航運(yùn)業(yè)碳排放研究報(bào)告

1、“航運(yùn)業(yè)是一個(gè)短期內(nèi)靠商業(yè)需求驅(qū)動(dòng)且競(jìng)爭(zhēng)激烈的行業(yè)。但是，只有那些將運(yùn)營(yíng)效率和顯著的企業(yè)社會(huì)責(zé)任相結(jié)合的企業(yè)，才能在這個(gè)愈加挑剔的市場(chǎng)中獲得實(shí)實(shí)在在的長(zhǎng)遠(yuǎn)商業(yè)利益?！眹?guó)際海事組織(IMO)秘書(shū)長(zhǎng)：Mr.Koji Sekimizu6551132161目錄132航運(yùn)業(yè)碳排放與管理政策碳排放現(xiàn)狀與預(yù)測(cè)管理政策現(xiàn)狀及動(dòng)向航運(yùn)業(yè)碳減排技術(shù)與潛力船舶運(yùn)行基本原理海上運(yùn)輸節(jié)能減排措施減排措施潛力與成本預(yù)估航運(yùn)行業(yè)碳管理展望與建議參考文獻(xiàn)航運(yùn)業(yè)碳排放與管理政策碳排放現(xiàn)狀與預(yù)測(cè)近幾十年來(lái)，氣候變化問(wèn)題越發(fā)受到人們的重視。隨著研究的逐步深入，其結(jié)論將矛頭直指溫室氣體的排放。根據(jù)國(guó)際海洋組織的最新報(bào)告，航運(yùn)業(yè)在20

2、07年的碳排放近10億噸，數(shù)年間其碳排放量增長(zhǎng)了近1倍（如圖），約占全球碳排放量的3.3%。很多研究指出航運(yùn)業(yè)承擔(dān)了全世界將近90%的運(yùn)力，其單位碳排放也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其它類(lèi)型的運(yùn)輸方式（如表）。但國(guó)際航運(yùn)業(yè)的快速發(fā)展引起了CO2排放急劇增加，日益引起了社會(huì)輿論及環(huán)保組織的不滿(mǎn)。3月14日歐洲環(huán)境署（EEA）最新發(fā)布的報(bào)告中指出，航運(yùn)業(yè)是“目前最不受管制的空氣污染來(lái)源之一”。同時(shí)，國(guó)際海事組織（IMO）的報(bào)告也指出，如果航運(yùn)業(yè)對(duì)碳排放不加以控制，將在2050年增長(zhǎng)近5倍，占全球總排放的18%（如圖）。 不同運(yùn)輸方式下運(yùn)輸每噸貨物的碳排放量比較運(yùn)輸方式CO2排放（t/gCO2）飛機(jī)（航空運(yùn)輸）500現(xiàn)

3、代貨運(yùn)（卡車(chē)、汽車(chē)）60-150現(xiàn)代貨運(yùn)（火車(chē)）30-100海運(yùn)輪船10-40數(shù)據(jù)來(lái)源：/co2-emissions-shipping-goods.2管理政策現(xiàn)狀及動(dòng)向雖然航運(yùn)業(yè)被認(rèn)為是最具碳效益的運(yùn)輸方式，但國(guó)際海事組織和國(guó)際環(huán)保組織卻從沒(méi)有對(duì)由于氣候變化而引起的航運(yùn)業(yè)經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)放松警惕。從國(guó)際海事組織建立之初，就一直為減少溫室氣體排放而努力著。根據(jù)京都議定書(shū)，國(guó)際航空碳減排和航海碳減排分別由國(guó)際民航組織(ICAO)和國(guó)際海事組織（IMO）來(lái)分別進(jìn)行減排管理。而在EU-ETS設(shè)計(jì)階段，歐盟就已經(jīng)將航空碳稅和航海碳稅考慮在內(nèi)。與航空碳稅不同的是，目前

4、國(guó)際上仍然沒(méi)有任何一部強(qiáng)制性的法律文件要求航運(yùn)業(yè)踐行碳減排。3在歐盟單方面提出的航空碳稅被廣泛抵制之前，歐盟在國(guó)際航運(yùn)業(yè)碳減排方法幾乎沒(méi)有任何的實(shí)質(zhì)性行動(dòng)或方案，其主要原因是國(guó)際海事組織從1973年就開(kāi)始積極推動(dòng)全球性的航運(yùn)業(yè)溫室氣體減排，對(duì)基于市場(chǎng)的減排政策工具頗為看重。全球航海碳排放交易體系(METS)在未來(lái)有較大的實(shí)現(xiàn)可能，甚至也將未來(lái)與歐盟排放交易體系(EUETS)接軌作為最終的實(shí)施方案，這一點(diǎn)基本符合歐盟的預(yù)期。但是，歐盟航空碳稅的嚴(yán)重受挫，使其如坐針氈。前不久，歐盟發(fā)表聲明表示將考慮在2013年開(kāi)啟第一步行動(dòng)，即對(duì)海上運(yùn)輸所產(chǎn)生的溫室氣體排放量進(jìn)行監(jiān)測(cè)、報(bào)告和核實(shí)(MRV)。從歐盟

