豪华邮轮营运碳强度指标履约要求与对策

赵春林

一、引言

根据国际海事组织（IMO）发布的第四次温室气体研究报告中的最新数据可知，由于全球海上贸易的持续增长，航运温室气体排放总量已从2012年的9.77亿t增加到2018年的10.76亿t，船舶排放温室气体占全球人为温室气体排放量的比重已从2012年的2.76%上升至2018年的2.89%。IMO制定了船舶温室气体减排初步战略，提出脱碳减排将是未来航运业的首要任务。CII作为IMO碳排放控制措施中的重要指标，其相关规则的生效对船舶营运提出了更高的要求。本文介绍豪华邮轮CII的概念和履约要求、相关计算和评级方法，举例分析豪华邮轮CII未来的评级趋势及其营运特点对CII的影响，提出适用豪华邮轮的各项CII履约应对措施，为其营运管理相关方提供参考。

二、豪华邮轮CII

（一）豪华邮轮CII的履约要求

CII是船舶营运碳排放强度指标，可理解为船舶完成单位运输工作量所排放的CO2量，单位为gCO2/（t·n mile）或gCO2/（GT·n mile），豪华邮轮的CII为邮轮行驶1 n mile每单位总吨对应的CO2排放量。碳强度指标是衡量船舶营运CO2排放量水平的新方法，反映了船舶实际的营运能效水平。

豪华邮轮CII的履约要求：

（1）适用于5 000总吨及以上的船舶（与EEXI适用船型一致），不包括普通客船。

（2）以2019年IMO船舶燃油消耗的数据收集和报告系统（Data Collection System，DCS）数据为基础制定不同吨位船舶要求的年度营运CII（Required CII）基线，CII年度折减系数从2023年到2026年依次为5%、7%、9%和11%。在2023年1月1日之前，2020年至2022年船舶Required CII可自愿实施每年降低1%。

（3）对于2023年1月1日之前交付或重大改建的船舶，必须在2023年1月1日之前完成船舶能效管理计划（SEEMP）的修订并提交主管机关或其授权的组织审核。

（4）对于2023年1月1日及以后交付或重大改建的船舶，应在船舶交付或重大改建完成时，配有符合IMO要求的SEEMP，并由主管机关或其授权的组织签发符合确认书。

（5）2024年及之后每年年初，船舶需要根据DCS数据计算上一年度（1月1日至12月31日）所达到的CII（Attained CII），并记录在SEEMP中。

（6）如2023年1月1日之后发生更换船旗和/或更换公司的情况，船舶仍应在年度结束之后，计算和报告发生上述变更的年度从1月1日至12月31日的Attained CII。

（7）营运碳强度从高到低可分为A、B、C、D、E五个等级，每年等级C的中间值相当于适用于该船的Required CII。营运碳强度评级为E或连续三年评级为D的船舶，公司需要修订船舶能效管理计划第三部分（SEEMP III），将其纳入改进计划，描述如何通过实施改进计划满足Required CII。

（二）豪华邮轮CII的计算

1.Attainted CII

根据CII计算导则（G1导则），单个船舶Attainted CII是某一给定日历年内所排放的CO2总质量（M）与所做的总运输功（W）之比，即

（1）排放的CO2总质量（M）

排放的CO2总质量是指某一给定日历年内船上消耗的所有燃料产生的CO2排放的总质量，计算公式为

式中：FCj为日历年内消耗的j型燃料的总质量，g，取值见IMO的DCS中的报告；CFj为j型燃料的质量与CO2质量的转换系数，gCO2/（g燃料），取值见表1。对于表1中未包括的燃料类型，则应从燃料供应商处获得有文件证明的转换系数。

表1 碳排放量转换系数表

（2）运输功（W）

在没有实际运输功数据的情况下，W可取基于供应的运输功Ws，定义为船舶的载运能力与给定日历年内航行距离的乘积，即

式中：C为船舶的载运能力，豪华邮轮使用总吨表示；Dt为IMO的DCS中报告的总航行距离，n mile。

2.Required CII

Required CII的计算公式为

（1）2019年碳强度指标基线值（CIIref）

CIIref为该船型2019年碳强度指标基线值，其计算公式为

式中：Capacity为船舶的载运能力，对于豪华邮轮，为船舶总吨；a和c为通过中值回归拟合所估算的参数，豪华邮轮特定基线的参数见表2。

表2 确定2019年豪华邮轮特定基线的参数

（2）折减因素（Z）

对船舶Required CII的折减因素依据CII折减因素指南（G3导则）的折减算法计算，折减因素的设定是为了确保国际航运可以实现阶段性的碳减排目标。Z是2023年至2030年对船舶Required CII折减因素的一般参考，各年度折减因素适用所有计算船型。Z的取值见表3。

表3 CII相对于2019年基线的折减因素

（三）豪华邮轮Attained CII评级

1.豪华邮轮Attained CII等级边界

Attained CII评级是根据船舶年度达到的营运CII与船舶Required CII进行对比，如前所述，CII评级从A级（优）到E级（差）分为5个等级，C级区间中值即为Required CII值，是确定其他CII评级边界的基础，如图1所示。各等级边界是由所要求的Attained CII与偏差结合确定，偏差可用向量表示其偏离的方向和偏离所要求值的距离（表示为dd向量）。

