鄧紅梅

摘 要：港口溫室氣體排放加劇了全球氣候變化，氣候變化導(dǎo)致的全球海平面上升也對(duì)港口的可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成了巨大的威脅。本研究首先介紹了港口碳減排的背景及意義，其次核算分析了2011至2019年間我國(guó)港口碳排放的現(xiàn)狀，最后梳理了港口碳減排的具體措施，提出了港口脫碳的努力方向。

關(guān)鍵詞：港口;碳排放;現(xiàn)狀;減排措施

中圖分類(lèi)號(hào)：X322? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006—7973（2021）12-0098-03

1港口碳減排背景

政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)（IPCC）第五次評(píng)估報(bào)告指出，1901-2010年期間全球海平面上升的速度對(duì)人類(lèi)的生活環(huán)境帶來(lái)了巨大的威脅，如果溫升幅度大于2℃，將會(huì)在全球造成不可挽回的遭難性環(huán)境后果[1]。IPCC于2018年10月發(fā)布的《全球1.5℃溫升特別報(bào)告》進(jìn)一步指出，只有在本世紀(jì)中葉實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)的溫室氣體凈零排放——碳中和目標(biāo)，才有可能將全球變暖幅度控制在1.5℃以?xún)?nèi)，從而減緩及避免氣候變化帶來(lái)的極端危害。國(guó)際社會(huì)于2015年達(dá)成了《巴黎協(xié)定》，各國(guó)做出了自主減排承諾，并確定了在本世紀(jì)末將全球溫升幅度控制在2℃，并爭(zhēng)取將其控制在1.5℃的溫升水平的目標(biāo)[2]。作為全球供應(yīng)鏈中的轉(zhuǎn)運(yùn)節(jié)點(diǎn)，港口產(chǎn)業(yè)約占全球溫室氣體排放總量的3%[3]，由其產(chǎn)生的碳排放加劇了全球氣候變化，氣候變化導(dǎo)致的全球海平面上升也對(duì)港口的可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成了巨大的威脅。中國(guó)作為世界上最大的發(fā)展中國(guó)家，化石能源仍然是主要的能源消耗來(lái)源，所產(chǎn)生的碳排放也位列世界之最。中國(guó)政府于2020年向國(guó)際社會(huì)做出承諾，力爭(zhēng)在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。我國(guó)的水運(yùn)“十三五”發(fā)展規(guī)劃也明確規(guī)定了港口的節(jié)能減排政策目標(biāo)，規(guī)劃指出，2020年港口生產(chǎn)單位吞吐量綜合能耗及二氧化碳排放均需比2015年下降2%。隨著應(yīng)對(duì)氣候變化政策的日益加強(qiáng)，有必要進(jìn)一步核算我國(guó)港口的碳排放現(xiàn)狀，并對(duì)港口的降碳措施進(jìn)行分析，以便促進(jìn)低碳港口的建設(shè)及港口的高質(zhì)量發(fā)展。

2 我國(guó)港口碳排放現(xiàn)狀

本節(jié)從港口碳排放的來(lái)源、港口碳排放核算方法、港口碳排放現(xiàn)狀三個(gè)方面對(duì)我國(guó)港口碳排放進(jìn)行了分析。

2.1 港口碳排放的來(lái)源

港口的溫室氣體排放來(lái)源可分為三類(lèi)。第一類(lèi)是港口活動(dòng)產(chǎn)生的直接碳排放，包括港作車(chē)輛、拖輪等通過(guò)燃油消耗產(chǎn)生的排放;第二類(lèi)是港口經(jīng)營(yíng)用電所產(chǎn)生的間接碳排放;第三類(lèi)是與港口業(yè)務(wù)承租人相關(guān)的其他間接來(lái)源，包括租用船舶、卡車(chē)、貨物裝卸設(shè)備和鐵路機(jī)車(chē)等產(chǎn)生的間接排放。對(duì)于擁有大量外包業(yè)務(wù)的港口而言，第三類(lèi)排放源可能是溫室氣體排放的最大來(lái)源。

