劉新亮

摘 要：在過去，人們總把重點放在陸地交通以及航空交通運輸所造成的環(huán)境污染上。然而近幾年，多方研究報告表明，一直被忽略的水上交通運輸也是環(huán)境污染的重要源頭之一。船舶是水上交通運輸?shù)闹饕ぞ撸沂钱a(chǎn)生可吸入粉塵顆粒、NOX和SO2的主要源頭。因此，為了減少船舶污染物給大氣環(huán)境所帶來的污染，各國政府設(shè)立排放控制區(qū)。本文旨在尋求船舶進(jìn)入排放控制區(qū)的措施，為航運企業(yè)應(yīng)對更加嚴(yán)格的排放控制要求提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：排放控制區(qū) 船舶廢氣 MARPOL公約 應(yīng)對措施

1.船舶ECA的形成背景

船舶造成的環(huán)境問題，尤其是在港口、內(nèi)陸水道以及某些航路集中、船舶通航密度大的海域，在這些海域，船舶的節(jié)能減排已躍居首要問題。國際海事組織所提供的資料顯示，截止到2014年末，船舶每年排出的硫氧化物已高于700萬噸，約為空氣污染物排出總量的4.5%。2012年美國海運環(huán)保部門給出的研究成果顯示，運輸船舶所排出的有害漂浮物已是造成空氣污染的主要原因。2012年，國際上所監(jiān)測出的空氣中NOX含量為35%，且大部分來源于船舶，現(xiàn)在海運船舶排出的廢氣中有害漂浮物的年均總量相當(dāng)于所有機(jī)動車尾氣所排出有害物質(zhì)的45%左右。

在環(huán)境污染防控方面，IMO從以前只注重海上船舶對海洋環(huán)境的污染問題，后期開始著眼于其對大氣環(huán)境的污染方面的研究，形成了水空一體化的控制格局。MARPOL公約附則VI正式通過，該公約旨在解決船舶造成的地區(qū)性大氣控排問題，內(nèi)容主要包括：增加相關(guān)術(shù)語釋義、添加了實習(xí)期船舶控排手段的免去前提、船舶耗費臭氧物質(zhì)系統(tǒng)的備案條件、修訂及補充了關(guān)于船舶發(fā)動機(jī)NOX排放Tier I、Tier II、Tier III標(biāo)準(zhǔn)（即為現(xiàn)行全球區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)、全球區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)、排放控制區(qū)標(biāo)準(zhǔn)）、修訂了燃料油硫含量相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、補充了關(guān)于船舶產(chǎn)生VOC物質(zhì)相關(guān)的管理計劃、燃料油可獲得性的相關(guān)規(guī)定及要求等。

2.船舶ECA的由來

ECA定義為排放控制區(qū)，英文意思是Emission Control Area，其包括氮氧化物（NOX）排放控制區(qū)和硫氧化物（SOX）排放控制區(qū)。2008年的國際海事組織大會上采納了MARPOL公約1997年議案和與其相關(guān)的6個決議案，并把該議案納入了《防止船舶造成大氣污染規(guī)則》，而且將其作為MARPOL公約的附則VI。該公約附則VI對船舶排出廢氣中的SOX含量給出限定，劃定了SECA及NECA的上限值，并提出了燃料油硫含量的全球上限值，MARPOL公約附則VI修訂案2008要求自2012年初開始執(zhí)行，全球重質(zhì)燃料油的硫含量從4.5%下降到3.5%，全球范圍內(nèi)現(xiàn)在正在執(zhí)行的是3.5%，而從2020年開始，國際船舶重質(zhì)燃料油的硫含量必須下降到0.5%。在開始執(zhí)行控排區(qū)的海域規(guī)定更加的嚴(yán)格，在硫控排區(qū)域內(nèi)，自2010年7月初開始，船用燃油硫含量不得高于1%。從今年1月1日開始，船用燃油硫含量必須低于0.1%。

3.船舶進(jìn)入ECA的一般措施

為滿足公約附則VI排放控制的要求，應(yīng)對日益增多的ECA區(qū)域，減少廢氣中污染物的排放，各種應(yīng)對措施陸續(xù)出現(xiàn)，總結(jié)起來主要有以下六種。

3.1廢氣清理系統(tǒng)

船舶廢氣清理系統(tǒng)通過利用淡水、海水或化學(xué)品等對船舶排放的廢氣進(jìn)行清洗，以達(dá)到將廢氣中硫氧化物基本清除的效果。使用此項技術(shù)必定會引起船舶在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生較大程度的變化，相關(guān)資金投入較大，清洗后的殘留液體仍需處理，這樣仍需大量資金的投入。然而與使用價格昂貴的船用輕柴油相比，加裝船舶廢氣清理系統(tǒng)可以讓船舶繼續(xù)燃用重油，長遠(yuǎn)來看，該方案更加的經(jīng)濟(jì)。現(xiàn)在，很多國外航運企業(yè)使用這一方案，對于船舶廢氣清理系統(tǒng)而言，其黃金時代即將到來。

