深圳港碳达峰与碳中和路径的实践与探索

李文斌，陈洁敏，宗传苓

1.深圳国家高技术产业创新中心，2.深圳市城市交通规划设计研究中心，3.陕西科技大学

0 引 言

2020年，中国向世界郑重承诺，将分别于2030年、2060年实现碳达峰、碳中和。作为我国化石能源消耗及温室气体排放三大领域之一的交通，其碳排放量约占总量的10%，其中，港口碳排放约占交通碳排放的6.5%[1,2]。近年来，国家对推动建设绿色港口提出明确要求。《交通强国建设纲要》提出优化交通能源结构，严格执行国家和地方污染物控制标准及船舶排放区要求，推进船舶、港口污染防治[3]。《国家综合立体交通网规划纲要》优化调整运输结构，推进多式联运型物流园区、铁路专用线建设，形成以铁路、水运为主的大宗货物和集装箱中长距离运输格局[4]。深圳港作为全球第四大集装箱枢纽港，在绿色港口建设方面已先行先试。本文将梳理深圳绿色港口的实践，探讨绿色港口建设的核心问题，为国家港口领域交通碳达峰、碳中和提供可复制参考的经验。

1 深圳港碳达峰的举措、成效与问题

1.1 深圳港概况

深圳是以港兴城、港以城兴的成功典范。1979年7月，深圳炸山填海建造码头，拉开深圳港口建设序幕。早期港口建设以赤湾港区、蛇口港区、妈湾港区的散杂货码头为主。上世纪80年代末至90年代初，为适应经济全球化及全球制造业向中国转移形势需要，配合香港港空间扩散或转移发展[5,6]，深圳确立了以集装箱运输为重点的发展方向，并与招商局港口、和记黄埔合作新建了盐田、赤湾等专业化集装箱港区，基本形成东西部港区“双港齐飞”格局。经过30多年的发展，深圳港已成为全球重要的集装箱枢纽港。2020年，深圳港集装箱吞吐量2 655万标准箱，位居世界第四（见图1）；国际班轮航线229条，与全球25个港口建立友好港关系[7]。

图1 深圳港历年集装箱吞吐量[7]

1.2 举措与成效

（1）港口集疏运结构优化初显成效

为加快推进深圳港率先实现碳达峰，深圳先后印发《深圳市绿色低碳港口建设五年行动方案（2016—2020年）》《深圳市人民政府关于促进深圳港加快发展的若干意见》等绿色港口促进政策，进一步加快了港口集疏运结构优化调整。截至2020年底，深圳港已与21个内河码头和6个内陆无水港签订组合港协议[8]。通过组合港建设，驳船运输吞吐量显著提升。2020年，深圳港共有驳船航线60条（含香港），覆盖52个内河码头，水水中转吞吐量达到740.5万标箱[7]。深圳港海铁联运线路已经延伸至江西、湖南、贵州、云南、四川等地，先后开通了深圳港到重庆、韶关、常平、长沙、成都、昆明、醴陵、南昌、河源、石龙、贵阳、清远、霞凝、醴陵南等16条海铁联运线路（见图2）。深圳港集疏运结构基本维持在公路71%、水水中转28%、海铁联运1%的状态[7]（见表1）。

图2 深圳港海铁联运线路[7]

表1 深圳港集疏运结构表（单位：万标准箱）[8]

（2）绿色港区建设加快推进

岸电设施、低硫油、港口作业机械等使用效果较好。一是深圳港岸电建设、使用艘次居沿海港口首位，岸电用电量居全国港口首位。深圳港已建成18套岸电设施，覆盖38个大型深水泊位，港岸电使用居全国港口首位（见图3）。“十三五”期间，深圳港累计使用岸电1 385艘次，用电量2 962万度，减排二氧化碳19 046.36吨[8,9]。二是在全国港口率先推广靠港船舶低硫油使用。“十三五”期间，深圳港靠泊船舶使用硫含量≤0.5% m/m的低硫燃油超过40 000艘次，减排各类污染物约25 000吨[7,8]。三是港口作业机械和拖车清洁能源改造成效初显。“十三五”期间，累计投入使用1 008台各类机械使用天然气或者电力，包括429台电力或者混合动力龙门吊、423台天然气动力集装箱牵引车、97台电动叉车、38台电动巡逻车、15台天然气大巴、4台电动集装箱牵引车、2台电动大巴[8,9]。在清洁能源动力船舶推广方面，建造2条油电混合动力游船、2条加装SCR尾气处理装置的拖轮[7,8]。

图3 深圳港岸电设施泊位数量[8,9]

1.3 存在问题

（1）港口碳中和综合实现路径有待制定

目前，从城市及综合交通角度，尚未制定实现碳达峰、碳中和的总体规划和具体推进路径。港口属于跨行政边界的对外运输范畴，目前尚未制定深圳港单一港口的综合碳排放计算方法，即港区碳足迹测定方法。从区域、城市群、都市圈角度的碳补偿政策仍在研究论证过程中，港口领域碳捕获技术研究仍有待开展。

