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欧委会“2030航运减排”最有效措施

作者:中国船检
文长5657 - 时长15分

摘要:
近期,研究咨询机构CE Delft与UMAS联合开展了一项关于航运业温室气体减排目标的研究,该研究给出了最有可能帮助航运业实现2030初步减排目标的短期措施,并且展示了各项措施的具体减排效果,为业界实施减排战略提供了决策参考依据。

研究指出,按照IMO欲在2030年将航运业碳排放强度至少降低40%的目标来计算,相比于一切照常发展的情况,2030年全球二氧化碳排放需要大约降低21%。 

近期,在欧委会的支持下,独立研究咨询机构CE Delft与UMAS联合开展了一项关于航运业温室气体减排目标的研究,对IMO减少船舶温室气体排放初步战略中所列出的短期措施进行了分析。该研究给出了最有可能帮助航运业实现2030初步减排目标的短期措施,并且展示了各项措施的具体减排效果,为业界实施减排战略提供了决策参考依据。 

IMO船舶温室气体减排初步战略(MEPC.304(72)决议)包含了13种短期减排措施,海上环境保护委员会(MEPC)将在2023年之前对这些措施的执行做出决定。本次研究选取了其中5类被视为对温室气体减排有直接影响的措施,并对它们的减排效果进行了分析。这5类短期减排措施分别是: 

1、进一步改善现有能效框架,重点关注船舶能效设计指数(EEDI)和船舶能效管理计划(SEEMP); 

2、针对新船和现有船舶开发技术和营运能效措施,包括考虑使用能够反映和增强船舶能效表现的指标,例如全年效率比(Annual Efficiency Ratio)、每工时能效(Energy Efficiency per Service Hour)、单船能效表现指数(Individual Ship Performance Indicator)以及油耗降低策略(Fuel Oil Reduction Strategy); 

3、开展现有船队改进计划; 

4、考虑使用航速优化和降低航速措施; 

5、鼓励各国发展或者升级自己的减排行动计划,在IMO的指导下制定相关政策和战略解决航运业温室气体排放问题。 

为了评估不同政策措施对于航运业温室气体减排的影响,该研究设置了一种在“一切照常发展”(BAU)情况下的未来航运业温室气体排放状况。这样一来就可以对“实施了新的减排措施”与“未实施任何新增政策”这两种情境进行对比。比如说,减速航行措施对温室气体排放的影响取决于在一切照常发展情境下船舶运行速度的发展状况。同样的,改善船舶技术能效对减排的影响取决于在一切照常发展情境下船队技术能效的优化程度。研究还指出,按照IMO欲在2030年将航运业碳排放强度至少降低40%的目标来计算,相比于一切照常发展的情况,2030年全球二氧化碳排放需要大约降低21%。 

以下是各项政策措施的具体减排效果。 

加强新船EEDI要求 

近年来投入使用的船舶中,许多EEDI表现相比原本为它们规定的EEDI要求都有了显著提升。大多数船型都已经达到了EEDI第二阶段的要求,除了散货船之外,其他船型中表现最佳的船舶甚至已经超过了第三阶段的要求。 

目前有两种方式可以进一步增强EEDI要求。一是将EEDI第三阶段生效时间从2025年提前至2022年。这一点对于大多数船型来说都可以实现,因为现在已有很多新船在建造时EEDI就已经超过了第三阶段的要求。二是加强某些船型的削减率,集装箱船和杂货船是最佳选项。 

为了模拟加强新船EEDI要求对温室气体排放的影响,该研究在考虑现有EEDI法规时纳入了以下两点内容: 

◉ EEDI第三阶段提前至2022年;

◉ EEDI第四阶段从2027年开始,所有船型统一削减率为40%。 

模拟结果显示,相比于一切照常发展的情况,加强新船EEDI要求可在2030年将全球船队的二氧化碳排放量减少1%~3%。由此可见,仅靠这项措施远远不足以实现IMO在初步战略中定下的减排目标。 

将EEDI应用到现有船舶 

IMO海上环境保护委员会也曾多次讨论过将EEDI应用到现有船舶,不过大多数提案都是建议采取技术标准与金融手段相结合的措施,例如对燃油消耗和相关能效不符合要求的船舶进行罚款。 

针对现有船舶的EEDI要求目前还是未知数,不过这个方案是可行的。现有船舶的EEDI可以参照新船EEDI的公式和参考线来设置,目标数值也可以像新船EEDI一样针对不同船型和船舶尺寸设定不同的要求,不过相比新船,现有船舶的EEDI要求应该更高一些,因为现有船舶改善技术效率的途径较少,而且在旧船上进行改装比在新船建造阶段安装某些装置更为昂贵。 

该研究对现有船舶实行EEDI要求进行了模拟分析,结果显示,相比于一切照常发展的情况,到2030年这项措施可以减少的二氧化碳排放大致在1%~6%之间,依然是收效甚微。 

