我国船舶排放控制区及港口城市检查应对措施

2019-06-30许文宇

航海 2019年3期

许文宇

摘要：船舶大气污染多集中于港口和航线密集处，所以目前主流的方法是建立排放控制区（ECA）。这一措施卓有成效，但是对于环境保护的追求不可停步。本文将介绍我国设立的排放控制区的发展和现状，并与目前国际海事组织认可的排放控制区相关法案进行分析对比，探究为何我国目前很难无法达到国际标准。为了得出解决方案，本文利用演化博弈对我国排放控制区政策实施，分别分析了政府和船公司策略的演化稳定性以及两者混合策略下的演化稳定性，并且对于从根源上减少硫氧化物排放提供了建议。

关键词：排放控制区;ECA;MARPOL公约;演化博弈;硫氧化物

1 背景

就有关资料表明，2015年船舶年排放SOX达634万t，约占世界排放总量的4%。2009年，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）的研究报告证明，海上船舶已经成为严重的大气污染源。目前，每年全球海上船舶排放的颗粒污染物总量相当于全球汽车所排放颗粒污染物的50%，全球每年排放的氮氧化物气体中30%来自海上船舶。这一系列数字随着航运发展在不断增长中，解决船舶废气排放污染问题已经刻不容缓。

1.1 我国首次设立船舶大气污染物排放控制区

交通运输部于2015年12月印发《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》，首次设立船舶大气污染物排放控制区，控制船舶硫氧化物、氮氧化物和颗粒物排放，为全面控制船舶大气污染奠定基础[1]。

2019年12月31日前，我国将在评估实施效果的基础上，进一步确定更为严格的控制措施，包括船舶进入排放控制区使用硫含量不高于0.1%的燃油、扩大排放控制区地理范围等。经初步测算，到2020年，三大水域船舶硫氧化物和颗粒物将比2015年分别下降约65%和30%[2]。

1.2 国内船舶排放控制区发展现状

（1）国内船舶排放控制区的设立

我国ECZ的设立，依据的是我国《大气污染防治法》，最终由交通运输部的相关文件完成制定的。因此，我国设立船舶排放控制区[3]是我国政府部门主导决定的，兼顾我国空气质量要求、行业发展要求和技术政策上的可行性。我国政府部门主导的设立，实际上是ECZ可行性研究基础上的一个政治决定，设立程序的经历时间较短。

（2）国内船舶排放控制区的地理范围

我国 ECZ的地理范围只属于我国领土范围的内水和领海，在前述发展历程的部分，我们可以看出我国重点设置的是三大水域（珠三角、长三角、环渤海），在新的意见稿中可以知道我国准备加大地理范围并且还要新增海南区域，但也还只是停留在相对狭小的地理范围内。

（3）国内船舶排放控制区控制要求

此外，即便在国内船舶排放控制区地理范围内，控制要求的实施也是分阶段、分区域逐渐进行的，先要求船舶在“核心港口区域”靠港停泊期间使用硫含量上限为0.55燃油，最后才要求船舶在ECZ内使用硫含量上限为0.5%燃油。

2 IMO 对全球船舶排放控制进程

2.1 修订公约并设立排放控制区

鉴于船舶排放对空气环境的影响，国际海事组织海洋环境保护委员会（MEPC）早在 1988 年就正式开展防止船舶造成大气污染议题的研讨及审议工作，将《国际防止船舶造成污染公约》（《MARPOL73/78公约》）1997年议定书进行修订，当前，船舶进入这些区域被严格限制硫排放，一旦含硫量超标，硫排放控制区参与国将提出严厉的处罚，甚至可能会扣船。按照《国际防止船舶造成污染公约》要求，在波罗的海、北海、北美以及美国加勒比海排放控制区内，船舶燃油的硫含量在2015年1月1日以后，不得超过0.1%;在2020年1月1日以后，除排放控制区以外的全球其他海域船用燃油的最大硫含量不得超过0.5%（见表1），并要求船舶靠泊后应尽早转换为低硫燃油（硫含量不超过0.1%），船舶开航前应尽量推迟切换为高硫燃油，燃油转换操作应记录在航行日志上。

2.2 部分地區强制设立排放控制区

国际上强制设立排放控制区的形式主要有两种。一种是通过国际海事组织审核批准设立排放控制区，另一种是由地区组织、国家或者地方政府制定并强制实施区域船舶排放控制政策（见表3）。凡是加入国际海洋法公约，按照公约规定不能对领海采取单边立法行为，但设立排放控制区需要由缔约国提出建议，经由国际海事组织评估通过，流程繁复且各项评价相对严苛。