5、委員會(huì)公布的文件來(lái)看，歐盟國(guó)際海運(yùn)碳減排政策的基本架構(gòu)和主要內(nèi)容包括以下4個(gè)方面：1. 適用范圍：包括全程或者部分是在歐盟成員國(guó)港口之間進(jìn)行的海運(yùn)活動(dòng)，只要船舶有航段在歐盟區(qū)域內(nèi)，不管其排放行為是否發(fā)生在歐盟區(qū)域內(nèi)，均適用該政策。2. 適用對(duì)象：所有駛?cè)?、駛出和途?jīng)歐盟成員國(guó)港口的船舶。3. 減排措施：歐盟委員會(huì)提出了四項(xiàng)可能采取的具體減排措施。3（1）建立排放補(bǔ)償基金，由船舶所有人或者管理人為排放二氧化碳的船舶繳納。（2）船舶強(qiáng)制性減排目標(biāo)。歐盟將根據(jù)歷史排放量或者船舶能效指數(shù)，為每一艘船舶設(shè)定強(qiáng)制性減排目標(biāo)。（3）排放權(quán)交易機(jī)制，參考EU-ETS，將海運(yùn)碳排放納入歐盟碳排放交易體系。（4）

6、征收排放稅，船舶可在每次靠泊港口時(shí)或按照年排放量繳納稅金。4. 法律責(zé)任：包括罰金、禁止開(kāi)展海運(yùn)業(yè)務(wù)等處罰。雖然減排共識(shí)在業(yè)界凝聚，但最終達(dá)成仍需漫長(zhǎng)時(shí)間。即使歐盟不行動(dòng)，IMO在全球一致的強(qiáng)制減排政策方面的進(jìn)展也不容忽視。2011年7月15日，國(guó)際海事組織海洋環(huán)境保護(hù)委員會(huì)第62次會(huì)議通過(guò)了“新船設(shè)計(jì)能效指數(shù)”和“船舶能效管理計(jì)劃”兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。這是IMO歷史上首次通過(guò)適用于所有國(guó)家船舶的、與減少溫室氣體排放相關(guān)的強(qiáng)制性能效標(biāo)準(zhǔn)。按照這兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，新造船舶的能效(節(jié)能環(huán)保效率)將在20152019年間提高10，20202024年間提高20，20242028年間提高30。包括中國(guó)在內(nèi)的發(fā)展中國(guó)家可援

7、引相關(guān)免除條款，將“新船設(shè)計(jì)能效指數(shù)”的適用期限推遲到2019年后。4然而，經(jīng)過(guò)多年的努力，IMO和UNFCCC除對(duì)航運(yùn)業(yè)的效能標(biāo)準(zhǔn)提出建議外，尚未對(duì)全球航運(yùn)業(yè)提出強(qiáng)制性的減排規(guī)范。在不遠(yuǎn)的未來(lái)，IMO很有可能出臺(tái)一個(gè)覆蓋全球的航運(yùn)業(yè)溫室氣體市場(chǎng)化減排機(jī)制。這一機(jī)制的建立將對(duì)近年來(lái)增長(zhǎng)迅速的中國(guó)航運(yùn)業(yè)產(chǎn)生巨大的影響。2012年以來(lái)，交通運(yùn)輸部已經(jīng)針對(duì)航運(yùn)業(yè)減排的市場(chǎng)措施開(kāi)展全面研究。一方面，交通運(yùn)輸部已和國(guó)家發(fā)改委等部門(mén)密切溝通，在國(guó)家溫室氣體排放談判的總體框架下，盡可能“遲滯”部分發(fā)達(dá)國(guó)家在國(guó)際海事組織之外所采取的征收航海碳稅等單邊行動(dòng)。另一方面，交通運(yùn)輸部正在組織相關(guān)科研院所展開(kāi)研究，對(duì)不

8、同市場(chǎng)措施的利弊進(jìn)行研判，并考慮先在國(guó)內(nèi)航運(yùn)業(yè)內(nèi)部試運(yùn)行碳交易或碳稅二者之中的一種模式。受技術(shù)等因素限制，目前尚未確定一個(gè)成熟方案。45航運(yùn)業(yè)碳減排技術(shù)與潛力航運(yùn)業(yè)的排放具有移動(dòng)性和無(wú)界性的特點(diǎn)，其低碳發(fā)展也具有獨(dú)特的模式。在航運(yùn)業(yè)碳減排方面，國(guó)際海事組織（IMO）做出了很多努力，也取得了一些成果。在這一部分，我們會(huì)在IMO研究成果與相關(guān)學(xué)術(shù)研究資料的基礎(chǔ)上，從管理操作和技術(shù)設(shè)計(jì)兩個(gè)方面總結(jié)航運(yùn)行業(yè)的節(jié)能減排途徑與潛力。 船舶運(yùn)行基本原理任何船舶航行時(shí)必須的能量形式是推力、電能和熱能。供應(yīng)這些能量的裝置是推進(jìn)裝置、發(fā)電裝置和供汽裝置，這三個(gè)裝置都直接消耗燃料。船舶二氧化碳排放量正比于船舶燃料使

