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歐委會“2030航運減排”最有效措施

   2019-07-27 3920
核心提示:研究指出,按照IMO欲在2030年將航運業(yè)碳排放強度至少降低40%的目標來計算,相比于一切照常發(fā)展的情況,2030年全球二氧化碳排放需

研究指出,按照IMO欲在2030年將航運業(yè)碳排放強度至少降低40%的目標來計算,相比于一切照常發(fā)展的情況,2030年全球二氧化碳排放需要大約降低21%。


近期,在歐委會的支持下,獨立研究咨詢機構(gòu)CE Delft與UMAS聯(lián)合開展了一項關(guān)于航運業(yè)溫室氣體減排目標的研究,對IMO減少船舶溫室氣體排放初步戰(zhàn)略中所列出的短期措施進行了分析。該研究給出了最有可能幫助航運業(yè)實現(xiàn)2030初步減排目標的短期措施,并且展示了各項措施的具體減排效果,為業(yè)界實施減排戰(zhàn)略提供了決策參考依據(jù)。


IMO船舶溫室氣體減排初步戰(zhàn)略(MEPC.304(72)決議)包含了13種短期減排措施,海上環(huán)境保護委員會(MEPC)將在2023年之前對這些措施的執(zhí)行做出決定。本次研究選取了其中5類被視為對溫室氣體減排有直接影響的措施,并對它們的減排效果進行了分析。這5類短期減排措施分別是:


1、進一步改善現(xiàn)有能效框架,重點關(guān)注船舶能效設(shè)計指數(shù)(EEDI)和船舶能效管理計劃(SEEMP);


2、針對新船和現(xiàn)有船舶開發(fā)技術(shù)和營運能效措施,包括考慮使用能夠反映和增強船舶能效表現(xiàn)的指標,例如全年效率比(Annual Efficiency Ratio)、每工時能效(Energy Efficiency per Service Hour)、單船能效表現(xiàn)指數(shù)(Individual Ship Performance Indicator)以及油耗降低策略(Fuel Oil Reduction Strategy);


3、開展現(xiàn)有船隊改進計劃;


4、考慮使用航速優(yōu)化和降低航速措施;


5、鼓勵各國發(fā)展或者升級自己的減排行動計劃,在IMO的指導下制定相關(guān)政策和戰(zhàn)略解決航運業(yè)溫室氣體排放問題。


為了評估不同政策措施對于航運業(yè)溫室氣體減排的影響,該研究設(shè)置了一種在“一切照常發(fā)展”(BAU)情況下的未來航運業(yè)溫室氣體排放狀況。這樣一來就可以對“實施了新的減排措施”與“未實施任何新增政策”這兩種情境進行對比。比如說,減速航行措施對溫室氣體排放的影響取決于在一切照常發(fā)展情境下船舶運行速度的發(fā)展狀況。同樣的,改善船舶技術(shù)能效對減排的影響取決于在一切照常發(fā)展情境下船隊技術(shù)能效的優(yōu)化程度。研究還指出,按照IMO欲在2030年將航運業(yè)碳排放強度至少降低40%的目標來計算,相比于一切照常發(fā)展的情況,2030年全球二氧化碳排放需要大約降低21%。


以下是各項政策措施的具體減排效果。


加強新船EEDI要求


近年來投入使用的船舶中,許多EEDI表現(xiàn)相比原本為它們規(guī)定的EEDI要求都有了顯著提升。大多數(shù)船型都已經(jīng)達到了EEDI第二階段的要求,除了散貨船之外,其他船型中表現(xiàn)最佳的船舶甚至已經(jīng)超過了第三階段的要求。


目前有兩種方式可以進一步增強EEDI要求。一是將EEDI第三階段生效時間從2025年提前至2022年。這一點對于大多數(shù)船型來說都可以實現(xiàn),因為現(xiàn)在已有很多新船在建造時EEDI就已經(jīng)超過了第三階段的要求。二是加強某些船型的削減率,集裝箱船和雜貨船是最佳選項。


為了模擬加強新船EEDI要求對溫室氣體排放的影響,該研究在考慮現(xiàn)有EEDI法規(guī)時納入了以下兩點內(nèi)容:


? EEDI第三階段提前至2022年;


? EEDI第四階段從2027年開始,所有船型統(tǒng)一削減率為40%。


模擬結(jié)果顯示,相比于一切照常發(fā)展的情況,加強新船EEDI要求可在2030年將全球船隊的二氧化碳排放量減少1%~3%。由此可見,僅靠這項措施遠遠不足以實現(xiàn)IMO在初步戰(zhàn)略中定下的減排目標。