2.2 港口碳排放核算方法

針對(duì)某個(gè)具體的港口企業(yè)而言，通過(guò)統(tǒng)計(jì)不同能源品種的能耗情況，再用相應(yīng)能源的消耗量乘以對(duì)應(yīng)的碳排放因子即可計(jì)算得到該港口不同能耗的碳排放量。對(duì)于我國(guó)港口整體碳排放的核算，由于針對(duì)所有港口的詳盡數(shù)據(jù)難以獲得，通常使用我國(guó)港口的吞吐量、港口企業(yè)每萬(wàn)噸單耗（噸標(biāo)準(zhǔn)煤）和噸標(biāo)煤的碳排放系數(shù)相乘得到，其計(jì)算公式如式（1）所示。

（1）

Q為港口碳排放量，X為港口吞吐量，Y為港口企業(yè)每萬(wàn)噸單耗，Z為噸標(biāo)煤的碳排放系數(shù)。港口的吞吐量取自《中國(guó)港口年鑒》，港口企業(yè)的每萬(wàn)噸單耗參考《交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》中所公布的值，由于交通運(yùn)輸部2011年才開(kāi)始對(duì)港口能源消耗進(jìn)行監(jiān)測(cè)，所以研究年份從2011年開(kāi)始，噸標(biāo)煤的碳排放系數(shù)參照我國(guó)發(fā)改委所使用的推薦值，即2.4567t-CO2/tce。

2.3 港口碳排放現(xiàn)狀分析

根據(jù)測(cè)算，2011年港口的碳排放為779.50萬(wàn)噸，之后緩慢上升，2013年港口的碳排放達(dá)到838.33萬(wàn)噸，2013年之后港口的碳排放趨勢(shì)穩(wěn)重有降，2018年的碳排放為810.89萬(wàn)噸。由于2019年港口的統(tǒng)計(jì)范圍進(jìn)行了調(diào)整，2019年的全國(guó)貨物吞吐量和碳排放量相比于2018年呈下降趨勢(shì)。2011年至2019年全國(guó)港口的貨物吞吐量及CO2排放量的歷史趨勢(shì)如圖1所示。綜合來(lái)看，過(guò)去十年間，我國(guó)港口的碳排放量大約在800萬(wàn)噸左右。

3 港口降碳措施

為了實(shí)現(xiàn)我國(guó)的雙碳目標(biāo)，港口在節(jié)能降碳方面仍需要采取更有力的措施。具體來(lái)看，港口的減碳措施可以從技術(shù)、管理、節(jié)能幾方面展開(kāi)。

3.1 設(shè)備措施

設(shè)備措施是指對(duì)相關(guān)排放設(shè)備進(jìn)行物理上的改變或用更清潔和更新的節(jié)能技術(shù)替換舊的設(shè)備，港口主要的排放設(shè)備包括拖輪、貨物裝卸設(shè)備、建筑照明和空調(diào)等。設(shè)備措施可以通過(guò)不同的方式實(shí)現(xiàn)，一是購(gòu)買(mǎi)新的設(shè)備，二是用更清潔和更高效的設(shè)備替換舊的設(shè)備，三是更換新的引擎，四是對(duì)排放控制技術(shù)進(jìn)行改造。

全球各地的港口實(shí)踐表明，柴油動(dòng)力終端設(shè)備的更換可將能源消耗和二氧化碳排放降至最低。西班牙巴倫西亞港通過(guò)對(duì)輪胎式龍門(mén)吊的引擎設(shè)備進(jìn)行發(fā)電機(jī)組改造，可將港口CO2的排放量減少43%[4]。美國(guó)的圣佩德羅灣港口的清潔空氣行動(dòng)計(jì)劃也要求港口在指定時(shí)期內(nèi)用新的清潔發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)貨物裝卸設(shè)備的舊發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行更換。美國(guó)紐約和新澤西集裝箱碼頭也將在五至十年的使用周期內(nèi)對(duì)堆置場(chǎng)牽引車(chē)的設(shè)備進(jìn)行更新。對(duì)老式柴油龍門(mén)起重機(jī)等設(shè)備進(jìn)行投資改造的節(jié)能減排效果明顯，然而，對(duì)貨物裝卸設(shè)備進(jìn)行更新和替換的成本高昂，因此，大規(guī)模的設(shè)備更新和替換所需時(shí)間較長(zhǎng)。