3.2低硫燃料油

現(xiàn)在船舶廣泛采用的重油的含硫量一般在2.5%上下，最大含量為3.5%，此種燃油被稱為高硫燃油，據(jù)統(tǒng)計，截止到2014年底，全球大部分船舶還沒有安裝廢氣濾清系統(tǒng)，在應(yīng)對公約的要求方面，多是采用更換低硫燃油（LSFO），此種方法被稱為：換油法。更換LSFO可以大幅度降低硫氧化物的排放。但是現(xiàn)在硫含量較低的LSFO供應(yīng)十分緊張，而且相對于傳統(tǒng)燃油而言，成本昂貴；使用LSFO的船舶，還必須對主機(jī)及輔機(jī)燃油系統(tǒng)進(jìn)行改造，這是因為低硫燃油的粘度較低和潤滑性較差，改造的費用較高。

3.3燃料電池

燃料電池是根據(jù)電化學(xué)原理通過化學(xué)反應(yīng)將產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)變成電能的供電設(shè)備。

從表面上看，一般的燃料電池包括正、負(fù)兩極（其中負(fù)極為燃料的電極，而正極則為氧化劑的電極）和電解液體構(gòu)成，和普通電池相似，可是它們之間的區(qū)別就在于前者可以向外輸出電能，而后者只能夠儲存電能。普通電池一般是把活性物質(zhì)貯存于電池內(nèi)部，所以電池容量有限。通常使用的燃料電池其正極和負(fù)極自身不含易氧化反應(yīng)的材料，而僅是具有催化切換的功能，使用過程中只需連續(xù)不斷地向它提供氧化反應(yīng)的材料，它便可以把燃料中的能量經(jīng)過一系列反應(yīng)釋放出轉(zhuǎn)化為電能輸出，“燃料電池”的名稱也是因此而得。從理論上講，只要能夠不斷地向其輸入反應(yīng)物，且能確保不斷地排出反應(yīng)產(chǎn)物，那么燃料電池便可源源不斷向外發(fā)電。

3.4生物柴油

生物燃料也稱生態(tài)柴油，是用生物質(zhì)組成和提取制成的燃料，其形態(tài)可以分成固體、液體和氣體三種。生物燃料在早期階段一般是以油料作物（如棕桐、油菜等） 、谷類作物（例如玉米、小麥等）或糖類作物（如甘蔗、甜菜等）作為原料，但由于它的生產(chǎn)制作與人類食品安全息息相關(guān)，所以這種燃料的使用備受爭議。后來研究出現(xiàn)了第二代生物燃料，它的原料主要是農(nóng)林廢棄物（如秸稈、鋸末、甘蔗渣、稻糠等），這種原材料制成的燃料的優(yōu)點在于：①不破壞生態(tài)；②可以有效減少溫室氣體的排放；③不影響生物多樣性的特征。

3.5可再生能源

可再生能源一般是利用風(fēng)力、太陽光照的熱能或波浪的推力等循環(huán)不竭的能量，將這些能量轉(zhuǎn)換成電能以供船舶行駛所用。

3.5.1風(fēng)能

使用風(fēng)力發(fā)電時，一般要求使用重量較輕的原料，一方面是可以增加船舶的載重，另一方面在方向調(diào)整時可以減少能量的消耗。一般船上的風(fēng)能設(shè)備能進(jìn)行多角度調(diào)整，以便其能夠找到最好的角度利用風(fēng)力，從而產(chǎn)生電能來推動船舶航行。但是，這種能源具有區(qū)域和時間性，其運用于船舶的可行性還需要論證。

3.5.2太陽能

太陽能是利用太陽能電板吸收太陽光照的能量將其轉(zhuǎn)化成電能的過程，尤其對于同時利用風(fēng)能和太陽能的船舶，在船舶無法使用風(fēng)能推動的情況下，可以利用太陽能繼續(xù)船舶的航行，而且可以把多余的太陽能保存在船上，以備后用。

3.5.3波浪能

波浪能的應(yīng)用主要是使用波浪的推力，使其作用于船舶的渦輪裝置，將動能轉(zhuǎn)化成電能，從而產(chǎn)生動力來推動船舶航行，這與水力發(fā)電具有同樣的原理。

以上這些新能源雖然不存在氣體或顆粒物的排放問題，但它們的實現(xiàn)大多依賴于天氣條件，因此要將它們大規(guī)模地應(yīng)用于船舶動力的可行性不高。

3.6液化天然氣（LNG）

使用液化天然氣作為船舶燃料，可以有效的減少船舶廢氣中污染物的排放，尤其是CO2、NOX、SOX和顆粒物等，而且全球的天然氣總和很大，其利用對技術(shù)的要求較低。從價格角度考慮，液化天然氣的價格與傳統(tǒng)燃油相比，在得到同等能量的條件下，改用液化天然氣能節(jié)省約三成到五成的運營成本。另外，液化天然氣與其他燃料油相比，具有諸多優(yōu)點，它在揮發(fā)的情況下，比重較小，一旦暴露在空氣中就會立刻消散，因此不會對環(huán)境造成破壞。

液化天然氣在船舶動力的應(yīng)用方面所涉及的技術(shù)、設(shè)備及標(biāo)準(zhǔn)已較為完善，目前已有一些船舶在使用液化天然氣。

4.結(jié)論

本章對船舶ECA形成背景和由來、范圍及相關(guān)規(guī)定做了簡單介紹，并重點介紹了船舶進(jìn)入SECA區(qū)域時的相關(guān)應(yīng)對措施，主要介紹了廢氣洗滌器、低硫燃油、燃料電池、生物柴油、可再生能源和LNG的應(yīng)用，并且提出了各項措施所存在的問題，為航運企業(yè)應(yīng)對排放控制區(qū)的限制提供參考。

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