2.3 北美船舶排放控制区的主要监管举措

（1）实施高频率抽样检查依据当前油价

若船方或船舶营运人使用合规低硫燃油来达到排放标准，事实可能出现守法成本高于违规成本情况，船方为避免损失会以“侥幸”心理采取违规行动。为了排查违规船舶，就必须要实施高频抽样检查。根据国际防污公约附则六对北美排放控制区的要求，船东和船舶营运人达到排放标准有三个方法：一是使用合规的低硫燃油;二是使用替代措施;三是寻求例外或要求豁免。船方采取上述任意一种办法来达到排放标准，美国海岸警卫队都有权及有责任对其进行检查。以美国海岸警卫队发布的而这一转变，最直接的效果就是排放控制区内空气质量得到明显改善。

（2）开展综合性处罚即使提高检查比例

如果不加强惩罚，对船方或船舶营运人的约束力仍较小。只有双管齐下，在提高抽样比例的同时，加强经济处罚和非经济处罚，才能起到震慑作用。2015年1月，美国环保局针对北美排放控制区船用燃油硫含量应达到的标准制定了经济惩罚措施。主要包括两部分：一是将采取消除违规行为带来的经济利好及设定违规严重性罚额两者相结合来计算惩罚金额。其中违规严重性罚额又包括燃油含硫量超标等级，超标越多，基线罚额也越多，还考虑了违规次数，每天每次违反的罚额区间是$2500～$15000，违反次数越多，罚额越处于区间上方。二是引入调整因子来调整对“违规严重性”的罚额界定。其内容包括对故意或疏忽程度界定、协调程度界定、使用违规燃油历史界定。所以，到美国的船舶违法排放的程度也在不断降低。

（3）实行燃油供应质量监管实施高抽样检查和综合性处罚

为了加强对船舶的监管，督促船东或船舶营运人积极采取措施达到排放标准。当船东采取合规燃油来达到排放控制区的标准时，也要保证足够的高质量低硫燃油供应，这就需要对船用燃油供应进行质量监管。美国环保局为了保证船舶在美国本地能够买到合规燃油，其采取的措施是对岸上的燃油供应商进行检查，并制定详细的油品质量保障计划。

（4）构建分工协同模式

有效的监管举措需要部门间高度协同才能发挥作用。任何监管行动，部门间职能、主次划分不清，都可能会导致监管行动无效。在北美排放控制区美国海域内，对船舶排放进行监督的主要是美国环保局、海岸警卫队以及海岸警卫队下属的港口国检查部门。三部门之间职责明确，协同推进监管行动。例如美国环保局对岸上船用燃油检查做出要求，海岸警卫队负责登船进行船用燃油抽检，发挥具体动态监管作用。又如海岸警卫队负责对美国籍船舶进行检查、惩罚，其下属的港口国检查部门主要针对外籍船舶进行检查和惩罚。

3 港口城市对船舶排放存在问题的应对措施

3.1 国内法设立排放控制区地理范围受到严格制约

1958 年，我国政府关于领海的声明中，明确我国的领海宽度是 12 n mile。1992年颁布的《中华人民共和国领海及毗连区法》进一步明确我国的领海宽度是 12 n mile。鉴于我国是联合国海洋法公约的缔约国，我国按照国内法划定的船舶排放控制区外部边界控制在领海基线外 12 n mile。假设我国领海基线外 96 n mile范围内船舶大气污染物排放量为 100，则根据 2014 年我国船舶排放清单分析，我国领海基线外 48 n mile范围内船舶大气污染物排放量约为 92 ;领海基线外 24 n mile范围内（即内水 + 领海 + 毗邻区）船舶大气污染物排放量约为 84;领海基线外 12 n mile范围内（即内水 + 领海）船舶大气污染物排放量约为74。依据国内法划定的排放控制区地理范围只能局限在领海基线外12 n mile范围内，控制船舶污染物排放的量受到一定程度的制约。

3.2 国内法设立排放控制区控制要求受到严格制约

目前，完全依靠发动机性能的改善减少氮氧化物排放，只能在第一阶段氮氧化物排放控制标准的基础上下降40%，因此，满足第三阶段氮氧化物排放控制标准，发动机本身做不到，需要加装脱氮后处理设备设施才能实现。我国不可能对国际航行船舶提出不同于 MARPOL公约氮氧化物排放控制标准要求的其他要求，满足第三阶段氮氧化物排放控制标准，船舶就需要加装脱氮后处理设备设施，这类设备设施通常体积庞大，也就对船舶设计、构造和装备提出了额外要求，沿海国没有权利对领海范围内航行的船舶提出这样的要求，我国是联合国海洋法公约的缔约国，国内法不能对领海范围内航行的外国船舶提出进一步的氮氧化物排放控制要求[4]。