3.2 能源措施

能源措施包括通過(guò)使用更清潔的燃料、可替代能源系統(tǒng)或利用可再生能源，向港口作業(yè)方提供更清潔的能源。

更清潔的燃料包括液化天然氣LNG、甲醇、氫能、氨能和生物質(zhì)能等。液化天然氣每公里的能源效率比傳統(tǒng)燃料高10%左右，產(chǎn)生的二氧化碳也大約低25%[5]，但是液化天然氣在使用中可能會(huì)存在甲烷泄漏的問(wèn)題，而甲烷帶來(lái)的全球變暖潛力是二氧化碳的25倍，因而，液化天然氣的大規(guī)模使用仍然存在著爭(zhēng)議。對(duì)于甲醇而言，它可以產(chǎn)生更少的二氧化碳排放，且在低負(fù)荷下，不存在甲烷泄漏的問(wèn)題，是一種較為可行的替代燃料。氫能和氨能也都是具有較大發(fā)展前景的可替代燃料，氫能可用于燃料電池裝置，氨能可用于船舶或車(chē)輛發(fā)電的燃料。生物質(zhì)發(fā)電也可以減少溫室氣體排放，來(lái)自港口或船舶的生物質(zhì)可轉(zhuǎn)化為沼氣或生物燃料，通過(guò)燃燒可以產(chǎn)生熱力和電力。然而，可替代燃料的高成本低回報(bào)特性限制了它們?cè)诟劭诘氖褂靡?guī)模，而且，許多港口的設(shè)施和市場(chǎng)發(fā)展還不成熟。

可替代能源系統(tǒng)指發(fā)動(dòng)機(jī)等使用化石燃料以外的能源，包括電氣化和使用混合動(dòng)力等。全電氣化在起重機(jī)等貨物裝卸設(shè)備中使用廣泛，此外，貨物裝卸設(shè)備中還常采用可充電電池系統(tǒng)。例如，在美國(guó)圣佩德羅灣港口和臺(tái)灣高雄集裝箱碼頭等多個(gè)港口，電池電動(dòng)導(dǎo)向車(chē)輛、叉車(chē)、軌道搬運(yùn)車(chē)、堆垛起重機(jī)等都得到了廣泛的應(yīng)用?？偟膩?lái)說(shuō)，起重機(jī)電氣化大約可節(jié)省總耗能量的30%，對(duì)減少溫室氣體排放發(fā)揮著重要的作用。另外，混合動(dòng)力是指港口設(shè)備使用化石燃料和電力混合發(fā)電，包括插電式混合動(dòng)力和液壓混合動(dòng)力等。

港口可利用的可再生能源包括太陽(yáng)能、風(fēng)能、海洋能和地?zé)崮艿?。太?yáng)能電池板可建在港口的空置地面，也可建在碼頭相關(guān)建筑及倉(cāng)庫(kù)的屋頂上。風(fēng)能在沿海區(qū)域的資源非常豐富，在港口建設(shè)風(fēng)電設(shè)施有著天然的地理優(yōu)勢(shì)，很多港口都安裝了陸上和海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)，但風(fēng)力發(fā)電也會(huì)受到空間可用性的限制。海洋能包括潮汐能等，主要是利用海峽、島嶼和通道近岸的潮汐產(chǎn)生的動(dòng)能。地?zé)崮芾玫氖堑厍虻貙又袃?chǔ)存的能量。