將EEDI應(yīng)用到現(xiàn)有船舶


IMO海上環(huán)境保護委員會也曾多次討論過將EEDI應(yīng)用到現(xiàn)有船舶,不過大多數(shù)提案都是建議采取技術(shù)標準與金融手段相結(jié)合的措施,例如對燃油消耗和相關(guān)能效不符合要求的船舶進行罰款。


針對現(xiàn)有船舶的EEDI要求目前還是未知數(shù),不過這個方案是可行的?,F(xiàn)有船舶的EEDI可以參照新船EEDI的公式和參考線來設(shè)置,目標數(shù)值也可以像新船EEDI一樣針對不同船型和船舶尺寸設(shè)定不同的要求,不過相比新船,現(xiàn)有船舶的EEDI要求應(yīng)該更高一些,因為現(xiàn)有船舶改善技術(shù)效率的途徑較少,而且在舊船上進行改裝比在新船建造階段安裝某些裝置更為昂貴。


該研究對現(xiàn)有船舶實行EEDI要求進行了模擬分析,結(jié)果顯示,相比于一切照常發(fā)展的情況,到2030年這項措施可以減少的二氧化碳排放大致在1%~6%之間,依然是收效甚微。


加強SEEMP——強制性目標設(shè)定


早在2009年日本向IMO提出SEEMP提案時,其中就有關(guān)于設(shè)定短期和長期船舶能效營運指數(shù)(EEOI)目標的內(nèi)容,不過這項要求并未被納入相關(guān)法規(guī)和指南中。根據(jù)SEEMP編制指南中的描述,設(shè)定目標是自愿行為,沒有必要向公眾宣告目標或結(jié)果,公司或船舶也不必接受外部檢查。


如果實施強制性目標設(shè)定政策,航運公司就需為每艘船舶選擇特定的能效表現(xiàn)指標,并設(shè)定接下來1年、3年或5年內(nèi)所要達到的目標值,而且需要定期更新目標。


這項措施允許航運公司自由選擇目標,因此研究人員預測大多數(shù)航運公司都會設(shè)置容易實現(xiàn)的、不會增加船舶運營成本的目標。這意味著它們很可能會選擇成本效益高的方式,例如螺旋槳拋光、船體清潔或加涂層、氣象定線、航速優(yōu)化以及重新設(shè)計球鼻艏等等。


假設(shè)從2022年開始通過強制性要求船東設(shè)定目標來加強SEEMP,研究模擬結(jié)果顯示,到2030年該措施能夠減少的二氧化碳排放只有不到2%。減排效果之所以這么低,主要是因為在一切照常發(fā)展的情況下,許多成本效益高的能效改善方案也會得到實施。而且既然是由船東來決定設(shè)置什么樣的目標,研究人員并不指望它們會在激烈競爭的市場中主動選擇成本高昂的技術(shù)手段。


加強SEEMP——強制性定期能效評估


船舶能效越高,租船人所需花費的成本就越低。但是在當前租船市場中,船舶能效對租船費率的影響很小。這可能是因為有關(guān)船舶能效的信息比較匱乏。為了解決這個問題,我們可以在SEEMP中要求船舶定期進行航速試驗監(jiān)測燃油效率,并用統(tǒng)一的方式處理相關(guān)數(shù)據(jù),這樣一來租船人在選擇船舶時就可以參考速度-功率曲線。


強制性定期能效評估是一種全新的方案。如果實施這項政策,可能需要在SEEMP中新增一個章節(jié)。比如說,添加一段規(guī)定,要求每年根據(jù)相關(guān)指南測量船舶的速度-功率曲線,并且信息需要隨時保持公開。這可以為租船人提供在租船過程中查看船舶速度-功率曲線的機會。船舶可能出現(xiàn)船體和螺旋槳污損以及軸承磨損等現(xiàn)象,所以速度-功率曲線也會隨著時間推移而發(fā)生改變,因此需要定期更新。


研究模擬結(jié)果顯示,通過強制性定期評估能效來加強SEEMP可在2030年最多將二氧化碳排放降低2%。這項措施的減排效果比強制性目標設(shè)定更好一點,但仍然遠低于IMO初步戰(zhàn)略所定下的目標值。