9、用量。從廣義上講，燃料消耗的增加跟速度的立方和功率輸出成正比關(guān)系，而輸出的功率是船舶克服流體動(dòng)力學(xué)和空氣動(dòng)力學(xué)阻力的基本保障。準(zhǔn)確的說(shuō)，船舶的前進(jìn)需要克服三種阻力：阻力類(lèi)型產(chǎn)生源影響因子占船舶總阻力的比例*摩擦阻力船體與水的接觸面水下船體面積，形狀和表面阻力特性阻力（藤壺、藻類(lèi)和海洋植物在船體表面的聚集增生；螺旋槳表面的粗糙程度）;阻力大小正比于船速的平方低速-90%高速-45%殘余阻力船舶前方的波阻船體尾部的渦流阻船體構(gòu)造配置；水線(xiàn)以下的船體暴露量；船速越高，阻力增大得越快波阻：低速-5% 高速-40%渦流阻：低速-3% 高速-5%空氣阻力船舶上層建筑上層建筑的空氣動(dòng)力特性；無(wú)風(fēng)情況下，阻力

10、大小正比于船速的平方以及面向風(fēng)的（或面對(duì)的行進(jìn)方向）船舶橫截面面積低速-2%高速且有大量外露橫截面-10%*數(shù)據(jù)來(lái)源：(MAN Marine, 2007)在固定航行周期內(nèi)速度的情況下，這三種阻力的總和決定了船舶主要發(fā)動(dòng)機(jī)最小的有效功率輸出。值得注意的是惡劣的氣候條件會(huì)極大的增加阻力。另外需要考慮的會(huì)決定燃料消耗和二氧化碳排放量的因素還有螺旋槳效率，發(fā)動(dòng)機(jī)選用，船舶工作周期。65螺旋槳效率由于螺旋槳本身就是在尾部湍流的位置運(yùn)作，這種典型的船尾位置放大了表面阻力以及分流和渦流效應(yīng)。螺旋槳葉片必須克服的阻力會(huì)隨旋轉(zhuǎn)速度和船體、舵與螺旋槳葉片之間的湍流邊界層流而加劇。正因?yàn)槿绱?，從螺旋軸，到所得的推進(jìn)

11、器推力，最終到形成的船速，功率量一直呈現(xiàn)非線(xiàn)性減少的關(guān)系。由阻力高峰而引起的恒定功率輸入下螺旋槳的速度降低被成為“重”螺旋槳狀態(tài)。能減輕這種重螺旋槳狀態(tài)的設(shè)計(jì)因素包括螺旋槳葉片尺寸和間距、相對(duì)于水的推進(jìn)速率、旋轉(zhuǎn)速率和葉片數(shù)量。船用發(fā)動(dòng)機(jī)大多數(shù)遠(yuǎn)洋貨船均采用了非常大的低速二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，直接連接到螺旋槳軸 (沒(méi)有離合器或減速齒輪）。二沖程船用發(fā)動(dòng)機(jī)具有高功率輸出（最多可接近85兆瓦），相對(duì)高效率（約50的燃料能量被直接傳送到螺旋槳軸），而且適于通過(guò)直接噴射燃燒重質(zhì)燃料油。一些非常大的貨船和客船和渡輪需要更多的加速動(dòng)力，都建有中速四沖程的船用柴油（MDO）或重燃油（HFO）引擎。相比于那些已經(jīng)經(jīng)過(guò)

12、幾代污染減排周期設(shè)計(jì)周期的陸用傳統(tǒng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，這種高溫燃燒和低質(zhì)量的燃料相結(jié)合，導(dǎo)致溫室氣體排放非常的高。船舶工作周期工作周期不同，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)功率和輔助動(dòng)力需求也不同，因此燃料消耗和二氧化碳排放量也不一樣。此外，工作周期也涉及到操作因素(如路線(xiàn)和停港時(shí)間)這些也跟燃料使用和二氧化碳排放量有關(guān)系。對(duì)于某些用途（例如，集裝船）來(lái)說(shuō)，船速很重要，而對(duì)另一些用途（冷藏貨物）來(lái)講，輔助動(dòng)力很重要。一些工作周期的特點(diǎn)是多個(gè)短暫停留（艘滾裝貨船，渡船），其他是長(zhǎng)期出境航行最后回航時(shí)只有壓艙物（如石油和許多其他油輪）。有些船舶的貨物在途中會(huì)有所有權(quán)的變更導(dǎo)致出行改道和次佳路線(xiàn)航行（例如散貨船），而有些則是受時(shí)間

13、限制，可能需要在惡劣天氣條件下航行。這些和其他工作周期相關(guān)因素與國(guó)際海運(yùn)的商業(yè)性質(zhì)有關(guān)，并都對(duì)二氧化碳排放量有重要影響，在考慮具體的溫室氣體減排方案，必須將其納入評(píng)估范圍。海上運(yùn)輸節(jié)能減排措施在船舶推進(jìn)原理的基礎(chǔ)上，將已有的航運(yùn)業(yè)節(jié)能減排措施大致分為一下幾類(lèi)：船舶設(shè)計(jì)、發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)、推進(jìn)系統(tǒng)、其他技術(shù)類(lèi)措施，以及管理運(yùn)作措施。需要注意的是，并不是每一個(gè)措施都適用于所有類(lèi)型的船舶。下面總結(jié)了各個(gè)類(lèi)別下的常見(jiàn)措施以及每個(gè)措施在不同用途和船舶中應(yīng)用的平均燃料消耗減少率（最大的潛能估計(jì)）。6總體船舶設(shè)計(jì)船舶尺寸、排水量、規(guī)模、裝載和壓載狀態(tài)下的操縱特性和船體結(jié)構(gòu)均對(duì)一定工作周期下的船舶燃料使用有很大的影

