绿色港口趋势下我国主要港口碳排放量的预测及减排对策
2015-01-09门联欢甘爱平陈可桢
门联欢+甘爱平+陈可桢
【摘 要】 根据我国主要港口历史数据和行业特征，利用GM（1，1）灰色预测模型预测沿海港口吞吐量，再根据港口吞吐量与能源消耗量的关系预测标准煤单耗量和碳排放量。结果表明，到2050年，我国主要港口碳排放量将迅猛增长。针对这种增长状况给出有关绿色港口评价指标体系建设、环境保护法制体系应用、港口绿色信息系统完善、环保激励机制实施、技术革新等五方面的建议。
【关键词】 绿色港口；碳排放量；灰色预测模型；航运业
港口是重点能耗单位，其产生的碳排放已逐渐对环境造成一定程度的危害。低污染、低能耗、高效率是我国绿色港口发展的目标。有关如何减少港口生产运营产生的碳排放、建设低碳绿色港口的课题也随之产生。因此，交通运输部在《公路水路交通运输节能减排“十二五”规划》中制定目标，要求到2015年，港口生产单位吞吐量综合能耗（能源强度）和二氧化碳（CO2）排放强度指标分别较2005年下降8%和10%，并提出了建立绿色港口认证体系，推动港口以效率、绿色、低碳为主要特征的绿色生态港口建设。这对港口减少碳排放提出了更高的要求，迫切需要系统的碳排放评估方法以辅助碳排放政策有效制定。我国目前对港口碳排放研究较少，本文将对此进行一些探索，为政策的制定提供参考依据。
1 港口碳排放核算依据
我国港口碳排放计算主要是以国际公认的相关准则、港口碳计算的范围和我国港口碳排放计算基础数据为依据。
1.1 国际公认的相关准则
目前，温室气体减排协议（GHG协议）已经成为国际上政府和企业使用最为广泛的碳排放核算工具，核算结果通常应用于了解、量化和管理温室气体排放。
空气质量和温室气体工具是国际港口协会（IAPH）开发的工具系统，提供了与港口相关的空气质量以及气候变化相关问题的解决方案和基于实际的港口经验，提供了空气、气候及其与港口和航运活动相关的信息，以及减少排放策略、开发清洁空气项目和气候保护计划导则。
碳足迹指导文件是世界港口气候倡议（WPCI）公司联合一些港口共同制定的指导性文件，目的在于为致力于开发自己的碳足迹核算方法的港口提供技术指导。
1.2 港口碳计算的对象范围
GHG协议在核算企业温室气体排放时，定义了三类不同的碳排放源：第一类为企业活动产生的直接排放，来源于企业拥有或者控制的排放源的静止燃烧、移动燃烧、化学过程、生产过程或逸出源的排放；第二类为企业活动消耗电力所产生的间接排放，企业购买并消耗的电力在发电过程中产生的直接排放，实际排放发生在发电厂范围内，排放源不是企业拥有或者能够控制的；第三类为企业活动产生的除消耗购买电力外所产生的间接排放，包括购买的原材料的开发和生产过程、购买能源的运输过程、售出产品和服务的使用过程等所产生的其他间接排放。
GHG协议要求企业的温室气体排放核算至少应包括第一类排放源和第二类排放源的排放。我国对港口碳排放的计算依据主要是按照港口吞吐量和折合成标准煤的单耗量（标准煤t /万t）。我国2010年前的主要港口能源消耗情况数据为推算数据，2011年后交通运输部开始对交通运输能源消耗进行了监测，因此，形成国家统一的主要港口能源消耗数据（见表1）。
1.3 碳排放系数
港口碳排放量的计算可参考碳排放系数，如国家发展和改革委员会（简称发改委）能源研究所的推荐值0.67、日本能源经济研究所的推荐值0.68、美国能源部能源信息署的参考值0.69等，我国通常采用国家发改委能源研究所数据。
由于1 t碳在氧气中燃烧后能产生大约3.67 t CO2，利用碳排放系数0.67计算，1 t标准煤在大气中燃烧可产生2.458 9 t CO2。
2 我国主要沿海港口碳排放量测算
2.1 基于灰色预测模型的我国主要沿海港口 吞吐量测算