加强SEEMP——强制性目标设定 

早在2009年日本向IMO提出SEEMP提案时,其中就有关于设定短期和长期船舶能效营运指数(EEOI)目标的内容,不过这项要求并未被纳入相关法规和指南中。根据SEEMP编制指南中的描述,设定目标是自愿行为,没有必要向公众宣告目标或结果,公司或船舶也不必接受外部检查。 

如果实施强制性目标设定政策,航运公司就需为每艘船舶选择特定的能效表现指标,并设定接下来1年、3年或5年内所要达到的目标值,而且需要定期更新目标。 

这项措施允许航运公司自由选择目标,因此研究人员预测大多数航运公司都会设置容易实现的、不会增加船舶运营成本的目标。这意味着它们很可能会选择成本效益高的方式,例如螺旋桨抛光、船体清洁或加涂层、气象定线、航速优化以及重新设计球鼻艏等等。 

假设从2022年开始通过强制性要求船东设定目标来加强SEEMP,研究模拟结果显示,到2030年该措施能够减少的二氧化碳排放只有不到2%。减排效果之所以这么低,主要是因为在一切照常发展的情况下,许多成本效益高的能效改善方案也会得到实施。而且既然是由船东来决定设置什么样的目标,研究人员并不指望它们会在激烈竞争的市场中主动选择成本高昂的技术手段。 

想了解更多与航运减排相关的资讯,您还可以访问:

这个“行动”能够显著降低碳排放

蓝色经济与全球海洋治理之减碳篇:零排放航运

船舶减排 大气减负

加强SEEMP——强制性定期能效评估 

船舶能效越高,租船人所需花费的成本就越低。但是在当前租船市场中,船舶能效对租船费率的影响很小。这可能是因为有关船舶能效的信息比较匮乏。为了解决这个问题,我们可以在SEEMP中要求船舶定期进行航速试验监测燃油效率,并用统一的方式处理相关数据,这样一来租船人在选择船舶时就可以参考速度-功率曲线。 

强制性定期能效评估是一种全新的方案。如果实施这项政策,可能需要在SEEMP中新增一个章节。比如说,添加一段规定,要求每年根据相关指南测量船舶的速度-功率曲线,并且信息需要随时保持公开。这可以为租船人提供在租船过程中查看船舶速度-功率曲线的机会。船舶可能出现船体和螺旋桨污损以及轴承磨损等现象,所以速度-功率曲线也会随着时间推移而发生改变,因此需要定期更新。

 研究模拟结果显示,通过强制性定期评估能效来加强SEEMP可在2030年最多将二氧化碳排放降低2%。这项措施的减排效果比强制性目标设定更好一点,但仍然远低于IMO初步战略所定下的目标值。 

加强SEEMP——强制性船舶改装 

另一种加强SEEMP的方式是要求船舶安装可在特定年限内回收成本的技术设施。我们可以在SEEMP中添加一个成本回收时间少于2年、5年或者10年的技术清单,并要求船舶采用这些技术手段。清单中列出的技术必须足够成熟。 

由于这类改装工程通常需要船舶进干船坞,因此船舶应当被允许每5年实施一次技术改装,它们需在接受入级检验之前提交相关改装计划,并在干船坞接受检验期间实施这些措施。 

该研究模拟结果显示,相比于一切照常发展的情况,强制性技术改装可在2030年将船舶二氧化碳排放减少大约2%~4%。这种措施在短期之内对于提升现有船队的技术能效具有明显的作用,但是这种影响会随着时间推移逐渐减小,因为在一切照常发展的情况下,许多成本效益高的减排手段都会被逐渐应用到船舶上。正如近年来许多船舶已经改装了能效改善装置。 

设置强制性船舶营运能效标准 

衡量船舶营运能效的指标有很多种,例如全年效率比(AER)、每工时能效(EESH)、单船能效表现指数(ISPI)以及油耗降低策略(FORS)等。所有这些指标都会促进船舶设计能效提升,例如改装节能装置,还会促使船舶降低航速,不过各种指标造成的减速程度并不完全一致。 

该研究采用的是全年效率比(AER,即Annual Efficiency Ratio),公式表示为:全年二氧化碳排放量/(船舶DWT*全年航程)。船舶营运能效改善措施的执行程度取决于营运能效标准的严格程度。 

研究人员分析了三种不同严格程度下的减排效果,分别要求船舶将营运能效改善20%、40%和60%,结果发现后两种情况都能满足IMO设定的2030减排目标。模拟结果显示,如果将强制性全年效率比标准设置为20%、40%或60%,即将全年效率比相比2008年下调20%、40%或60%,在2030年能实现的二氧化碳减排比率分别是5%、21%和43%,减排效果十分显著。 

现有船队改进计划 

BIMCO、IPTA 以及WSC曾建议过IMO海上环境保护委员会启动现有船队改进计划(EFIP)。这项提案要求船东根据船舶在特定年份内消耗的燃油数量留出一部分资金用以改进船队。船东需将这笔钱花在“公认的能够改善船舶能效的方案”上,例如螺旋桨升级、船体涂层优化等等。船东可以灵活选择投资时间。 