14、響。在可行的范圍內(nèi)，用較輕的同種性能的材料，減少壓載物以及優(yōu)化比例（船體大小，船體上層建筑等等）能減少能耗。另外，船艏在吃水線(xiàn)下的球形延伸設(shè)計(jì)可以使大船舶在商業(yè)速度行駛中改善船體周?chē)乃?，明顯地減少阻力，從而降低能耗?？諝鉂?rùn)滑系統(tǒng)通過(guò)傳遞簡(jiǎn)單導(dǎo)流板裝置的作用，空氣可以被壓縮抽取并在船底形成薄層空氣膜，有效潤(rùn)滑船體與水的接觸面，從而減少了摩擦阻力。雖然這項(xiàng)措施會(huì)消耗輔助抽取功率，卻能減少那些低速航行且有大表面積船體的船舶15%的燃料使用量，減少集裝箱船和車(chē)輛運(yùn)送船8%的燃料使用量。長(zhǎng)榮航運(yùn)集團(tuán)向三星重工訂購(gòu)的L型環(huán)保船舶的船體結(jié)構(gòu)上除了有最新的環(huán)保設(shè)備外，船用氣囊還采用新型高張力鋼材(HT47

15、)，最佳壓載水和船型設(shè)計(jì)，并達(dá)到省能源、低排放之目的，比同期環(huán)保船舶多節(jié)省15%的燃油量。發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)，尺寸大小和功率輸出對(duì)燃料使用和碳排放有決定性的作用就此而言，在船舶設(shè)計(jì)期間采用適合船舶大小與預(yù)期工作周期性質(zhì)的最高效發(fā)動(dòng)機(jī)能最大程度地減少燃料消耗。在發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)方面，用傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)-螺旋槳軸直接連接的方式（柴油電驅(qū)動(dòng)）取代耦合電驅(qū)動(dòng)有最大的降低燃料消耗的潛能（高至30%），特別是對(duì)于軸負(fù)載和運(yùn)行情況變化頻繁（比如頻繁調(diào)動(dòng)）的情況。其次，收集廢氣余熱將其轉(zhuǎn)化為電能能直接減少發(fā)動(dòng)機(jī)或輔助動(dòng)力機(jī)的燃料需要，余熱還可以用作其他船上功能，例如燃料加熱。圖示：船舶空氣潤(rùn)滑系統(tǒng)87圖示：船舶空氣

16、潤(rùn)滑系統(tǒng)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)使之能夠在最常負(fù)載的重量范圍內(nèi)最高效地運(yùn)作，需要進(jìn)行引擎參數(shù)調(diào)整，可能需要改變凸輪輪廓和噴油正時(shí)。雖然這樣會(huì)使船舶在偶爾的全負(fù)荷運(yùn)行中比未調(diào)節(jié)前更耗燃料，但是總體上的耗燃料量是減少的。同時(shí)，對(duì)于船速比較恒定的船舶，可以對(duì)按標(biāo)稱(chēng)額定功率設(shè)計(jì)制造的缸徑和沖程的發(fā)動(dòng)機(jī)，根據(jù)使用要求經(jīng)過(guò)適當(dāng)調(diào)整，增加一個(gè)氣缸然后長(zhǎng)期不變地降低一定的額定功率來(lái)工作（減額輸入），以降低能耗。在確保班期的前提下，經(jīng)過(guò)多次登船檢查和反復(fù)分析數(shù)據(jù)，中海集運(yùn)制定了船舶 40% MRC 負(fù)荷運(yùn)行（即船舶主機(jī)最大功率的 40%）的管理辦法和操作指南，推動(dòng)主機(jī)氣缸油注油率的降低，實(shí)行船舶超低負(fù)荷運(yùn)行的常態(tài)化管理。推進(jìn)

17、系統(tǒng)在船舶推進(jìn)裝置的設(shè)計(jì)中，螺旋槳和船舶水動(dòng)力特性之間的相互作用有特殊重要意義。只有考慮了它們的組合，而且整個(gè)系統(tǒng)配置為最佳時(shí)，船舶推進(jìn)系統(tǒng)才稱(chēng)得上成本合理。8由于減排潛能與可操作性上的優(yōu)點(diǎn)，受到最廣泛關(guān)注的是同軸反轉(zhuǎn)螺旋槳（CRP）：由兩個(gè)螺旋槳組成，一前一后分別安裝于兩臺(tái)位于內(nèi)、外軸的獨(dú)立推進(jìn)裝置上，其中一個(gè)螺旋槳處于另一個(gè)的順流方位，如此一來(lái)便可使兩個(gè)螺旋槳旋轉(zhuǎn)在相反方向，從而使前一螺旋槳所產(chǎn)生的未能被有效利用的渦動(dòng)能量在后一螺旋槳上得到利用。根據(jù)船舶參數(shù)的不同，如運(yùn)營(yíng)航速、現(xiàn)有螺旋槳效能等，CRP的節(jié)能范圍在212%之間。圖示：由同軸反轉(zhuǎn)螺旋槳和翼推進(jìn)組成的一個(gè)軸線(xiàn)，三個(gè)拖帶式推進(jìn)器裝