3.3 设立国际公约认可排放控制区宜早不宜晚

实施氮氧化物排放控制要求，通常只针对新造船或者进行大修改造船舶上的发动机，船舶寿命长更新淘汰速度慢，因此，在刚开始控制氮氧化物阶段，理论上涉及的船舶极少，很难达到有效减少实际船舶氮氧化物排放的目的。特别是一旦公布将开始实施更加严格船舶氮氧化物排放控制标准的时间后，船公司会在这个时间之前宣布开始建造大量船舶，以便这些船舶采用原有排放控制标准的发动机，规避新标准的要求，因此，实施更加严格船舶氮氧化物排放控制标准后，在长达 3～5年的时间内，大量投入营运船舶配置的仍然是满足原有标准的发动机，将不会在实际使用中减少氮氧化物排放。此外，申请设立国际公约认可排放控制区需要按照 MARPOL公約的要求审议、通过和生效，时间周期长，北美排放控制区从2009年3月递交建议书，到2012年8月1日正式启用[5]。

4 基于演化博弈的我国船舶排放区规制策略研究

4.1 模型假设

在模型中，本文把因环境改善所获得的环境收益和政府保护环境所得到当地居民、社会和上级领导的收益统称为政府收益，考虑到部分船公司会不遵守排放规定，使用政府收益无法实现最大化，将船公司遵守排放规定时政府收益定为π1，船公司不遵守排放规定时的政府收益为π2，π1>π2，当政府对船舶进行监管时，需承担相应的监管成本c，并对船公司的违规行为给予罚款λ。考虑到监管成本，政府不会对区域内的所有船舶进行检查，因此不能发现所有违规行为，只能以概率x（0≤X≤1）发现违规行为，如果将政府发现船舶违规行为的概率过低，区域内的环境污染加剧，政府须支付一定的环境治理成本c。

基于上述假设，本文构建了政府和船公司博弈的收益矩阵，即当政府对违规排放的船公司罚款所得小于监管成本时，作为有限理性决策者的政府会选择不检查的策略。具体如表2所示。其中，均衡点A（0，0）即政府不检查船公司的行为，而船公司也不会遵守排放规定。显而易见，当政府监管部门检查船公司的违规排放行为所获得罚金收入低于其监管成本时，作为有限理性决策者，对船公司实行不检查策略成为政府的占优策略。均衡点B（0，1）即政府不检查船公司的行为，而船公司自觉排放规定。当船公司守法收益高于其守法成本时，即使政府不对船公司的行为进行检查，船公司也会自觉遵守排放规定。

4.2 研究结论

通过构建政府和船公司的演化博弈模型，分别分析了政府和船公司策略的演化稳定性以及二者混合策略下的演化稳定性，主要得出以下结论：

（1）当△<0时，即船公司守法收益低于守法成本，加大对船公司的惩罚力度和监管密度（x>△/λ），将会促进船公司遵守排放规定，此时政府仍须付出监管成本，并非是社会福利的最优的选择。

（2）当△>0时，船公司守法收益高于守法成本，此时能够实现政府不检查而船公司自觉遵守排放规定的纳什均衡。

5 环境保护法规及具体解决方法

5.1 使用低硫含量的燃油

对现有的船舶来讲，使用低硫含量的燃油是降低硫氧化物排放的最直接方法，也是多数公司考虑的首选。

2010年1月欧盟法令生效后，在欧盟港口停泊的中国船只一般采用两种方式降低燃油硫含量：一是提前关闭引擎靠岸使用岸电;二是在附近港口换加低硫燃油。多数公司会因为电制、电量供应、电价等方面的顾虑而很少使用岸电。

使用低硫燃油的问题是，供给不足、价格较贵，特别是欧洲符合欧盟规定的低硫重质燃油短缺，只能加轻质低硫油。轻质低硫油的成本远远大于重质高硫油，并且只能在世界上少数的港口添加，如直布罗陀、法尔茅斯、安特卫普、鹿特丹、汉堡等，这大大增加了公司的燃油成本。这种情况在2015年到来时将更加严峻，除非出现新技术可以大大降低低硫燃油的价格。此外，如果发动机和锅炉长期使用低硫燃油而不进行调整，船舶将可能面临停机、搁浅、燃油泄漏等风险[6]。

5.2 安装废气洗涤装置（Exhaust Gas Scrubber）

为了减轻船用燃料标准的变化给各行业带来的冲击，欧盟委员会还建议，船舶也可继续使用现有含硫量标准的燃料，但应以“等效措施”来控制空气污染。去除含硫量3.5%燃油废气中98%的硫氧化物，就相当于使用了含硫量0.1%的燃油。所以，船舶安装废气洗涤装置也是国际海事组织及港口国政府可接受的方法之一。