2.1.1 样本数据
选取2000―2012年我国主要沿海港口的吞吐量为样本数据（见表2）。
2.1.2 GM（1，1）灰色预测模型构建
按照灰色模型预测具体步骤，得到港口货物吞吐量预测模型（1）（t + 1）=1 251 970.66 e0128 269 t-1 126 367.66。
对模型精度进行检验：S1=；S2=；C=<0.35；P=1>0.95。根据预测精度等级，确定精确等级为一级。计算得到邓氏关联度 =>0.6，故序列间的相关性较强。
2.1.3 我国主要沿海港口吞吐量预测
根据港口货物吞吐量预测模型，得到我国主要沿海港口2013―2050年货物吞吐量测算值（见表3）。
2.2 港口标准煤单耗量测算
目前，我国主要港口都在努力实现交通运输部制定的目标。由表1可知，我国主要沿海港口未来标准煤单耗量每年平均下降3%。
2.3 我国主要港口碳排放量测算
港口碳排放量=当年标准煤单耗量（t标准煤/万t吞吐量） €？当年货物吞吐量（万t） €？碳排放系数，由此得出2013―2050年我国主要港口CO2排放量（见表3）。
3 建设我国绿色港口碳减排对策
要实现我国绿色港口碳减排的战略，需要积极寻求相关的改进措施。通过数据分析可知，随着我国国际贸易需求量的增长，港口承担的货运周转任务也日趋繁重，若不采取防范措施，我国港口碳排放量将会从2012年的507万t上升为2050年的近万t。巨大的增长量迫切要求我国港口建设应采取新的举措。在此，本文结合以上数据分析得出的信息给出以下建议。
3.1 完善我国港口环境保护法制体系
自我国颁布《中华人民共和国环境保护法》以来，陆续颁布了大量涉及环境保护的法律、法规、部门规章以及地方性法规和规章，并在此基础上衍生出了国家环境保护标准和地方性环境保护标准。据此，我国交通管理部门应制定一套符合地区经济发展的绿色港口环境标准体系；有关港口和港口企业应加强落实环境保护和节能减排的标准、法规等工作，使绿色节约型港口建设标准统一、法规齐全、执法监督管理更加规范和有效。
3.2 建立我国绿色港口评价指标体系并制定 港口温室气体排放核算标准
绿色港口评价指标体系是绿色港口综合评价的基础，用来指导和评估绿色港口建设的成效，指标选取的好坏直接影响到整套评价体系的质量。因此，在指标体系建立的过程中，除了要遵循指标体系建立的一般原则（代表性、独立性、可行性）外，还要结合港口自身的特点遵循可持续发展原则、开放性原则和与时俱进原则。
3.3 建立港口绿色信息系统
根据以往统计数据，结合目前港口形势，综合码头操作、船舶营运、港口周边环境等因素对港口生态环境的影响作出相关预测分析，并将分析数据和结论抄送相关部门和企业。
同时，加快信息化建设，针对港口技术结构，坚持管理技术信息化、控制技术智能化、位移技术高效化和环保技术绿色化等发展模式，以现代的数码、定位信息和网络技术为支撑，推进数字化港口建设。
3.4 加大对港口的投资力度，建立积极有效的 环保激励机制
国家和地方政府管理部门对码头运营部门除了保证有足够的资金用于环境污染处理和港区生态建设以外，还应建立符合我国实际的环保激励机制。借鉴美国长滩港的相关做法，向所有进出码头的拖运货车征收绿色附加费；制定适合我国港口特色的船舶绿旗计划，激励挂靠船舶在港口附近水域降低航行速度，减少废气排放。
3.5 技术改革
采用靠港船舶使用暗点技术；港区船舶减速航行；改造设备，替换更满足清洁标准要求的驱动系统；改造起重机、叉车和运输车辆的电力传动装置；应用排放控制技术（应用柴油机微粒过滤器、选择性催化还原脱硝技术），以达到减少碳排放的目的。
参考文献：
[1] 彭传圣.港口碳排放核算方法――以新加坡裕廊2010年碳足迹报告为例[J].港口经济，2012（7）：5-9.