18、置：代替之前的雙軸線(xiàn)的推進(jìn)系統(tǒng)，這種推進(jìn)系統(tǒng)組合在減少船舶阻力和節(jié)能的同時(shí)，兩個(gè)易控的翼推進(jìn)器也保證了船舶在低速行駛時(shí)的操縱靈敏性。其他推進(jìn)系統(tǒng)的常用節(jié)能減排措施有：利用風(fēng)能將其轉(zhuǎn)換為向前的動(dòng)力，缺點(diǎn)是性能很大程度上取決于風(fēng)速和風(fēng)向，并且傳統(tǒng)帆的構(gòu)造需要一定的甲板空間；將推進(jìn)器和一個(gè)拖拉式螺旋槳（比如前向的螺旋槳）以反向旋轉(zhuǎn)中心線(xiàn)的形式組合，或者組合成翼推進(jìn)器，然后應(yīng)用于經(jīng)常在不同負(fù)載情況下運(yùn)轉(zhuǎn)的船舶；應(yīng)對(duì)船速變化時(shí)，用高效的螺旋槳轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的方法來(lái)替代以前保持螺旋槳轉(zhuǎn)速而去調(diào)節(jié)螺旋槳螺距的做法；設(shè)計(jì)應(yīng)用有更小摩擦力和空穴效應(yīng)的螺旋槳葉片；由于船舵的拖拉效果占到船舶阻力總值的5%，優(yōu)化的船舵設(shè)計(jì)

19、和協(xié)調(diào)的船舵-螺旋槳組合外形（比如舵球）能減小拖拉效果；船體、突出附件和推進(jìn)器的優(yōu)化設(shè)計(jì)減少船體與推進(jìn)系統(tǒng)之間的干擾從而減少摩擦阻力和殘余阻力；將雙翼推進(jìn)器螺旋槳與一個(gè)單軸主螺旋槳組合比起兩個(gè)螺旋槳軸的配置有更小的吊艙推進(jìn)摩擦力。使用風(fēng)力作為補(bǔ)充動(dòng)力已經(jīng)在很多商業(yè)船舶開(kāi)始應(yīng)用。天帆(Skysails)使用風(fēng)箏來(lái)拉動(dòng)船只，據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，這可以降低35%的燃料，風(fēng)力在最理想的狀況下最高可省下一半的燃料。一種多動(dòng)力的88米船能節(jié)能15%的燃料相當(dāng)于每年節(jié)省93000歐元。109其他技術(shù)類(lèi)措施 在上面的技術(shù)類(lèi)措施里，自動(dòng)化提高能效的效果最明顯。利用先進(jìn)的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)是以最小的燃料消耗優(yōu)化船舶整體

20、和相關(guān)子系統(tǒng)（發(fā)動(dòng)機(jī)，螺旋槳等等）的性能從而達(dá)到明顯的降低燃料消耗的效果。除了加強(qiáng)發(fā)電管理，還可以用變速發(fā)電機(jī)組而不是軸連單速發(fā)電機(jī)組來(lái)供應(yīng)船用動(dòng)力，從而更好地根據(jù)船用動(dòng)力的不同需要來(lái)調(diào)整特定的發(fā)電容量。另外，在相對(duì)穩(wěn)定的最優(yōu)負(fù)載情況下使用混合輔助發(fā)電不僅能降低燃料消耗，還能與電池儲(chǔ)存一起引進(jìn)非化石燃料，如太陽(yáng)能。管理運(yùn)作措施10管理運(yùn)作措施主要涉及到船舶的維護(hù)和運(yùn)行。這類(lèi)措施有兩大好處：一，經(jīng)濟(jì)吸引力：不需要硬件和設(shè)備方面的巨大投資，只有很低的投資需要和中等運(yùn)營(yíng)成本；二，即時(shí)減排效應(yīng)：緩和措施的實(shí)施在近期就能減排并且能防止之前預(yù)期的排放過(guò)度增長(zhǎng)。雖然管理運(yùn)行類(lèi)措施有這些優(yōu)點(diǎn)，而且適用于任何船