（2）港口集疏运体系、绿色港区建设有待完善

深圳港集疏运以公路运输为主，船舶岸电使用、港口作业机械和拖车清洁能源改造效果有待提高。目前，深圳港集装箱货源中53%来自深莞惠地区（200 km以内），35%来自珠三角中西部地区，12%来自珠三角以外区域（200 km以外）[7]。海铁联运运力保障、时效性、可靠性、运输经济性有待提高。码头岸电未达到100%全覆盖，集装箱船受电设施改造成本高、船东改造意愿低、岸电设施接口技术标准不统一[7,10]。岸电操作人员配备严重不足，岸电使用缺乏强制性和监管[7]。港区内未设置船舶LNG加气站，且LNG动力拖轮技术存在一定安全隐患，天然气动力船舶造价为普通柴油拖轮2倍以上[7,10]。

2 国际经验

港口企业碳中和路径包括碳补偿、碳捕获于封存（Carbon Capture and Storage,CCS）和碳排放三个领域。新加坡港基于Greenhouse Gas Protocol、Ari Quality and Greenhouse Gas Toolbox、Carbon Footprinting Guidance Document等，制定了港口碳足迹测定方法，并计划采用碳捕获来抵消LNG集装箱船的碳排放[11,12]。鹿特丹港将CO2捕获并存储于北海，并利用电力、氢气、生物质等无碳新能源[13]。上海洋山港通过氢燃料电池的电动汽车和装卸设备，大力推广岸电设施和节能照明[14]。巴拿马运河于2013年开始追踪碳足迹，并计划采用不依赖化石燃料的电动汽车、拖船等在2030年实现碳中和[15]（见表2）。

航运公司碳排放重点集中在燃料替代方面。为实现国际海事组织（IMO）的2030年CO2排放量平均降低至少40%，2050年将排放量减少50%目标，达飞提出2030年CO2排放量减少40%，2050年实现碳中和目标[16]；马士基提出2023年率先使用碳中和船，于2050年实现碳中和[17]；赫伯罗特公司已于2019年实现单位集装箱碳排放降低50%目标[18]（见表2）。

表2 全球各大港口、航运公司碳中和措施[11-18]

3 港口碳中和相关思考与探索

3.1 探索碳足迹测定方法

从全过程运输角度综合测定单位集装箱港口碳足迹[12,19]。一是在运输环节，收集集装箱船、海铁联运、水水中转、公路运输等不同交通运输方式集装箱吞吐量或货运吞吐量，标定不同工况条件下各集疏运方式的碳排放因子，加权计算各集疏运方式的碳足迹[19]。二是在港区内部转运环节，测定港口作业机械、港口作业车辆、拖船、引航船等碳足迹。三是结合碳沉降量，测算港口总碳盈亏（见表3）。

表3 港口碳足迹测定表[19]

3.2 开展碳捕获、碳补偿研究

在技术层面，进一步完善碳捕获与封存技术（CCS），并在港口领域推广应用。CCS技术是指将CO2从燃料或其他物质中分离出来并存储的技术，具体包括燃烧前、燃烧后、富氧捕获三种捕获工艺[20]。集装箱船碳捕获可重点考虑将捕获的CO2由气态压缩成液态，并通过管道或传播运输至储存地点，并注入800 m以下的已用完的油气田、无法使用的咸水底层中[20,21]（见图4）。

在制度层面，开展港口碳沉降与封存相关立法、政策措施研究。构建基于生态补偿的港口GEP（Gross Ecosystem Product，生态系统生产总值）核算机制。梳理都市圈、城市群的产业、城市、港口经济互动关系，综合核算更大范围的GEP，完善利益共享、风险共担机制。建立港航企业碳排放许可与碳排放补偿机制。完善港口碳排放执法体系、监测体系、补贴体系。在都市圈背景下，开展核心城区的港区-城市空间置换研究，缓解城市内部碳排放压力[20]（见图4）。

图4 碳沉降与补偿机制框架

3.3 降低港口综合碳排放

从集装箱运输全过程、全方式角度，优化港口集疏运结构、能源结构，降低单位集装箱运输碳排放和港口排放总量。港口集疏运体系结构综合反映区域产业联系、市场经济运距的关联关系。运距200 km以内适宜采用公路运输，运距200 km以上适宜采用铁路运输。减碳具体措施包括：一是结合深圳港腹地特征和纯电动公交车、纯电动出租车、纯电动泥头车推广经验，在200 km腹地范围内，探索推广新能源集装箱卡车的可能性。二是结合城市产业转型升级情况、产业链联系情况，完善海铁联运协调机制，使货源腹地向泛珠三角地区以及铁路运距在400 km以上且水路不能直达的地区扩展延伸。三是完善与珠三角港口间水路运输网络，合作布局内陆无水港。四是建设智慧港口等新型基础设施，通过智慧化手段提高能源利用效率（见图5）。

图5 基于集装箱运输全过程、全方式的港口减排框架

4 结 语

本文系统梳理近年来深圳港绿色港口建设的相关实践和存在问题，发现深圳港口碳中和综合实现路径有待制定，港口集疏运体系、绿色港区建设有待完善。结合国际一流港口企业、航运公司碳中和的相关经验，提出碳达峰和碳中和实现路径，具体包括碳足迹测定方法、碳捕获和碳补偿研究、港口综合减排等。下一步，亟需在技术层面标定碳排放因子，测算碳足迹，并进一步强化碳捕获技术研究和碳补偿机制论证工作。