美国船舶港口大气污染防治及对我国的启示*

2017-11-22陈伟程付云芳

世界海运 2017年11期

马冬肖寒白涛陈伟程付云芳

马冬肖寒白涛陈伟程付云芳

随着我国航运业的快速发展，船舶港口排放已成为沿江、沿海地区大气污染的重要来源之一。美国在船舶港口大气污染排放控制方面积累了丰富经验，取得了显著成效。通过分析美国船舶港口污染防治的最佳实践，学习借鉴国外先进经验，针对我国船舶港口污染防治存在的问题提出相应政策建议。

船舶港口污染；排放控制区；排放清单

随着我国对外贸易的快速增长，航运业取得了长足发展。交通运输部《2016年交通运输行业发展统计公报》显示，2016年全国港口完成货物吞吐量132亿吨，连续多年位居世界首位。[1]由于目前我国船舶港口污染防治水平较低，空气污染形势日趋严峻，尤其是长三角、珠三角和京津冀等沿海沿江地区，船舶港口排放已成为大气污染的重要来源之一。

我国船舶港口大气排放控制工作起步较晚，尚未建立有效的法规政策和监管体系，因此应充分学习借鉴国外先进经验，提高船舶港口污染防治水平。美国在船舶大气污染排放控制方面积累了丰富经验，取得了显著成效。本文通过分析美国典型船舶港口污染防治最佳实践，为我国船舶港口污染防治提供借鉴。

一、美国船舶港口污染防治最佳实践

作为世界经济最发达国家之一，美国的航运业具有举足轻重的地位，港口和船舶减排也走在世界的前列，在法律法规、减排措施、排放清单等领域积累了丰富的经验。[2]

1.积极履行国际公约，建立排放控制区

美国将履行国际公约作为外力，通过设置专门的排放控制区，推动国际航线船舶大气污染防治。海洋运输是硫氧化物（SOx）和氮氧化物（NOx）的主要来源之一。减少SOx排放最直接的方法就是降低海运燃油的硫含量。

国际海事组织（IMO）发布的《国际防止船舶造成污染公约》（MARPOL 73/78）是管理船舶空气污染的重要国际公约。MARPOL公约附则Ⅵ中规定了燃油硫含量上限，作为控制SOx排放的一种手段。从2012年1月1日起，在世界范围内硫含量上限从4.5%降低至3.5%。自2010年7月1日起，国际海事组织要求进入排放控制区（ECA）的船舶使用硫含量不超过1%的燃油。到2015年1月1日，这一限值进一步降低至0.1%。图1为国际船舶运输燃油硫含量现状及未来变化趋势。

MARPOL公约还规定了新船的NOx排放。附则Ⅵ中排放限值分为三个阶段：Ⅰ阶段、Ⅱ阶段和Ⅲ阶段。Ⅰ阶段标准适用于2000年1月1日以后生产的发动机或2000年1月1日以前生产但经过主体改造的发动机。Ⅱ阶段标准适用于2011年1月1日之后生产的或在2011年1月1日以后进行过主体改造的船用柴油发动机。Ⅲ阶段标准适用于2016年1月1日之后生产的或在2016年1月1日以后进行过主体改造的船用柴油发动机。Ⅲ阶段标准将只对航行于ECA的船舶实施。目前只有北美的ECA要求实施Ⅲ阶段。

2.制定严格的船舶排放标准

通过制定严格的新船排放标准，从源头进行控制。在美国，海洋船舶根据发动机类型被分为三类，包括第一类（C1）、第二类（C2）和第三类（C3）。其中C1和C2发动机的功率为500～8 000千瓦，通常用于港口里面和港口周围的拖船、推进船、供给船、渔船和其他商用船舶。C3发动机的功率一般在2 500千瓦以上，通常用于大型海运船舶，如油船、大型货船和集装箱船等。

北美ECA从2012年8月开始实施。所有C3船舶，无论属于哪个国家，都必须依照MARPOL公约附则Ⅵ的相应规定使用低硫燃油。另外，2016年以后的新造船驶入北美污染控制区必须达到Ⅲ阶段的标准。美国对国内的船舶实施更为严格的标准，要求C1和C2类船舶从2007年开始使用硫含量不超过500 ppm的柴油。到2012年，这部分船舶转换使用15 ppm的超低硫柴油，与道路车辆燃油品质的要求一致。

