)計指數(shù)的降低具有明顯作用。在船舶附體設(shè)計上，應(yīng)盡可能沿船體流線方向設(shè)置、沿水流方向應(yīng)采用流線型剖面，并盡可能減小附體的濕面積。
    
    此外，選用節(jié)能型主機，可以有效降低耗油率；優(yōu)化主輔機、軸系和螺旋槳之間的配合，可以提高傳動效率；燃油指標(biāo)超出標(biāo)準(zhǔn)時，會引起燃燒惡化和不完全燃燒，并對設(shè)備造成不同程度的損害，降低了動力裝置的利用效率；污底會增大船舶阻力，導(dǎo)致推進器運轉(zhuǎn)情況改變，致使螺旋槳效率下降，造成船速下降；上層建筑的布置應(yīng)盡可能狹長，以減小航行過程中所受到的空氣阻力；船體表面粗糙度對摩擦阻力影響顯著，例如：焊接船的粗糙度所增加的阻力平均為1.27％，對于鉚接船，這種阻力增加平均約為16％，其造成的影響不容忽視。
    
    以上這些因素將會涉及到許多船舶工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，包括船舶總體、結(jié)構(gòu)、船舶維護與修理、船舶動力裝置和燃料等方面。從國內(nèi)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)分布可以看出，有關(guān)船舶溫室氣體減排所涉及的技術(shù)內(nèi)容在標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定比較少，也沒有專門針對船舶溫室氣體減排的內(nèi)容。在船舶總體方面，對于總布置和船體型線，目前還沒有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)于船型尺度的標(biāo)準(zhǔn)僅有《長江水系分節(jié)駁船型尺度系列》的6項，而且這幾項標(biāo)準(zhǔn)對其他交通運輸船沒有實際指導(dǎo)意義。
    
    標(biāo)準(zhǔn)研究與制定亟待加強
    
    開展船舶溫室氣體減排研究。技術(shù)性CO2設(shè)計指數(shù)不是依賴于船舶運營和操作措施，而是依賴于相關(guān)船舶設(shè)計參數(shù)，并可以用計算公式進行表達。根據(jù)目前確定的公式，CO2設(shè)計指數(shù)與船舶航速、載重量、主機功率和燃料消耗率這四個主要參數(shù)有關(guān)，對這些參數(shù)的改進也將使CO2指數(shù)得到進一步優(yōu)化。降低船舶二氧化碳污染排放物意味著要從以上諸多方面入手進行深入變革。從船舶設(shè)計的理念和技術(shù)上來說，船舶CO2減排要充分考慮如何優(yōu)化船型設(shè)計和推進設(shè)計，以降低阻力、提高推進效率。目前，絕大部分船舶企業(yè)對減排的重視程度尚不夠，建議國內(nèi)各造船及造機企業(yè)應(yīng)積極行動起來，認真測算自身現(xiàn)有船型及主機的CO2排放情況，積極優(yōu)化船體線型，提高船舶能效。
    
    及時跟蹤國際動態(tài)。應(yīng)及時跟蹤國際海事組織（IMO）的動態(tài)，高度關(guān)注IMO推出諸如“新造船強制性CO2設(shè)計指數(shù)”以及“新造船能源效率國際標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)”等內(nèi)容。此外，還要爭取提出符合我國國情的提案。如果IMO相關(guān)的溫室氣體減排與我國的減排目標(biāo)相結(jié)合，通過IMO制定發(fā)展機制，可提升我國船舶制造業(yè)的節(jié)能水平。
    
    關(guān)注減排對象的標(biāo)準(zhǔn)化需求。標(biāo)準(zhǔn)化工作是為實際減排工作服務(wù)的，要使標(biāo)準(zhǔn)化工作真正發(fā)揮作用，就必須深入科研、生產(chǎn)、使用一線，充分關(guān)注標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)對象的實際需求。船舶溫室氣體減排標(biāo)準(zhǔn)必須符合經(jīng)濟環(huán)境和客觀條件，如果將船舶溫室氣體減排標(biāo)準(zhǔn)制定得過高，容易與經(jīng)濟技術(shù)環(huán)境相脫離，從而有可能形成標(biāo)準(zhǔn)在貫徹實施中不易落實的局面。這是由于，科研設(shè)計單位所關(guān)心的主要問題是船舶的技術(shù)先進性，如果其所設(shè)計的船舶不具備技術(shù)先進性，將很快被市場所淘汰；企業(yè)所關(guān)心的主要問題是船舶的經(jīng)濟實用性，較好的船舶經(jīng)濟性可以降低企業(yè)營運成本，使企業(yè)在市場競爭中處于優(yōu)勢地位。從上述分析可以得出結(jié)論，要推進船舶溫室氣體減排標(biāo)準(zhǔn)化工作，必須科學(xué)地找準(zhǔn)“安全環(huán)保、技術(shù)先進性、經(jīng)濟實用性”三方面的最佳結(jié)合點。船舶管理部門須制定相應(yīng)的安全環(huán)保法規(guī)，嚴(yán)格執(zhí)法，形成公平競爭的市場環(huán)境，投入營運船舶必須滿足的首要條件就是船舶的安全環(huán)保性，如果不滿足這一條件，船舶就不具備投入市場運營的基本條件。而企業(yè)追求的利潤最大化則應(yīng)在滿足安全環(huán)保的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮技術(shù)先進性來實現(xiàn)。這樣可以充分利用市場經(jīng)濟的力量推動船舶溫室氣體減排的標(biāo)準(zhǔn)化進程。
    
    加強相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作。社會對于環(huán)保的要求越來越高，這是一個不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展、船型技術(shù)的進步、市場環(huán)境的變化，都會對船舶的設(shè)計提出新的要求。針對船舶溫室氣體減排，建議結(jié)合IMO的相關(guān)要求，進一步加強與溫室氣體排放相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化研究與標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作，增加CO2設(shè)計指數(shù)對技術(shù)指標(biāo)的限制要求。