【摘 要】 根据我国主要港口历史数据和行业特征，利用GM（1，1）灰色预测模型预测沿海港口吞吐量，再根据港口吞吐量与能源消耗量的关系预测标准煤单耗量和碳排放量。结果表明，到2050年，我国主要港口碳排放量将迅猛增长。针对这种增长状况给出有关绿色港口评价指标体系建设、环境保护法制体系应用、港口绿色信息系统完善、环保激励机制实施、技术革新等五方面的建议。
【关键词】 绿色港口；碳排放量；灰色预测模型；航运业
港口是重点能耗单位，其产生的碳排放已逐渐对环境造成一定程度的危害。低污染、低能耗、高效率是我国绿色港口发展的目标。有关如何减少港口生产运营产生的碳排放、建设低碳绿色港口的课题也随之产生。因此，交通运输部在《公路水路交通运输节能减排“十二五”规划》中制定目标，要求到2015年，港口生产单位吞吐量综合能耗（能源强度）和二氧化碳（CO2）排放强度指标分别较2005年下降8%和10%，并提出了建立绿色港口认证体系，推动港口以效率、绿色、低碳为主要特征的绿色生态港口建设。这对港口减少碳排放提出了更高的要求，迫切需要系统的碳排放评估方法以辅助碳排放政策有效制定。我国目前对港口碳排放研究较少，本文将对此进行一些探索，为政策的制定提供参考依据。
1 港口碳排放核算依据
我国港口碳排放计算主要是以国际公认的相关准则、港口碳计算的范围和我国港口碳排放计算基础数据为依据。
1.1 国际公认的相关准则
目前，温室气体减排协议（GHG协议）已经成为国际上政府和企业使用最为广泛的碳排放核算工具，核算结果通常应用于了解、量化和管理温室气体排放。
空气质量和温室气体工具是国际港口协会（IAPH）开发的工具系统，提供了与港口相关的空气质量以及气候变化相关问题的解决方案和基于实际的港口经验，提供了空气、气候及其与港口和航运活动相关的信息，以及减少排放策略、开发清洁空气项目和气候保护计划导则。
碳足迹指导文件是世界港口气候倡议（WPCI）公司联合一些港口共同制定的指导性文件，目的在于为致力于开发自己的碳足迹核算方法的港口提供技术指导。
1.2 港口碳计算的对象范围
GHG协议在核算企业温室气体排放时，定义了三类不同的碳排放源：第一类为企业活动产生的直接排放，来源于企业拥有或者控制的排放源的静止燃烧、移动燃烧、化学过程、生产过程或逸出源的排放；第二类为企业活动消耗电力所产生的间接排放，企业购买并消耗的电力在发电过程中产生的直接排放，实际排放发生在发电厂范围内，排放源不是企业拥有或者能够控制的；第三类为企业活动产生的除消耗购买电力外所产生的间接排放，包括购买的原材料的开发和生产过程、购买能源的运输过程、售出产品和服务的使用过程等所产生的其他间接排放。
GHG协议要求企业的温室气体排放核算至少应包括第一类排放源和第二类排放源的排放。我国对港口碳排放的计算依据主要是按照港口吞吐量和折合成标准煤的单耗量（标准煤t /万t）。我国2010年前的主要港口能源消耗情况数据为推算数据，2011年后交通运输部开始对交通运输能源消耗进行了监测，因此，形成国家统一的主要港口能源消耗数据（见表1）。
1.3 碳排放系数
港口碳排放量的计算可参考碳排放系数，如国家发展和改革委员会（简称发改委）能源研究所的推荐值0.67、日本能源经济研究所的推荐值0.68、美国能源部能源信息署的参考值0.69等，我国通常采用国家发改委能源研究所数据。
由于1 t碳在氧气中燃烧后能产生大约3.67 t CO2，利用碳排放系数0.67计算，1 t标准煤在大气中燃烧可产生2.458 9 t CO2。
2 我国主要沿海港口碳排放量测算
2.1 基于灰色预测模型的我国主要沿海港口 吞吐量测算
2.1.1 样本数据