21、，但很多措施因?yàn)闇p排量有限且自然條件與商務(wù)時(shí)間安排上的諸多實(shí)際限制因素，他們始終不應(yīng)該作為減排的唯一途徑。其中，船舶減速是減少燃料消耗和二氧化碳排放最有效的途徑之一，其實(shí)質(zhì)是發(fā)動(dòng)機(jī)減功運(yùn)行，即發(fā)動(dòng)機(jī)每循環(huán)的噴油量減少，使其有效功減少。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)減功運(yùn)行時(shí)，其功率大致與槳速(航速)成三次方比例降低。圖示：船體清潔在一般條件下,如果貨輪航速平均放慢10%, 燃料油就可以節(jié)約25%以上,船舶排放的二氧化碳量及空氣污染物也會(huì)大幅度降低,可謂兩全其美。但是船舶的減速航行很大程度上會(huì)受制于船舶工作周期的限制。當(dāng)前全球大部分航運(yùn)公司所采用的船舶減速措施,絕對(duì)不是船舶經(jīng)營(yíng)的權(quán)宜之計(jì),而是一項(xiàng)長(zhǎng)期節(jié)能和環(huán)保戰(zhàn)略。

22、 吃水差與壓載優(yōu)化、航行規(guī)劃、氣象導(dǎo)航和港口周轉(zhuǎn)都屬于航行優(yōu)化。航行優(yōu)化是指在物流，時(shí)間安排，合同安排或者其他一些限制條件之下優(yōu)化船的運(yùn)作使之能夠滿(mǎn)足這些限制條件。吃水差優(yōu)化是指找到最優(yōu)化的吃水差并盡量控制在最優(yōu)吃水差附近運(yùn)作。壓載優(yōu)化要避免不必要的壓載，雖然實(shí)施起來(lái)很繁瑣，但是最優(yōu)壓載在節(jié)能的同時(shí)也更能保證船舶行駛的舒適度和船員的安全。氣象導(dǎo)航是根據(jù)天氣與洋流來(lái)選擇最優(yōu)路線(xiàn)，在一些路線(xiàn)里，氣象導(dǎo)航能節(jié)約非?？捎^的燃料量。當(dāng)船舶有固定的時(shí)間進(jìn)度時(shí)，縮短港口周轉(zhuǎn)時(shí)間能使船舶更多的在海上以較慢的速度行駛。例如船舶的下水坡道、貨倉(cāng)出口等特別設(shè)計(jì)和港口方面的改善措施（如高效門(mén)式起重機(jī)）一起發(fā)

23、揮作用，能使船舶獲得更多具有商業(yè)可操作性的海上減速行駛的可能性。另外，船體清潔與涂層和螺旋槳表面維護(hù)都是用減少阻力來(lái)提高燃料效率。2008 年至 2009年，中海集運(yùn)公司對(duì)原使用傳統(tǒng)防污漆的10艘大型集裝箱船完成了改造，在使用新型防污漆后，船舶的平均節(jié)油率達(dá)到約 5%，每年可節(jié)約燃油11500 噸。減排措施潛力與成本預(yù)估挪威船級(jí)社（DNV）做過(guò)針對(duì)25個(gè)減排措施（17個(gè)技術(shù)類(lèi)，8個(gè)管理操作類(lèi)）到2030年的減排量與成本的研究?；鶞?zhǔn)線(xiàn)情景是指2030年時(shí)所有船舶沒(méi)有采取這些減排措施的排放情況，因此船舶數(shù)量的增長(zhǎng)估算是確定基準(zhǔn)線(xiàn)情景最重要的因素。該研究運(yùn)用了IMO的船舶數(shù)量估算模型。該模型預(yù)測(cè)到2

24、030年的船舶數(shù)量平均增長(zhǎng)率為2.3%，雖然明顯低于最近幾年的船舶實(shí)際增長(zhǎng)率，但是跟長(zhǎng)期的船舶增長(zhǎng)率相符合。研究結(jié)果如下圖所示：11來(lái)源：(S. Alvik et al. 2009)13在這個(gè)模型的基礎(chǔ)上，預(yù)測(cè)表明世界上的船舶能以非常有經(jīng)濟(jì)效益的方式達(dá)到5億噸或低于基準(zhǔn)量30%的減排潛力，甚至可能達(dá)到60%的減排，如果所有的措施都能實(shí)施，并以一種更高效的協(xié)作的方式減排。需要注意的是通過(guò)減排潛力和成本的研究來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)的碳排放有很多不確定的因素。其中最重要的因素是燃料價(jià)格，另外比較重要的因素有減排措施實(shí)施的價(jià)格和成效的不確定性、新技術(shù)的引進(jìn)速度的不確定性和船舶數(shù)量預(yù)測(cè)的不確定性。122012年，馬

25、士基（Maersk）航運(yùn)提前八年完成了“以 2007 年排放量為基準(zhǔn)，2020 年前 CO2 減排 25% ”的目標(biāo)。 該目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，很大程度上得益于管理運(yùn)作效率、航線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、航線(xiàn)優(yōu)化、減速航行與技術(shù)創(chuàng)新的完美結(jié)合。馬士基航運(yùn)公司的 CO2 減排目標(biāo)是一項(xiàng)效能目標(biāo)，其 CO2 排放量以每集裝箱運(yùn)輸一公里排放的 CO2 克數(shù)來(lái)測(cè)量。提高能效非但沒(méi)增加成本，這一年還節(jié)約了16億美元的燃油成本，成功使馬士基航運(yùn)整體業(yè)績(jī)扭虧為盈。航運(yùn)行業(yè)碳管理展望與建議目前，國(guó)際航運(yùn)行業(yè)碳管理的現(xiàn)狀主要還限于數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和收集，但不難看出，無(wú)論是區(qū)域性的組織行為如歐盟排放交