3.3 操作措施

操作措施主要是為了提高整個(gè)港口的運(yùn)營(yíng)效率，包括采用數(shù)字化技術(shù)和集裝箱碼頭自動(dòng)化操作技術(shù)等。數(shù)字化技術(shù)可以幫助識(shí)別、監(jiān)控和匯總支持運(yùn)營(yíng)效率所需的數(shù)據(jù)，遙感、大數(shù)據(jù)分析等職能物流的發(fā)展降低了燃料消耗并減少了碳排放。數(shù)字化技術(shù)在多個(gè)港口得到廣泛應(yīng)用，例如，上海港采用了監(jiān)控物流和燃料消耗的智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、電子數(shù)據(jù)交換技術(shù)等，方便了碼頭和航運(yùn)公司之間的通訊;國(guó)外的數(shù)字化技術(shù)案例包括漢堡港的3D打印技術(shù)、鹿特丹港的物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)和新加坡港的大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)等。集裝箱碼頭自動(dòng)化操作系統(tǒng)不僅提高了碼頭效率，而且降低了運(yùn)營(yíng)成本和碳排放。全球約有1%的碼頭是全自動(dòng)的，約有2%的碼頭是半自動(dòng)的，如鹿特丹港、紐約港、墨爾本港、波爾不港和青島港等[6]。鑒于自動(dòng)化碼頭在減少能源消耗和二氧化碳排放等方面的優(yōu)勢(shì)，傳統(tǒng)港口有望在未來(lái)逐步向自動(dòng)化碼頭轉(zhuǎn)型。此外，港口還可以通過(guò)不同的綠色政策和項(xiàng)目來(lái)減少碳排放。例如，港口可以實(shí)施綠色采購(gòu)政策，采購(gòu)綠色環(huán)保的產(chǎn)品或服務(wù);港口還可以購(gòu)買(mǎi)使用可再生能源生產(chǎn)的綠色電力;港口種植樹(shù)木不但可以改善景觀，還可以最大限度地通過(guò)林業(yè)碳匯達(dá)到固碳的目的。

3.4 信息化措施

信息措施包括溫室氣體排放的核算、監(jiān)測(cè)和報(bào)告，是減少港口碳排放的重要措施之一。在建立排放核算清單之后，可以確定港口的排放基準(zhǔn)線(xiàn)，而且能觀察港口排放隨時(shí)間的變化趨勢(shì)。建立溫室氣體排放清單是港口碳減排行動(dòng)的重要步驟，通過(guò)碳排放清單可以有效識(shí)別港口溫室氣體減排的關(guān)鍵措施。碳排放監(jiān)測(cè)也是非常重要的減排措施，通過(guò)監(jiān)測(cè)碳排放可以有效解釋港口排放的負(fù)外部性，并使港口活動(dòng)排放的負(fù)外部性?xún)?nèi)部化。碳報(bào)告制度在歐盟的很多港口都很普遍，碳排放的可監(jiān)測(cè)、可報(bào)告、可核查體系是碳交易機(jī)制建設(shè)運(yùn)營(yíng)的基本要素[7]，也是港口低碳轉(zhuǎn)型的重要依據(jù)。我國(guó)港口的低碳轉(zhuǎn)型應(yīng)借鑒歐盟的經(jīng)驗(yàn)，率先建立碳排放核算、監(jiān)測(cè)及報(bào)告相關(guān)的信息化機(jī)制。

4 結(jié)語(yǔ)

港口是國(guó)家經(jīng)濟(jì)的重要戰(zhàn)略節(jié)點(diǎn)，港口的經(jīng)營(yíng)活動(dòng)會(huì)產(chǎn)生大量的碳排放并加劇氣候變化。港口的碳排放主要?dú)w因于其移動(dòng)源和固定源的排放，包括拖輪、叉車(chē)、貨物裝卸設(shè)備等產(chǎn)生的排放。鑒于應(yīng)對(duì)氣候變化的緊迫性，本研究分析了我國(guó)港口二氧化碳排放現(xiàn)狀以及減碳的具體措施，采取有效的減排措施可以實(shí)現(xiàn)港口的可持續(xù)發(fā)展。由于每個(gè)港口的特點(diǎn)不同，減排潛力和成本也存在差異，各個(gè)港口所采取的減排措施也不盡相同。港口在制定溫室氣體減排戰(zhàn)略時(shí)，應(yīng)因地制宜，采取最具成本有效性的措施達(dá)到港口脫碳的目標(biāo)。

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