选取2000―2012年我国主要沿海港口的吞吐量为样本数据（见表2）。
2.1.2 GM（1，1）灰色预测模型构建
按照灰色模型预测具体步骤，得到港口货物吞吐量预测模型（1）（t + 1）=1 251 970.66 e0128 269 t-1 126 367.66。
对模型精度进行检验：S1=；S2=；C=<0.35；P=1>0.95。根据预测精度等级，确定精确等级为一级。计算得到邓氏关联度 =>0.6，故序列间的相关性较强。
2.1.3 我国主要沿海港口吞吐量预测
根据港口货物吞吐量预测模型，得到我国主要沿海港口2013―2050年货物吞吐量测算值（见表3）。
2.2 港口标准煤单耗量测算
目前，我国主要港口都在努力实现交通运输部制定的目标。由表1可知，我国主要沿海港口未来标准煤单耗量每年平均下降3%。
2.3 我国主要港口碳排放量测算
港口碳排放量=当年标准煤单耗量（t标准煤/万t吞吐量） €？当年货物吞吐量（万t） €？碳排放系数，由此得出2013―2050年我国主要港口CO2排放量（见表3）。
3 建设我国绿色港口碳减排对策
要实现我国绿色港口碳减排的战略，需要积极寻求相关的改进措施。通过数据分析可知，随着我国国际贸易需求量的增长，港口承担的货运周转任务也日趋繁重，若不采取防范措施，我国港口碳排放量将会从2012年的507万t上升为2050年的近万t。巨大的增长量迫切要求我国港口建设应采取新的举措。在此，本文结合以上数据分析得出的信息给出以下建议。
3.1 完善我国港口环境保护法制体系
自我国颁布《中华人民共和国环境保护法》以来，陆续颁布了大量涉及环境保护的法律、法规、部门规章以及地方性法规和规章，并在此基础上衍生出了国家环境保护标准和地方性环境保护标准。据此，我国交通管理部门应制定一套符合地区经济发展的绿色港口环境标准体系；有关港口和港口企业应加强落实环境保护和节能减排的标准、法规等工作，使绿色节约型港口建设标准统一、法规齐全、执法监督管理更加规范和有效。
3.2 建立我国绿色港口评价指标体系并制定 港口温室气体排放核算标准
绿色港口评价指标体系是绿色港口综合评价的基础，用来指导和评估绿色港口建设的成效，指标选取的好坏直接影响到整套评价体系的质量。因此，在指标体系建立的过程中，除了要遵循指标体系建立的一般原则（代表性、独立性、可行性）外，还要结合港口自身的特点遵循可持续发展原则、开放性原则和与时俱进原则。
3.3 建立港口绿色信息系统
根据以往统计数据，结合目前港口形势，综合码头操作、船舶营运、港口周边环境等因素对港口生态环境的影响作出相关预测分析，并将分析数据和结论抄送相关部门和企业。
同时，加快信息化建设，针对港口技术结构，坚持管理技术信息化、控制技术智能化、位移技术高效化和环保技术绿色化等发展模式，以现代的数码、定位信息和网络技术为支撑，推进数字化港口建设。
3.4 加大对港口的投资力度，建立积极有效的 环保激励机制
国家和地方政府管理部门对码头运营部门除了保证有足够的资金用于环境污染处理和港区生态建设以外，还应建立符合我国实际的环保激励机制。借鉴美国长滩港的相关做法，向所有进出码头的拖运货车征收绿色附加费；制定适合我国港口特色的船舶绿旗计划，激励挂靠船舶在港口附近水域降低航行速度，减少废气排放。
3.5 技术改革
采用靠港船舶使用暗点技术；港区船舶减速航行；改造设备，替换更满足清洁标准要求的驱动系统；改造起重机、叉车和运输车辆的电力传动装置；应用排放控制技术（应用柴油机微粒过滤器、选择性催化还原脱硝技术），以达到减少碳排放的目的。
参考文献：
[1] 彭传圣.港口碳排放核算方法――以新加坡裕廊2010年碳足迹报告为例[J].港口经济，2012（7）：5-9.