美国环保局要求从2008年起C1和C2发动机执行非道路发动机美国Ⅲ阶段和Ⅳ阶段标准，新的和改造的船用柴油发动机都要遵守此标准；C1和C2船舶在2009—2018年期间执行Ⅲ阶段非道路发动机标准，并且要求发动机功率在600～3 700千瓦之间的船舶执行Ⅳ阶段标准。Ⅳ阶段船用发动机排放标准以2007/2010道路发动机标准和Ⅳ阶段非道路管理要求为基础，强调使用排放后处理技术。

在法律法规的执行上，美国做得得相对较好。在船舶方面，法律的执行机构主要是美国海岸警卫队，它是美国海上唯一的综合执法机构，隶属于美国国土安全局。在燃油含硫量的排放上，海岸警卫队有几个循序渐进的准则。首先，检查油品交货记录上所记载的油品含硫量，确定船舶使用的油品是否达标；其次，海岸警卫队还会从油品中抽样，送实验室检测。对不合格的船舶，海岸警卫队实行罚款。另外，海岸警卫队重点抽查以前有过违法记录的船队，对没有违法记录的船队抽查较少。

在船舶检验方面，美国船级社（ABS）通过开发和验证海洋相关设施的设计、建造和操作标准，保护生命、财产和自然环境的安全。ABS开发了大量的船舶制造和分类“规则”，涵盖了从离岸移动钻井平台、水泥船、精密科研船，到采矿船在内几乎所有的船舶类型。通过对这些船舶的定期调查，ABS建立起了一系列的分类“规则”，以保证所有船舶均能得到最合理的使用。船级社主要业务是对新造船舶进行技术检验，合格者给予船舶的各项安全设施相应证书；根据检验业务的需要，制定相应的技术规范和标准。

3.编制船舶港口排放清单

通过编制船舶港口排放清单，可以详细了解污染物排放总量及分担率，为制定政策及科学评估环境影响提供数据支持。北美港口的排放清单的编制走在了世界的前列。这和美国的一些独特的政治结构紧密相关。由于港口需要扩张发展，港口常常要向市政府申请土地和许可。附近的居民常常借此机会要求港口首先清理其在发展过程中所造成的污染。由于达不到附近居民的要求或者不能向附近居民证明港口做出的努力，港口的扩张常常受到限制。美国港口的排放清单编制不仅包括大多数污染物，也包括所有移动源：远洋船舶、港口船舶、港口机械、铁路和重型车，有的港口还包括了轻型车。

图1 MARPOL附则Ⅵ中规定的国际船舶运输燃油硫含量

4.加强岸电基础设施建设

岸电可以让靠港或停放在干船坞中的船关闭辅助发动机使用岸边电力来为船上供电以保证照明、通风、通信、货船泵和其他关键设备的运行。电力通过当地电网输送到位于港口的分电站并通过岸电系统中的特殊电力连接装置输送到船上。电力的转换消除了船舶在港期间使用辅助发动机产生的空气污染排放。

安装新的岸电系统要求岸边的基础设施建设，并且这些基础设施通常比较昂贵，但可以实现大幅的港口减排。船内的电力基础设施也很昂贵，但成本随着设计的流程化和标准化已逐步降低。电网对高峰时期用电的收费和船舶燃料成本的差价是另外的关键因素。如果电费和传统船舶燃料相比有明显价格优势，则能大力鼓励岸电的使用。

岸电作为一种削减船舶对当地SOx排放的可行手段被广泛应用。加州的港口在使用岸电方面更为积极。《加州靠港船舶规则》要求不断加大关闭引擎、使用岸电的比例：各船公司挂靠每一个加州港口的船舶使用岸电的挂靠次数占其在该港口总挂靠次数的比例，2014—2016年期间，达到50%；2017—2019年期间，达到70%；2020年之后，达到80%。

5.重视经济激励政策的运用

美国通过直接补贴、收取排放税、采用ESI减免费用等多项经济激励政策促进低硫燃料和清洁技术的应用，以削减SOx、PM和NOx的排放。[3]一是实施岸电补贴政策。2004年6月，加利福尼亚州实施“冷靠船”方案，要求货轮停靠码头后关闭船用发电机，改为使用岸电。为了推动该措施实施，在2004年12月，加利福尼亚州委员会通过了一项决议，对使用岸电的港口客户给予停靠补助。二是征收NOx排放税。美国联邦环保局制订了有关减少船舶污染大气的税收政策规定，自2001年起开始征收NOx排放税，按10 000美元/吨收取，用于支持相关研究及实施降低污染的技术措施。三是制定其他财政政策。如环保船舶指数（ESI）。ESI是由国际港口和港湾协会发布的一个旨在激励船舶减排的方案。ESI主要针对常规污染物。它将国际标准定为最低标准，船舶只有超过这个标准，才有可能获得奖励。比如ECA的国际标准是1%含硫量，只有使用含硫量低于1%的船用柴油的船舶才能获得奖励。再如船舶应当达到的发动机标准是Ⅱ阶段，只有它达到了Ⅲ阶段的标准，船舶才能获得奖励。港口一般对达到和超过ESI的船舶减免港口使用费，而一些船东也以自己的船队超过ESI为荣。