现有船队改进计划对温室气体排放的影响很难模拟,因为该系统具有太多灵活性。研究人员预测该措施的减排效果与强制性船舶改装类似,相比于一切照常发展的情况,可在2030年将船舶排放减少大约2%~4%。而且具体的减排程度还取决于船东在能效改善方面的投资规模,如果投资数额庞大,这项措施可能会推动更多成本效益不高的技术得到应用,这样一来减排效果也会相应提高。 

减速航行 

过去10年来,实践证明减速航行在降低船舶能耗方面很有效果。降低航速后,同样的航程将花费更长时间,并且需要更多船舶才能完成原本的运输工作量,但是即便考虑这些因素,减速航行带来能耗节省依然非常可观。 

尽管从船东和船舶运营商的角度来看,减速航行是一种成本效益较高的措施,但是由于标准租船合同中的条约规定,这种方案通常难以实施。而且租船市场竞争很激烈,如果航速较高的船舶以高成本为代价赢得了更多业务,航速较低的船舶就会面临更高的机会成本。而从法规层面要求船舶减速航行就可以克服这些障碍。 

减速航行法规可以从全球和地区两种层面上实施。例如以下四种形式: 

◉ 全球航速限制,具体标准视船舶类型和尺寸而定;

◉ 设置全球最大平均航速,具体标准视船舶类型和尺寸而定;

◉ 对驶自和/或驶向某地区或国家港口的船舶设置航速限制,具体标准视船舶类型和尺寸而定;

◉ 对驶自和/或驶向某地区或国家港口的船舶设置最大平均航速,具体标准视船舶类型和尺寸而定。 

为了预测减速航行措施对温室气体排放的影响,研究人员分析了两种减速模式。由于条件限制,这两种减速模式都是基于船舶平均运行速度而非最高运行速度。这种方法需要用到不同类型和尺寸的船舶服务期间平均航速作为参考线,该研究选取了2012年的平均航速作参考。两种减速模式分别是: 

模式1:分别将不同类型和尺寸的船舶服务期间平均航速限制在2012年对应的平均水平;

模式2:分别将不同类型和尺寸的船舶服务期间平均航速相比2012年降低20%。 

模拟结果显示,减速模式1可在2030年将船舶二氧化碳排放量降低13%,而减速模式2的减排比率则在25%~34%之间。这意味着将航行速度相比2012年平均航速降低20%很有可能实现IMO初步战略设定的减排目标,甚至超过了IMO定下的最低减排水平。 

国家或地区措施 

除了前面讨论的各种全球减排措施之外,还有一些由于涉及港口优化或者其他国家因素因而更适合在国家或地区层面实施的减排政策。例如以下三种: 

1、建立船舶引航和泊位信息船-岸沟通标准 

有时船舶高速驶向港口却发现没有可以提供服务的引航员和泊位,因此它们就得在港口外徘徊等待。如果船舶能提前知晓港口引航服务和泊位相关信息,它们就可以调整航速以便在合适的时间抵达港口,这样一来就可以降低排放。 

2、建立港口环保激励机制标准 

许多港口都实施了环保激励机制,目的是鼓励发展绿色航运,降低船舶造成的环境污染。但是各个港口使用的机制各不相同,它们的指标和目标也不一致。为各类机制设定统一的标准可以提升给予船舶的金融激励,有助于增强它们的实践效果。 

3、创建促进短途航线上可再生燃料应用的激励框架 

为了发展低碳航运,业界经常会进行船舶燃料试验,例如电池动力、氢动力以及甲醇动力船舶项目等等。这类试验需要专用的基础设施和船舶,因此它们适合在经常往返于特定港口或地区的船舶上进行。 

研究模拟结果显示,如果实施上述措施,到2030年第一种政策可将二氧化碳排放减少1%左右,后两种减排比率不足1%。 

优化船舶营运能效和减速航行是最有效的减排措施 

以上各种政策措施对航运业温室气体排放都有一定的影响,但是大多数的减排效果都不理想,只有优化船舶营运能效和减速航行有可能实现IMO初步战略设定的减排目标。 

下图集中展示了各种措施对温室气体排放的影响

如果要实现IMO的目标,在2030年将国际航运业二氧化碳排放强度相比2008年降低40%,那么无论是限制航速还是设定船舶营运效率标准都会需要船舶降低航速,不过还是会有区别。在减排结果相同的情况下,优化营运效率相比限制航速可以允许船舶通过更多方式达到要求,例如改善设计能效、更换燃料以及改进船舶管理或物流等等。这意味着,如果设定船舶营运效率标准,2030年的船舶航速将比同等减排效果下实行限速措施造成的最终航速要高一些。 

研究报告还指出,在一切照常发展的情况下,到2030年全球活跃船舶数量相比2008年预计会增长133%。如果采取要求降低航速的政策(例如优化船舶营运能效或调整航速法规),就会需要更多活跃船舶来满足运输需求。举个例子,假如将全年效率比调低60%,2030年全球活跃船舶数量则需要上涨235%。


来源:中国船检

封面图:中国船检

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