【摘 要】 根据我国主要港口历史数据和行业特征，利用GM（1，1）灰色预测模型预测沿海港口吞吐量，再根据港口吞吐量与能源消耗量的关系预测标准煤单耗量和碳排放量。结果表明，到2050年，我国主要港口碳排放量将迅猛增长。针对这种增长状况给出有关绿色港口评价指标体系建设、环境保护法制体系应用、港口绿色信息系统完善、环保激励机制实施、技术革新等五方面的建议。
【关键词】 绿色港口；碳排放量；灰色预测模型；航运业
港口是重点能耗单位，其产生的碳排放已逐渐对环境造成一定程度的危害。低污染、低能耗、高效率是我国绿色港口发展的目标。有关如何减少港口生产运营产生的碳排放、建设低碳绿色港口的课题也随之产生。因此，交通运输部在《公路水路交通运输节能减排“十二五”规划》中制定目标，要求到2015年，港口生产单位吞吐量综合能耗（能源强度）和二氧化碳（CO2）排放强度指标分别较2005年下降8%和10%，并提出了建立绿色港口认证体系，推动港口以效率、绿色、低碳为主要特征的绿色生态港口建设。这对港口减少碳排放提出了更高的要求，迫切需要系统的碳排放评估方法以辅助碳排放政策有效制定。我国目前对港口碳排放研究较少，本文将对此进行一些探索，为政策的制定提供参考依据。
1 港口碳排放核算依据
我国港口碳排放计算主要是以国际公认的相关准则、港口碳计算的范围和我国港口碳排放计算基础数据为依据。
1.1 国际公认的相关准则
目前，温室气体减排协议（GHG协议）已经成为国际上政府和企业使用最为广泛的碳排放核算工具，核算结果通常应用于了解、量化和管理温室气体排放。
空气质量和温室气体工具是国际港口协会（IAPH）开发的工具系统，提供了与港口相关的空气质量以及气候变化相关问题的解决方案和基于实际的港口经验，提供了空气、气候及其与港口和航运活动相关的信息，以及减少排放策略、开发清洁空气项目和气候保护计划导则。
碳足迹指导文件是世界港口气候倡议（WPCI）公司联合一些港口共同制定的指导性文件，目的在于为致力于开发自己的碳足迹核算方法的港口提供技术指导。
1.2 港口碳计算的对象范围
GHG协议在核算企业温室气体排放时，定义了三类不同的碳排放源：第一类为企业活动产生的直接排放，来源于企业拥有或者控制的排放源的静止燃烧、移动燃烧、化学过程、生产过程或逸出源的排放；第二类为企业活动消耗电力所产生的间接排放，企业购买并消耗的电力在发电过程中产生的直接排放，实际排放发生在发电厂范围内，排放源不是企业拥有或者能够控制的；第三类为企业活动产生的除消耗购买电力外所产生的间接排放，包括购买的原材料的开发和生产过程、购买能源的运输过程、售出产品和服务的使用过程等所产生的其他间接排放。
GHG协议要求企业的温室气体排放核算至少应包括第一类排放源和第二类排放源的排放。我国对港口碳排放的计算依据主要是按照港口吞吐量和折合成标准煤的单耗量（标准煤t /万t）。我国2010年前的主要港口能源消耗情况数据为推算数据，2011年后交通运输部开始对交通运输能源消耗进行了监测，因此，形成国家统一的主要港口能源消耗数据（见表1）。
1.3 碳排放系数
港口碳排放量的计算可参考碳排放系数，如国家发展和改革委员会（简称发改委）能源研究所的推荐值0.67、日本能源经济研究所的推荐值0.68、美国能源部能源信息署的参考值0.69等，我国通常采用国家发改委能源研究所数据。
由于1 t碳在氧气中燃烧后能产生大约3.67 t CO2，利用碳排放系数0.67计算，1 t标准煤在大气中燃烧可产生2.458 9 t CO2。
2 我国主要沿海港口碳排放量测算
2.1 基于灰色预测模型的我国主要沿海港口 吞吐量测算
2.1.1 样本数据