二、美国船舶港口污染防治对我国的启示

美国在港口和船舶污染方面的工作对我国有很好的借鉴作用，主要体现在三个方面：首先，从中央到地方，各个部门都有不同的手段降低港口和船舶的排放。中央方面，法律法规多一些；地方方面，经济激励多一些。法律法规和经济激励相辅相成，既保证各个经济实体处于同一起点，又保证做得比法律法规好的企业受到激励和表彰。其次，技术手段和经济手段要结合使用。技术手段，包括岸电、低硫油转换、油改电等技术措施，已经在美国很多港口大量实践过，并取得了很好的成效。这就给我国的港口和船舶的节能减排工作提供了借鉴，可以少走很多弯路。最后，美国港口在排放清单的编制方面有多年的经验，对本地区和部门的排放摸得非常透，这些经验也可以为我国各级部门所用。

当然美国港口的一些教训也是我国所应当吸取的。最重要的教训是美国走了一个先污染后治理的路子。尤其以洛杉矶港和长滩港为甚。这两个港口之所以下大力气实行减排是因为他们的港口污染危及周边社区，而导致社区反对他们进行港口扩建。尽管这两个港口下了很大的力气进行了污染治理，但是港口扩建再三推迟，贻误了商机，造成了经济上的损失。这是我国港口所应当避免的。

因此，综合美国港口与船舶减排的经验和教训，我们可以得出以下几点结论。

首先，排放清单是港口和船舶减排的基础，一个好的排放清单可以为制定减排政策提供有力的数据支撑，同时也为更好地衡量减排的效果做出有效评估。由于资源和时间的限制，政策制定者也许不能在短时间内制定一个全面的排放清单，但可以专门针对船舶制定排放清单。毕竟船舶的排放在港口总排放中占主要部分，解决了船舶污染，港口污染就会明显降低。如果排放清单不能出台，政策制定者可以像新加坡或欧洲的一些港口一样首先出台一些政策措施，鼓励减排。这种做法的好处是可以比较快地实施，但是短处也很明显，如政策制定者仍然不清楚港口和船舶的减排量。另外，当减排措施出台比较多的时候，无法准确把握各项措施的减排量。

其次，港口和船舶的减排应当政策法规与激励政策相结合，使用相对成熟的减排技术和手段。政府部门通过各种手段对港口和船舶的减排进行鼓励或管理。政府使用的强制手段，比如低硫油和发动机升级，可以较快地降低污染排放，让各个公司处在同样的起点，有利于公平竞争。经济激励手段往往是当政策制定者希望市场参与者能达到更高的减排效果而提供的额外激励。这些激励使一些市场参与者，不管是出于企业形象的考虑还是出于竞争力的考虑，都会决定进一步降低排放。另外，通过近十年的实践，美国已经摸索出了一整套港口和船舶减排的方法，包括船舶减速、低硫油转换、油改电以及岸电等技术手段。这些手段日臻成熟，可以让我国的政策制定者少走一些弯路。

图2 船舶排放占移动源排放比例

最后，港口和船舶减排是一个系统工程，需要各个部门的协调和配合，不仅在于数据采集和排放清单的制定，更在于法律法规出台以后的执行。美国港口在制定排放清单的时候，是港口、州政府以及地区性的数据系统统一协调，互相配合。而在执行法律法规定的时候，更是州政府、海岸警卫队和美国环保局互相配合。这些都为我国船舶港口减排提供了重要借鉴。

三、我国船舶港口污染防治现状及问题

随着我国经济的快速发展，航运业取得了长足发展。航运业快速发展的同时，也给大气污染防治带来压力。环境保护部发布的《中国机动车环境管理年报》统计显示，2015年我国船舶排放SO2、HC、NOx、PM分别为78.8万吨、2.8万吨、121.4万吨、11.9万吨，其中NOx和PM占移动源排放的10%和12%。[4]图2为我国船舶NOx、PM排放占移动源排放的比例。