26、易體系，還是行業(yè)性的國(guó)際海事組織碳管理計(jì)劃，都將不斷推進(jìn)并最終影響行業(yè)內(nèi)各企業(yè)。因此，對(duì)于企業(yè)個(gè)體來(lái)說(shuō)，盡早開(kāi)展企業(yè)內(nèi)部的溫室氣體管理工作，采取合理的溫室氣體減排措施，制定優(yōu)化的企業(yè)碳管理策略，有利于企業(yè)盡早做好溫室氣體相關(guān)政策應(yīng)對(duì)準(zhǔn)備，也有利于企業(yè)通過(guò)行業(yè)組織途徑積極參與未來(lái)碳管理規(guī)則制定過(guò)程，為未來(lái)的企業(yè)發(fā)展贏取相應(yīng)的空間。碳管理，他們?cè)谛袆?dòng).遠(yuǎn)洋公司（COSCO）1. 率先對(duì)新造船舶使用國(guó)際海事組織要求的船舶能效設(shè)計(jì)指數(shù)（EEDI）作為減排指標(biāo)，以在船舶設(shè)計(jì)和建造階段就對(duì)船舶能效水平進(jìn)行規(guī)范，并注重在船舶總體設(shè)計(jì)、裝載優(yōu)化、生產(chǎn)工藝、設(shè)備使用方面的節(jié)能新技術(shù)應(yīng)用，通過(guò)技術(shù)和管理雙管齊下，

27、有效控制船舶能耗。2. 依據(jù)IMO 通函船舶能效管理計(jì)劃（SEEMP）制訂導(dǎo)則、船舶能效營(yíng)運(yùn)指數(shù)（EEOI）自愿使用指南以及中國(guó)船級(jí)社船舶能效管理認(rèn)證規(guī)范（報(bào)批稿）的有關(guān)規(guī)定，組織制定了全國(guó)第一份船舶能效管理計(jì)劃, 并于2011年8月10日在上海通過(guò)評(píng)審。通過(guò)跟蹤和分析船舶的能量消耗，用系統(tǒng)的方法對(duì)船舶能效進(jìn)行有效管理。中海集運(yùn)1. 公司全面推進(jìn)船舶能效管理，成立船舶能效管理推進(jìn)小組。編制完成所有自營(yíng)船舶的船舶能效管理計(jì)劃，并已全部實(shí)施。到2012年末，公司所有自營(yíng)船舶均持有船舶能效管理證書(shū)。目前公司已完成能效管理系統(tǒng)的信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和運(yùn)行，完成公司能效管理程序的制定，完成船舶能效管理措施操作指

28、南的編制工作。2. 完成了作為上海市交通港航重點(diǎn)用能單位能源管理的申報(bào)和備案工作，建立了公司船舶能效管理數(shù)據(jù)庫(kù)，按上海市地方標(biāo)準(zhǔn)集裝箱遠(yuǎn)洋船舶燃油消耗限值和國(guó)家萬(wàn)家企業(yè)節(jié)能目標(biāo)責(zé)任考核實(shí)施方案的要求，完成了對(duì)集裝箱運(yùn)輸?shù)奶寂欧藕吞甲阚E的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和發(fā)布工作。就具體管理措施而言，我國(guó)航運(yùn)行業(yè)企業(yè)的碳管理措施應(yīng)至少涵蓋以下幾方面：1. 積極應(yīng)對(duì)針對(duì)已出臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)，為潛在的行業(yè)風(fēng)險(xiǎn)和機(jī)遇進(jìn)行準(zhǔn)備1314我國(guó)航運(yùn)船舶在設(shè)計(jì)能效指數(shù)方面的達(dá)標(biāo)情況不容樂(lè)觀，將近50%的船舶需要在相應(yīng)改造措施的輔助下，才能滿(mǎn)足船舶能效設(shè)計(jì)指數(shù)(EEDI)基準(zhǔn)線(xiàn)，航運(yùn)企業(yè)應(yīng)積極利用已實(shí)施的新船舶能效設(shè)計(jì)指數(shù)6年的政策寬限期，以提升

29、船舶能效和節(jié)約能源成本為主要目標(biāo)，兼顧企業(yè)潛在碳管理需求，升級(jí)改造船舶，投資低碳船型，鼓勵(lì)發(fā)展技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)安全、環(huán)保節(jié)能的運(yùn)輸船舶，加快淘汰技術(shù)落后、污染嚴(yán)重、效能低下的運(yùn)輸船舶，引導(dǎo)船舶向大型化、專(zhuān)業(yè)化、清潔化方向發(fā)展。當(dāng)然，航運(yùn)是目前世界上能源效率最高的運(yùn)輸方式，如果參照其他運(yùn)輸模式的管理方法來(lái)管理航運(yùn)業(yè)可能不甚明智。如果為航運(yùn)業(yè)量身打造的政策規(guī)定，其核心原則將是獎(jiǎng)勵(lì)能源效率高的航運(yùn)企業(yè)，而非從整體上懲罰整個(gè)航運(yùn)業(yè)。這一機(jī)制可以參考航運(yùn)業(yè)現(xiàn)有的相關(guān)考量標(biāo)準(zhǔn)，例如船舶環(huán)境指數(shù)、新加坡綠色航運(yùn)項(xiàng)目、船舶能效設(shè)計(jì)指數(shù)(EEDI)和船舶能效管理計(jì)劃(SEEMP)。如果此類(lèi)激勵(lì)機(jī)制能夠早于懲罰/限