加強SEEMP——強制性船舶改裝


另一種加強SEEMP的方式是要求船舶安裝可在特定年限內(nèi)回收成本的技術(shù)設(shè)施。我們可以在SEEMP中添加一個成本回收時間少于2年、5年或者10年的技術(shù)清單,并要求船舶采用這些技術(shù)手段。清單中列出的技術(shù)必須足夠成熟。


由于這類改裝工程通常需要船舶進干船塢,因此船舶應(yīng)當被允許每5年實施一次技術(shù)改裝,它們需在接受入級檢驗之前提交相關(guān)改裝計劃,并在干船塢接受檢驗期間實施這些措施。


該研究模擬結(jié)果顯示,相比于一切照常發(fā)展的情況,強制性技術(shù)改裝可在2030年將船舶二氧化碳排放減少大約2%~4%。這種措施在短期之內(nèi)對于提升現(xiàn)有船隊的技術(shù)能效具有明顯的作用,但是這種影響會隨著時間推移逐漸減小,因為在一切照常發(fā)展的情況下,許多成本效益高的減排手段都會被逐漸應(yīng)用到船舶上。正如近年來許多船舶已經(jīng)改裝了能效改善裝置。


設(shè)置強制性船舶營運能效標準


衡量船舶營運能效的指標有很多種,例如全年效率比(AER)、每工時能效(EESH)、單船能效表現(xiàn)指數(shù)(ISPI)以及油耗降低策略(FORS)等。所有這些指標都會促進船舶設(shè)計能效提升,例如改裝節(jié)能裝置,還會促使船舶降低航速,不過各種指標造成的減速程度并不完全一致。


該研究采用的是全年效率比(AER,即Annual Efficiency Ratio),公式表示為:全年二氧化碳排放量/(船舶DWT*全年航程)。船舶營運能效改善措施的執(zhí)行程度取決于營運能效標準的嚴格程度。


研究人員分析了三種不同嚴格程度下的減排效果,分別要求船舶將營運能效改善20%、40%和60%,結(jié)果發(fā)現(xiàn)后兩種情況都能滿足IMO設(shè)定的2030減排目標。模擬結(jié)果顯示,如果將強制性全年效率比標準設(shè)置為20%、40%或60%,即將全年效率比相比2008年下調(diào)20%、40%或60%,在2030年能實現(xiàn)的二氧化碳減排比率分別是5%、21%和43%,減排效果十分顯著。


現(xiàn)有船隊改進計劃


BIMCO、IPTA 以及WSC曾建議過IMO海上環(huán)境保護委員會啟動現(xiàn)有船隊改進計劃(EFIP)。這項提案要求船東根據(jù)船舶在特定年份內(nèi)消耗的燃油數(shù)量留出一部分資金用以改進船隊。船東需將這筆錢花在“公認的能夠改善船舶能效的方案”上,例如螺旋槳升級、船體涂層優(yōu)化等等。船東可以靈活選擇投資時間。


現(xiàn)有船隊改進計劃對溫室氣體排放的影響很難模擬,因為該系統(tǒng)具有太多靈活性。研究人員預測該措施的減排效果與強制性船舶改裝類似,相比于一切照常發(fā)展的情況,可在2030年將船舶排放減少大約2%~4%。而且具體的減排程度還取決于船東在能效改善方面的投資規(guī)模,如果投資數(shù)額龐大,這項措施可能會推動更多成本效益不高的技術(shù)得到應(yīng)用,這樣一來減排效果也會相應(yīng)提高。


減速航行


過去10年來,實踐證明減速航行在降低船舶能耗方面很有效果。降低航速后,同樣的航程將花費更長時間,并且需要更多船舶才能完成原本的運輸工作量,但是即便考慮這些因素,減速航行帶來能耗節(jié)省依然非常可觀。


盡管從船東和船舶運營商的角度來看,減速航行是一種成本效益較高的措施,但是由于標準租船合同中的條約規(guī)定,這種方案通常難以實施。而且租船市場競爭很激烈,如果航速較高的船舶以高成本為代價贏得了更多業(yè)務(wù),航速較低的船舶就會面臨更高的機會成本。而從法規(guī)層面要求船舶減速航行就可以克服這些障礙。


減速航行法規(guī)可以從全球和地區(qū)兩種層面上實施。例如以下四種形式:


? 全球航速限制,具體標準視船舶類型和尺寸而定;


? 設(shè)置全球最大平均航速,具體標準視船舶類型和尺寸而定;


