国际海运业节能减排

背景介绍

20世纪中期以来,人类活动排放的温室气体加快了全球气候变暖的步伐!

目前大气中温室气体的含量约为430ppm二氧化碳当量,而在工业革命之前仅为280ppm。温室气体浓度的增加已经导致全球温度上升高约0.5℃,由于气候系统的惯性,全球温度还将在未来数十年中继续上升至少0.5℃。前世界银行首席经济师尼古拉斯・斯恩特在其主持撰写的《斯恩特报告》中预测,如果不采取任何措施,气候变化将造成的损失相当于全球GDP5%~20%。气候变暖是当今人类面临的最严峻的挑战之一,控制和减缓能源利用中CO2等温室气体的排放对于解决温室效应问题具有重要意义。但是,国际社会广泛关注和期待的2009年哥本哈根气候大会却因发达国家和发展中国家之间存在的巨大分歧无果而终。

根据国际海事组织(IMO)2009年的第二次温室气体研究报告,2007年整个海运业排放的CO2达10.4亿吨,占当年全球CO2排放总量的3.3%;其中国际海运的排放量达到8.7亿吨,占全球排放总量的2.7%。报告预测,随着海运贸易的增长,如果不采取任何措施,船舶温室气体的排放量到2050年将会比2007年增加150%~250%;如果采取有效的控制措施,提高船舶能源效率,那么能够实现海运业温室气体排放量减少25%~75%。

国际社会组织――海运业节能减排引领者

从1972年瑞典斯德哥尔摩联合国科学会议首次提出气候变化问题,到2009年刚刚召开的哥本哈根会议,国际社会日益意识到有效应对全球气候变化所带来的影响迫在眉睫!

当前,解决气候问题的瓶颈就是发达国家与发展中国家之间存在的极大分歧。联合国在协调发达国家和发展中国家的利益方面,应作出更大努力,并出台具有一定约束力、可操作性的规则。制定和实行全球航运业二氧化碳配额制,使各国航运界对自身排放量进行有效监控;将国际海运的二氧化碳以进出口配额的方式制纳入《京都议定书》,实现市场化运作;向国际海运企业征收二氧化碳税,建立节能减排技术研发和政策研究基金,为国际研究机构的研究提供资金支持;授权专门组织(IMO)来负责节能减排相关技术研究和政策制定,并建立海运业节能减排的监管体系。

IMO负责节能减排相关技术研究和政策制定。IMO已订出一个雄心勃勃但可望实现的行动计划,现在正在努力完成一个在全球层面管理航运并对减缓气候变化做出贡献的健全的机制。IMO海上环境保护委员会在为新船制订能效设计指数和为所有船舶制定船舶能源管理计划(其中包括船舶运作燃料效能最佳做法导则)和能效运作指标(使船舶经营者能够确定运营船舶的燃料效率)上,已取得很大进展。

航运科研机构――海运业节能减排的推动力

通过完善船舶节能环保设计规范、技术标准,积极开发和采用提高燃油效率的节能环保新船型与减少废气排放先进动力系统,如研发使用太阳能、风能和天然气动力系统船舶。

挪威船级社和Process Systems Enterprise有限公司(简称PSE)1月13日宣布,双方将开展研发项目合作,为船上碳捕获与储存(CCS)技术制订蓝图设计方案,以减少航运业二氧化碳排放。航运业碳捕获与储存项目旨在为航行中的船舶制订一份船上二氧化碳化学法捕获与临时储存流程的蓝图设计方案,待船舶到达下一个合适的港口时,再将其卸载到传输和储存基础设施中。

澳洲专长于船舶设计、制造环保航海科技装备的Solar Sailor公司正准备为中远集团研制太阳能电池油轮。该公司研究在油轮上设计、安装一套刚性的翼状太阳能电池板新型风帆,可以跟随太阳光线的转变与风力的推动而转换角度、弯曲和摺叠。Solar Sailor研发的太阳能帆是由铝制成,每张高30米,相当于一面波音珍宝客机机翼的长度。该帆能够自动侦测风向和太阳光而调整最佳的角度,船舶可借风力推动,预计可因此节省2成至4成的燃油消耗,同时可为船上设备提供总电力的5%。

使用风力作为补充动力已经在很多商业船只开始应用。天帆(Skysails)使用风筝来拉动船只,据统计分析,这可以降低35%的燃料,风力在最理想的状况下最高可省下一半的燃料。一种多动力的88米船能节省15%的燃料――相当于每年节省93 000欧元。天帆公司的发言人表示,公司投资2500万~3000万欧元来开发这种系统。天帆公司在2009年投入到商业使用上。Wessels公司已经预定了3艘88米的船舶。Beluga已经预定了两艘,并且还会增加订单。天帆公司将发展这种系统到更大的船只上使用。

大力研发和使用船舶节能减排新技术、新产品,也是实现海运业节能减排的有效途径。

荷兰船舶气腔系统(ACS)技术开发商DK集团开发气腔系统技术,注入压缩空气减低耗油,气腔系统技术旨在替代传统的船体平底表面,通过减少船体表面的摩擦阻力,以提高船舶的燃油效率,而要维持空气压缩机的运转,只需要0.5%~1%的推进力,荷兰DK集团早前已成功在一艘超大型油轮(VLCC)上测试有关系统。