近几年，废气净化技术取得了很大进步。其中，柴油机生产商曼恩柴油机与透平公司和瓦锡兰公司都在这方面取得了很大的成绩，获得了船级社和海事组织的认可。

5.3 使用液化天然气（LNG）作为代用燃料

LNG作為船舶发动机的代用燃料，是目前比较成熟和比较有发展前途的技术。LNG在液化之前需进行预处理，将原本天然气中的二氧化碳、水分、硫化氢和其他硫化物等杂质净化去除掉，有害物质的排放量很少。使用LNG作为燃料，几乎可以100%减排硫氧化物且没有颗粒并能减少85%～90%氮氧化物和15%～20%二氧化碳的排放，完全符合公约和法令对硫氧化物和NOx的要求。

由于LNG不能在世界上所有的港口充装，并且续航能力较弱。目前可以考虑先给渔船、渡轮、海洋工程供应船、海上浮式储油船、滚装船和集装箱船使用LNG作为燃料，因为这些船舶航线相对比较固定，并能够得到LNG供应[7]。

5.4 三种减硫措施的比较

初始投资---低硫燃油改造所需要的费用最少，其次是废气洗涤器，它的成本至少在第一种费用的5倍以上。而使用LNG，投资成本最高，要比传统的标准设计高约30%。

运营成本——以一艘往返于北欧港口的豪华游轮为例，使用轻质低硫柴油的燃油成本每年竟高达300万欧元，远高于另外两种方法，废气洗涤装置因为使用NaOH和淡水，操作费用也有所增加。

LNG和洗涤器对比——在考察回收增加成本的时间长短时，主要有两方面的因素：一是SECA在整个船舶航线中的比例，比例越高，使用洗涤器越划算，回收更快;二是LNG和重质高硫燃油的价格差，价格差越小，使用LNG回收越快。燃油和LNG价格都在波动，并且世界各地的价格不同，所以LNG作为船舶燃油的主要不确定因素是未来天然气和石油燃料产品的价格走势。

对于长时间航行于SECA的船舶来说，特别是从一艘船整个生命周期来看，由于使用洗涤系统和LNG的初始投资所增加的成本要远小于使用低硫燃油所增加的成本。而船舶SECA占航线的比例和LNG的价格决定LNG和洗涤器那种方式会更经济。

5.5 结论

面对严苛的硫氧化物排放要求，船东想在 SECA继续运营只有三种选择：转用低硫燃料、安装废气洗涤系统或者转用以LNG为主的替代燃料。三种方法各有特点，使用低硫燃油虽然改造费用较低，但从长远来看，后两种方法能为航运公司节省更多的费用。由于目前航运形势严峻，船东资金紧张，可能不愿意增加费用采用这两种方法，而更愿意使用低硫燃油。但从长远来看，后两种方法应该更有发展前途。

6 总结

根据以上内容我们可以得出如下结论：

（1）我国与国际标准的差异在ECZ的排放控制要求较ECA低，要求传播使用燃油的含硫量上限为0.55，目前只控制硫氧化物排放，没有实施特别的氮氧化物排放控制。根本原因是国内法设立排放控制区地理范围和控制要求受到严格制约，申请设立国际公约认可排放控制区需要按照 MARPOL公约的要求审议、通过和生效，时间周期长。

（2）政府可以根据船公司守法收益与守法成本比较结果，调节具体的检查密度。同时推荐在现行情况下引入第三方监管机制，建立个人或是组织举报制度，从而提高船公司违规行为被发现的概率。

（3）船公司面对严苛的硫氧化物排放要求，直接替换低硫含量的燃油在经济成本和船舶保养上都不现实，最好通过安装废气洗涤装置，从长远来看，可以安装废气洗涤系统或者转用以LNG为主的替代燃料更有发展前途。

参考文献

[1] 刘颖平.我国船舶排放控制区大幅扩容，2019年起全国沿海海域全部限硫[N].21世纪经济报道，2018-07-11.

[2] 彭传圣.我国船舶排放控制区的特点及存在的问题[J].水运管理，2016，38（04）：4-8.

[3] 胡巍.港口城市如何应对船舶排放污染[J].中国经济周刊，2018（28）：39-41.

[4] 彭传圣.控制船舶污染：设立国际公约认可排放控制区[J].中国经济周刊，2018（33）：76-77.

[5] 刘加富.船舶低硫燃油系统改造技术研究[J].《中国水运（下半月）》，2016年第09期.

[6] 李斌.LNG作为船舶代用燃料的应用分析[J].《世界海运》，2012， 35（1）.

[7] 李丽平，李媛媛，高佳.美国船舶和港口污染防治经验及对中国的建议[J].环境与可持续发展，2017，42（05）：111-115.

[8] 王海潮.国外船舶排放控制区简介[J]. 中国海事，2017（9）.

[9] 田明.国际海事组织船舶燃油硫排放控制政策影响浅析[J]. 国际石油经济，2017（5）.