选取2000―2012年我国主要沿海港口的吞吐量为样本数据（见表2）。
2.1.2 GM（1，1）灰色预测模型构建
按照灰色模型预测具体步骤，得到港口货物吞吐量预测模型（1）（t + 1）=1 251 970.66 e0128 269 t-1 126 367.66。
对模型精度进行检验：S1=；S2=；C=<0.35；P=1>0.95。根据预测精度等级，确定精确等级为一级。计算得到邓氏关联度 =>0.6，故序列间的相关性较强。
2.1.3 我国主要沿海港口吞吐量预测
根据港口货物吞吐量预测模型，得到我国主要沿海港口2013―2050年货物吞吐量测算值（见表3）。
2.2 港口标准煤单耗量测算
目前，我国主要港口都在努力实现交通运输部制定的目标。由表1可知，我国主要沿海港口未来标准煤单耗量每年平均下降3%。
2.3 我国主要港口碳排放量测算
港口碳排放量=当年标准煤单耗量（t标准煤/万t吞吐量） €？当年货物吞吐量（万t） €？碳排放系数，由此得出2013―2050年我国主要港口CO2排放量（见表3）。
3 建设我国绿色港口碳减排对策
要实现我国绿色港口碳减排的战略，需要积极寻求相关的改进措施。通过数据分析可知，随着我国国际贸易需求量的增长，港口承担的货运周转任务也日趋繁重，若不采取防范措施，我国港口碳排放量将会从2012年的507万t上升为2050年的近万t。巨大的增长量迫切要求我国港口建设应采取新的举措。在此，本文结合以上数据分析得出的信息给出以下建议。
3.1 完善我国港口环境保护法制体系
自我国颁布《中华人民共和国环境保护法》以来，陆续颁布了大量涉及环境保护的法律、法规、部门规章以及地方性法规和规章，并在此基础上衍生出了国家环境保护标准和地方性环境保护标准。据此，我国交通管理部门应制定一套符合地区经济发展的绿色港口环境标准体系；有关港口和港口企业应加强落实环境保护和节能减排的标准、法规等工作，使绿色节约型港口建设标准统一、法规齐全、执法监督管理更加规范和有效。
3.2 建立我国绿色港口评价指标体系并制定 港口温室气体排放核算标准
绿色港口评价指标体系是绿色港口综合评价的基础，用来指导和评估绿色港口建设的成效，指标选取的好坏直接影响到整套评价体系的质量。因此，在指标体系建立的过程中，除了要遵循指标体系建立的一般原则（代表性、独立性、可行性）外，还要结合港口自身的特点遵循可持续发展原则、开放性原则和与时俱进原则。
3.3 建立港口绿色信息系统
根据以往统计数据，结合目前港口形势，综合码头操作、船舶营运、港口周边环境等因素对港口生态环境的影响作出相关预测分析，并将分析数据和结论抄送相关部门和企业。
同时，加快信息化建设，针对港口技术结构，坚持管理技术信息化、控制技术智能化、位移技术高效化和环保技术绿色化等发展模式，以现代的数码、定位信息和网络技术为支撑，推进数字化港口建设。
3.4 加大对港口的投资力度，建立积极有效的 环保激励机制
国家和地方政府管理部门对码头运营部门除了保证有足够的资金用于环境污染处理和港区生态建设以外，还应建立符合我国实际的环保激励机制。借鉴美国长滩港的相关做法，向所有进出码头的拖运货车征收绿色附加费；制定适合我国港口特色的船舶绿旗计划，激励挂靠船舶在港口附近水域降低航行速度，减少废气排放。
3.5 技术改革
采用靠港船舶使用暗点技术；港区船舶减速航行；改造设备，替换更满足清洁标准要求的驱动系统；改造起重机、叉车和运输车辆的电力传动装置；应用排放控制技术（应用柴油机微粒过滤器、选择性催化还原脱硝技术），以达到减少碳排放的目的。
参考文献：
[1] 彭传圣.港口碳排放核算方法――以新加坡裕廊2010年碳足迹报告为例[J].港口经济，2012（7）：5-9.