全球第一艘把燃料电池作为动力系统的船舶试验项目“Fellow Ship”,日前在挪威和德国资金支持下顺利实施,并由DNV(挪威船级社)对燃料电池的安全和风险进行了核查和认定,亦藉此制定出全球首个船用燃料电池入级认证规范。目前,这个320千瓦功率的全尺寸燃料电池动力系统,已安装到一艘在北海运营的海洋工程供应船“Viking Lady”号上,这亦是全球首艘通过燃料电池技术,实现船上发电试验的营运船舶。DNV指出,尽管不能单纯依靠燃料电池技术解决动力问题,但这项技术可辅助某些航段,如近海、本地港通、轮渡、游艇、海上作业等。采用这项技术后,船舶在港口停留期间亦可充分利用岸上清洁能源。

航运企业――海运业节能减排的主力军

航运企业是海运业节能减排的主体,海运业节能减排的效果直接取决于航运企业。目前,全球各大航运巨头已经在节能减排方面实施具体的措施,并取得比较好的效果。

在航运企业节能减排方面,降低航速无疑是各个公司的首选。由于在船舶航行速度和船用主机燃料油消耗量两者之间存在的是几何级数关系, 只要船队稍微降低航速, 就能够大幅度节约燃料油费用。在一般条件下,如果货轮航速平均放慢10%,燃料油就可以节约25%以上,船舶排放的二氧化碳量及空气污染物也会大幅度降低,可谓两全其美。当前全球大部分航运公司所采用的降低航速措施,绝对不是船舶经营的权宜之计,而是一项长期节能和环保战略。

中远集团旗下的广州远洋公司运用精益管理思想,认真做好航次测算,减少空驶,科学调度,减少挂港;利用气象因素优化航线组合,根据经营的实际需要,在调度安排方面加强与海务、机务和船长的沟通,利用风、流等有利因素合理优化航线;严格操作规程和规范,提高船员操作技能;结合船舶修理计划,安排及时进坞刮底,涂保护油漆,检查阴极防腐装置可靠性,以减少船舶航行阻力,降低单位功率的燃油消耗。同时对船舶的动力装置加装燃油研磨机提高燃油效率,减少温室气体排放。

韩进海运HANJIN SHIPPING日前在首尔宣布,已在公司网站上推出“供应链碳排放量计算机”免费程式,是全球首家在网上设置同类程式航商。据了解,浏览者只需在该公司网站上点击“供应链碳排放量计算机”,并输入货物重量、来源地和目的地三项资料,程式会自动推算装货港、卸货港和航线,然后计算有关货量通过商船运载至卸货港时碳排放量,同时亦会算出沿途海陆联运总计碳排放量。该技术的使用,可以为航运企业提供较为准确的参数数据,为实施节能减排措施提供参考。

港口企业――海运业节能减排的助推器

港口企业是海运业密不可分的部分,港口企业在配合和支持航运企业方面将会发挥重要作用,同时自身也具有很大的节能减排的空间。

支持航运企业使用岸电,加快港口岸电系统的建立与完善。

船舶靠港时通常采用船舶辅机发电,来满足船舶用电需求。辅机在工作过程中排放大量污染物,主要成分是二氧化碳(CO2)、氮氧化物(NOx)和硫氧化物(SOx),对周边环境造成污染,同时也是大量的制造出温室气体。保证船舶在靠泊码头后能够完全使用码头提供的岸电电源,减少船舶停靠码头期间辅机运行造成的大气污染物排放。长滩港是使用港口岸电系统的先行者,现已启动其第四个“岸边供电装置”码头的建设工程,以便使更多船只使用清洁电力靠岸并减少污染。深圳港蛇口码头6月份正式启动的“船舶岸电供电”项目,通过船舶岸上供电,为每艘中型船舶每天节约7吨燃料,减少二氧化硫0.19吨,氮氧化物0.11吨,对港口企业和船东带来经济和社会的双重效益。

港口机械“油改电”项目,就是将原来以柴油为动力的轮胎场桥等港口机械,改为以电为动力。这样不但可以降低场桥的故障率,提高设备运行稳定性,提高作业效率,还可以达到节能减排的效果。青岛港RTG“油改电”工程,主要在该港前湾三期码头前沿堆场实施,工程投资4 000万元。“油改电”的ERTG,单箱能源成本由6.74元降低到2.45元;ERTG设备运行平稳,设备故障率下降了50%,设备利用率平均值由69.3%,更为突出的是,RTG操作一个自然集装箱耗油为1.2升(折合1.5千克标准煤),而改造后的ERTG,操作一个自然集装箱平均耗电2.5度(折合1.0千克标准煤),节能率达33%。深圳港也已经实施港口机械“油”改“电”项目,并取得良好效果。

各国政府――海运业节能减排的关键点

刚结束不久的哥本哈根气候大会虽然无果而终,但中国在会议上对节能减排的承诺与努力,得到了许多国家的赞扬,高度评价中国为促进应对气候变化国际合作做出的积极努力。各国政府是全球节能减排的关键,更应该从人类的大局着想,积极支持联合国等国际组织实施节能减排措施和规则。

在海运业方面,各国政府航运管理部门建立营运船舶燃料消耗检测体系并加强对检测的监督管理;在本国内建立节能减排经济补偿机制;推进国内船舶设计科研机构技术创新;促进船厂切实强化节能技术进步与创新;加强对高耗能营运船舶进人运输市场的源头控制;合理调配国内各种运输方式的组合,实施供应链节能减排方案。

尽管应对气候变化已经成为全球共同的声音,但是在这个与生存和发展休戚相关的问题上,国际社会各方在许多方面还存在着一定的分歧。海运业这个特殊的行业,更需要各国政府突破全球节能减排的瓶颈问题。只要各国达成一致意见,海运业节能减排的全球规范就会迎刃而解,全球气候变化的问题就有可能得到缓解。