虽然从全国来看，船舶排放只占移动源排放的10%左右，但在沿江、沿海及港口城市已成为重要污染源之一，呈明显的区域性。我国上海、广东、江苏及香港地区对船舶和港口大气污染物排放状况研究显示，船舶港口排放已成为重要的排放源之一。香港环境保护署发布的2015年度香港空气污染物排放清单显示，水上运输SO2、NOx、可吸入悬浮粒子（RSP）及微细悬浮粒子（FSP）排放分担率分别达到59%、37%、34%及39%，已成为城市污染最大的排放源。

船舶及港口排放已成为城市和区域空气污染的重要贡献者，我国在船舶港口污染防治、油品质量等领域还面临诸多问题，需要尽快采取措施加以控制。

（一）船舶

国家现在对车辆的尾气排放给予了足够的重视，全国各地相继出台了机动车排气污染防治相关规定，机动车的尾气排放得到了较好的控制，但对船舶排气污染防治却相对滞后。主要体现在：

1.新生产船舶发动机管理薄弱

自2015年10月1日起，我国对小于37千瓦的船舶发动机实施第三阶段污染物排放标准，并开展了环保达标管理。2016年8月，环境保护部发布《船舶发动机排气污染物排放限值及测量方法（中国第一、二阶段）》（GB15097—2016），对我国大于37 千瓦的船舶发动机污染物排放进行规范，2018年7月1日正式实施，目前尚未开展新生产船用发动机环保达标监督检查工作。[5]

2.在用船舶排放缺乏有效监管

我国对船舶大气污染控制仅局限于新建造船舶，并未针对在用船舶提出大气污染控制的相关要求。目前船舶检验主要为安全检验，除远洋船舶需要满足国际公约的排放要求外，内河及沿海船舶尚未开展大气污染物排放检验。

3.涉及部门多，监管难度大

目前，我国民用船舶主要由交通运输部和农业部管理，其中，营运性船舶由交通运输部海事局管理，船舶航运由交通运输部水运局负责，船舶检验由中国船级社负责。渔业船舶由农业部渔政局管理，船舶检验由农业部船检局负责。船舶数量多，流动性强，监管难度大。

4.排放清单基础研究薄弱

建立船舶大气污染物排放清单是控制大气污染物排放的基础工作，目前我国部分地区已经开展相关研究，尚未建立国家和地方层面的船舶港口排放清单。由于缺乏系统的、全面的船舶保有量及活动水平统计数据，无法准确获得各类船舶的排放清单。

（二）港口

我国港口污染防治还没有建立起系统的监管措施，港口基础设施落后，岸电设施不足，港作机械电气化水平不高，缺乏港口设备及在港船舶空气污染方面的相关标准。

建立港口排放控制区（ECA）是实现港口污染防治的重要手段之一。目前世界上已设有波罗的海、北海、北美及美国加勒比海四大排放控制区。2015年12月交通运输部印发了《珠三角、长三角、环渤海（京津冀）水域船舶排放控制区实施方案》，要求自2017年起，控制区内船舶逐步使用硫含量不高于0.5%的燃油。与国际排放控制区相比，我国设立的排放控制区还存在一定的差距。

1.硫含量水平高

自2015年开始，国际排放控制区硫含量水平已达0.1%，而我国船舶排放控制区硫含量标准为0.5%，2017年先从核心港口开始实施，2019年才全面实施。

2.实施范围小

从实施范围来看，国际排放控制区为海基线200海里，而我国的船舶排放控制区为12海里。国际排放控制区要求船舶在进入控制区就开始换油，而我国2017年开始仅对船舶进入核心港口靠岸停泊提出要求，2019年才全面实施。

3.覆盖港口少

国际排放控制区为统一封闭的区域，而我国的排放控制区仅涵盖珠三角、长三角、环渤海（京津冀）三大重点水域，其他水域没有限制，如大连、青岛、厦门等港口。船舶为移动污染源，只有全面覆盖才能有效控制。

（三）油品

油品质量直接影响船舶排放水平。我国境内船用油按燃料类型来看主要包括普通柴油和船用燃料油。普通柴油主要用于内河船和江海直达船，船用燃料油主要用于沿海船和远洋船。按供给对象来看主要包括保税油和内贸油。保税油主要用于国际航线船只，内贸油主要用于国内航线船只。[6]