? 對駛自和/或駛向某地區(qū)或國家港口的船舶設(shè)置航速限制,具體標準視船舶類型和尺寸而定;


? 對駛自和/或駛向某地區(qū)或國家港口的船舶設(shè)置最大平均航速,具體標準視船舶類型和尺寸而定。


為了預測減速航行措施對溫室氣體排放的影響,研究人員分析了兩種減速模式。由于條件限制,這兩種減速模式都是基于船舶平均運行速度而非最高運行速度。這種方法需要用到不同類型和尺寸的船舶服務(wù)期間平均航速作為參考線,該研究選取了2012年的平均航速作參考。兩種減速模式分別是:


模式1:分別將不同類型和尺寸的船舶服務(wù)期間平均航速限制在2012年對應(yīng)的平均水平;


模式2:分別將不同類型和尺寸的船舶服務(wù)期間平均航速相比2012年降低20%。


模擬結(jié)果顯示,減速模式1可在2030年將船舶二氧化碳排放量降低13%,而減速模式2的減排比率則在25%~34%之間。這意味著將航行速度相比2012年平均航速降低20%很有可能實現(xiàn)IMO初步戰(zhàn)略設(shè)定的減排目標,甚至超過了IMO定下的最低減排水平。


國家或地區(qū)措施


除了前面討論的各種全球減排措施之外,還有一些由于涉及港口優(yōu)化或者其他國家因素因而更適合在國家或地區(qū)層面實施的減排政策。例如以下三種:


1、建立船舶引航和泊位信息船-岸溝通標準


有時船舶高速駛向港口卻發(fā)現(xiàn)沒有可以提供服務(wù)的引航員和泊位,因此它們就得在港口外徘徊等待。如果船舶能提前知曉港口引航服務(wù)和泊位相關(guān)信息,它們就可以調(diào)整航速以便在合適的時間抵達港口,這樣一來就可以降低排放。


2、建立港口環(huán)保激勵機制標準


許多港口都實施了環(huán)保激勵機制,目的是鼓勵發(fā)展綠色航運,降低船舶造成的環(huán)境污染。但是各個港口使用的機制各不相同,它們的指標和目標也不一致。為各類機制設(shè)定統(tǒng)一的標準可以提升給予船舶的金融激勵,有助于增強它們的實踐效果。


3、創(chuàng)建促進短途航線上可再生燃料應(yīng)用的激勵框架


為了發(fā)展低碳航運,業(yè)界經(jīng)常會進行船舶燃料試驗,例如電池動力、氫動力以及甲醇動力船舶項目等等。這類試驗需要專用的基礎(chǔ)設(shè)施和船舶,因此它們適合在經(jīng)常往返于特定港口或地區(qū)的船舶上進行。


研究模擬結(jié)果顯示,如果實施上述措施,到2030年第一種政策可將二氧化碳排放減少1%左右,后兩種減排比率不足1%。


優(yōu)化船舶營運能效和減速航行是最有效的減排措施


以上各種政策措施對航運業(yè)溫室氣體排放都有一定的影響,但是大多數(shù)的減排效果都不理想,只有優(yōu)化船舶營運能效和減速航行有可能實現(xiàn)IMO初步戰(zhàn)略設(shè)定的減排目標。


下圖集中展示了各種措施對溫室氣體排放的影響

歐委會“2030航運減排”最有效措施

如果要實現(xiàn)IMO的目標,在2030年將國際航運業(yè)二氧化碳排放強度相比2008年降低40%,那么無論是限制航速還是設(shè)定船舶營運效率標準都會需要船舶降低航速,不過還是會有區(qū)別。在減排結(jié)果相同的情況下,優(yōu)化營運效率相比限制航速可以允許船舶通過更多方式達到要求,例如改善設(shè)計能效、更換燃料以及改進船舶管理或物流等等。這意味著,如果設(shè)定船舶營運效率標準,2030年的船舶航速將比同等減排效果下實行限速措施造成的最終航速要高一些。


研究報告還指出,在一切照常發(fā)展的情況下,到2030年全球活躍船舶數(shù)量相比2008年預計會增長133%。如果采取要求降低航速的政策(例如優(yōu)化船舶營運能效或調(diào)整航速法規(guī)),就會需要更多活躍船舶來滿足運輸需求。舉個例子,假如將全年效率比調(diào)低60%,2030年全球活躍船舶數(shù)量則需要上漲235%。


 
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