30、制性政策出臺(tái)，則先期行動(dòng)的企業(yè)能獲得相應(yīng)的收益。2. 摸清企業(yè)碳排放情況，積極參與行業(yè)規(guī)則制定雖然航海業(yè)國(guó)際組織已經(jīng)成為國(guó)際公認(rèn)的談判平臺(tái)，有助于遏制歐盟的單邊行動(dòng)，但歐盟航空碳交易計(jì)劃最終能夠被擱置，很大程度上是因?yàn)橛忻绹?guó)的強(qiáng)烈反對(duì)，而除了馬士基等巨頭，主要的船運(yùn)公司都在亞洲，美國(guó)很少有什么大的船運(yùn)公司尤其是集裝箱運(yùn)輸公司，因此在歐盟的航海碳排計(jì)劃上美國(guó)恐不會(huì)發(fā)出多大的聲音。此外，歐盟的政策很可能讓中國(guó)因應(yīng)時(shí)勢(shì)，在國(guó)內(nèi)建立航空、航海的行業(yè)性碳排放交易體系，以規(guī)避歐盟碳稅。交通運(yùn)輸部也正在組織相關(guān)科研院所展開(kāi)研究，對(duì)不同市場(chǎng)措施的利弊進(jìn)行研判，并考慮先在國(guó)內(nèi)航運(yùn)業(yè)內(nèi)部試運(yùn)行碳交易或碳稅二者之中

31、的一種模式，不過(guò)受技術(shù)等因素限制，目前尚未確定一個(gè)成熟方案。無(wú)論如何，參與碳交易或碳稅的第一步都是要實(shí)現(xiàn)企業(yè)和船舶級(jí)別的碳排放MRV，即可測(cè)量（Measurable）、可報(bào)告（Reportable）和可核查（Verifiable），而構(gòu)建一個(gè)規(guī)范的數(shù)據(jù)管理體系就顯得至關(guān)重要。許多航運(yùn)企業(yè)甚至還沒(méi)摸清自己碳排放的“家底”，即使參與國(guó)際談判也難以搶占主動(dòng)權(quán)，因此航運(yùn)企業(yè)應(yīng)遵循ISO14064、GHG Protocol等國(guó)際通行規(guī)則對(duì)能源和排放數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和管理，保證數(shù)據(jù)基礎(chǔ)能滿(mǎn)足后續(xù)所有企業(yè)應(yīng)對(duì)碳排放管理政策的需求。而由于船舶在運(yùn)作過(guò)程中存在相當(dāng)大的彈性，在排放數(shù)據(jù)收集、基線(xiàn)訂定、排放量監(jiān)控等方面

32、更具難度，航運(yùn)企業(yè)應(yīng)尋找具有溫室氣體國(guó)際核算經(jīng)驗(yàn)的咨詢(xún)顧問(wèn)進(jìn)行溫室氣體核算工作，在必要的時(shí)候引入第三方核證方保證核算數(shù)據(jù)可用度，為企業(yè)贏得后續(xù)參與國(guó)際、國(guó)內(nèi)相關(guān)規(guī)則制定的機(jī)會(huì)增加籌碼。3. 識(shí)別減排成本和機(jī)會(huì)，制定并優(yōu)化企業(yè)碳管理策略1415在摸清企業(yè)內(nèi)部船舶能效和溫室氣體排放水平及其船只分布之后，企業(yè)應(yīng)全面評(píng)估可得的節(jié)能減排技術(shù)的成本和收益，制定適合企業(yè)自身狀況的節(jié)能減排和碳管理計(jì)劃，這其中需要包括減排成本-收益曲線(xiàn)的建立和定期更新。通過(guò)減排成本-收益曲線(xiàn)的確定，企業(yè)可以合理確定引入減排技術(shù)和管理措施的進(jìn)度安排，根據(jù)不同階段面臨的政策和成本壓力，選擇各階段最優(yōu)的減排技術(shù)措施。另外，定期對(duì)曲線(xiàn)進(jìn)行更新，有利于及時(shí)識(shí)別燃料價(jià)格、技術(shù)成熟度、碳管理政策成本變化對(duì)企業(yè)碳減排策略的影響，在企業(yè)碳管理方面實(shí)現(xiàn)最低投入最高產(chǎn)出。另外，航運(yùn)企業(yè)應(yīng)即時(shí)關(guān)注國(guó)際國(guó)內(nèi)各類(lèi)溫室氣體減排方法學(xué)的更新情況，對(duì)于企業(yè)已采取或擬采取的減排技術(shù)措施，尋找合適的減排方法學(xué)進(jìn)行減排項(xiàng)目開(kāi)發(fā)，獲得減排量收益的同時(shí)也能為企業(yè)積累