2015年5月，发改委等七部门印发《加快成品油质量升级工作方案》，提出自2017年7月1日起，全国全面供应“国Ⅳ”标准普通柴油（硫含量50 ppm）。2018年1月1日起，全国供应“国Ⅳ”标准普通柴油（硫含量10 ppm）。除保税油有相对严格的监管外，内贸油监管相对薄弱。在生产环节，由于内贸油市场准入门槛低，经营单位多，监管薄弱。在流通环节，船舶主要通过水上加油站（船）进行加油，一般在船舶停泊装卸货物时，采用加油船进行加油，从而节省停靠时间。由于水上加油站（船）流动性强，监管困难，油品生产、流通涉及海事、工商、质检、商务等多个部门，各部门职能划分不清、缺乏协调，人员设备等能力建设不足，导致船用油品市场监管薄弱，品质无法保证，直接影响船舶污染物排放水平及航行安全。

四、中国船舶港口污染防治建议

随着我国运输船舶数量日益增加，船舶已成为港口城市大气污染的主要排放源，污染形势非常严峻。美国在船舶大气污染排放控制方面积累了丰富经验，取得了显著成效。充分学习借鉴国外先进经验，结合我国船舶港口污染防治现状，建议开展以下工作：

1.编制国家和地方船舶港口排放清单

建立船舶港口大气污染物排放清单是控制船舶港口大气污染物排放的基础工作。目前我国部分地区已经开展相关研究，但尚未正式建立国家和地方层面的船舶港口排放清单，缺乏系统的、全面的研究。应尽快编制《船舶港口大气污染物排放清单编制指南》，通过测定船舶排放因子，调查统计船舶保有量、活动水平、技术状况等，建立国家和地方船舶港口排放清单，准确评估船舶港口污染现状，为“十三五”期间加强船舶港口污染物控制提供重要支撑。

2.加快推进船舶排放控制区实施

实施排放控制区是加强船舶港口污染防治的重要手段之一。在实施《珠三角、长三角、环渤海（京津冀）水域船舶排放控制区实施方案》的同时，研究设立国际排放控制区的可行性，尽快实现与国际接轨。加快出台排放控制区配套政策，制定相关技术标准，推进信息共享，开展联合执法，建立监督管理联动机制，共同推动排放控制区方案的有效实施。加强低硫燃油的生产和供应，开展油品监督检查，确保油品质量。对船舶使用低硫燃油、岸电，船舶标准化和淘汰老旧船舶，船舶改造升级和应用清洁能源等实施资金补贴、便利运输等优惠措施。

3.加强船用油品全过程监督管理

严格实施普通柴油、船用燃料油标准，加强生产、进口环节质量监管，强化源头控制。制定船用油品监督管理办法，交通海事、渔业、工商、质检、商务等部门加强协调，建立信息共享及联动机制。加强行业自律，提高市场准入，规范市场服务，建立企业信用体系，实行分级管理。加强油品生产、进口、流通、使用等环节监督抽检，严厉打击假冒伪劣、非法生产、销售和使用劣质船用油品等行为，加大处罚力度。加强监测能力建设，利用遥感、无人机等先进监测技术手段，加强油品质量监管。开展船用油品检测国际合作，尤其是“一带一路”沿线国家，加强检测数据共享，形成全球监测网络。

4.开展国际交流与合作

组织国内外主要港口、政府管理部门、科研机构通过技术交流、会议、培训等方式开展国际交流，重点围绕排放控制区的设定与实施、船舶港口污染排放清单的编制、船舶港口污染控制政策法规的制定、船舶港口污染减排技术研发及应用等内容开展合作，进一步加强我国船舶港口污染防治能力。

[1]中华人民共和国交通运输部.2016年交通运输行业发展统计公报[R].2017-04-17.

[2]李丽平,等.借鉴美国经验控制我国船舶大气污染[J].环境保护,2015(1):64-66.

[3]肖钟熙.我国建设绿色港口和建立排放控制区的思考[J].水运管理,2013(6):18-24.

[4]中华人民共和国环境保护部.2017年中国机动车环境管理年报[R].2017-06-03.

[5]船舶发动机排气污染物排放限值及测量方法(GB15097-2016)(中国第一、二阶段)[S].

[6]黄金珠.中国燃料油市场现状与展望[J].中外能源,2013(9):73-78.

10.16176/j.cnki.21-1284.2017.11.006

*项目资助：科技部国家重点研发计划项目 “移动源排放标准评估及制修订方法体系研究”（2016YFC0208000）

马冬（1981—），男，中国环境科学研究院，高级工程师，硕士。

肖寒（1977—），男，中国环境科学研究院，工程师，硕士。