图1 dd向量和等级带状分布图

通过将特定船舶的Attained CII与四个边界进行比较，可以得到由CII评级导则所要求的年度营运碳强度等级。d1、d2、d3和d4四个边界的计算公式为

根据CII评级导则（G4导则）确定豪华邮轮营运CII等级边界经指数变换估算的dd向量见表4。

表4 用于确定豪华邮轮CII等级边界的dd向量

2.豪华邮轮Required CII及等级边界计算举例

以某50 000总吨豪华邮轮为例。由表4可查得邮轮的等级边界向量，由式（4）可以计算出该豪华邮轮2023年的Required CII为14.01。代入式（6），计算可得2023年的优秀边界为12.19，较低边界为13.31，较高边界为14.85，不合格边界为16.25。同理可得2023—2026各年CII等级边界见表5。

表5 某50 000总吨豪华邮轮2023—2026各年度CII等级边界

可以看出各级CII等级边界每年都在缩减，如果某船舶某日历年的Attained CII处于所在CII等级边界的临界值，且该船舶次年仍维持其现有技术条件和营运条件，那么船舶管理者就需要注意其次年的CII评级，可能有降级风险。

（四）豪华邮轮营运特点对CII的影响

豪华邮轮在港燃料消耗量比其他类型船舶大，且在港时间长，估计占营运总时间的25%~30%，在港期间燃料消耗量占全年的15%左右[1]。从CII的计算公式来看，邮轮的CII可理解为每船舶总吨行驶 1 n mile所排放的CO2量，主要取决于邮轮在海上航行期间的推进效率。但对于邮轮来说，CII这种验证方式具有一定的不公平性。相较于航行时间，邮轮在港时间较长，而且在港期间酒店营运的能耗也占很大比例。比如，某个距离较短的两个港口间有4~5天的航程，其中航行时间1天，在港时间为3~4天，单段航程碳排放强度相对较高。相反，某个相对较长的航程，当海上航行距离较长时，单段航程碳排放强度反而比较低。

（五）豪华邮轮营运航程的设置对其CII的影响

因为每艘邮轮的碳排放技术水平和营运特点不同，这里以某豪华邮轮实际营运数据来分析营运航程的设置对其CII的影响。该豪华邮轮某段时间营运数据见表6。

表6 某豪华邮轮某段时间营运数据

由表1和表6的数据计算可得该豪华邮轮在其技术条件下的平均航速、航行期间的日平均CO2排放量和靠港及抛锚期间的日平均CO2排放量见表7。

表7 某豪华邮轮的平均航速和碳排放量

船舶的碳排放水平可分为航行和靠港（抛锚）时两部分，但是就单船来说两部分的日CO2排放量都不是定值，为了便于分析计算，可以取该船舶最近某段时期的碳排放技术水平的平均值来计算该船碳排放强度。将式（1）做等效替换，分子部分的日历年内船上消耗的所有燃油产生的CO2排放总量可分为两部分，即船舶海上航行期间排放的CO2总量与船舶靠港及抛锚期间排放的CO2总量；根据表7中各参数定义可知，当船舶年度海上航行天数为N天时，船舶年度海上航行期间排放的CO2总量为NM1（g）；船舶年度靠港及抛锚天数为（365-N）（天），船舶年度靠港及抛锚期间排放的CO2总量为（365-N）M2（g）。分母部分的年度航行距离为平均海上航速S（n mile/天）与年度海上航行天数N（天）的乘积。

等效替换后年度营运CII与航行天数的关系为

式中：GT为船舶总吨，该豪华邮轮为50 000总吨。

代入整理后得到该豪华邮轮Attained CII与其年度海上航行天数之间的公式为

由式（8）可得知该豪华邮轮Attained CII与年度航行天数的关系曲线，如图2所示。可以利用此关系曲线，结合该船年度CII目标及评级要求来计划年度巡游行程。

图2 某豪华邮轮Attained CII与年度航行天数的关系

可见豪华邮轮在港时间越长，船舶的Attained CII越大，对能效评级越不利。最新出台的CII计算调整导则（G5导则）规定了船舶在海上人命救助、冰区航行及为保障船舶安全消耗的燃料和相应的航行里程可从年度Attained CII计算中扣除，对液货船、气体运输船、LNG运输船和载运冷箱的特殊货物船舶的燃料消耗也做了具体的折减说明，而对豪华邮轮营运特殊性相关的碳排放折减在G5导则中并未提及。

三、豪华邮轮CII的履约对策

在CII规则生效后，每个日历年初需基于上一个日历年收集的数据进行测算，根据CII折减因素确定当年的CII评级，获得E等级一年的船舶或连续三年获得D等级的船舶，都必须提出改善其等级的计划，并记录在SEEMP III中。从适用豪华邮轮营运管理角度出发，提出以下履约对策。

（一）加强船舶维护保养

在SOLAS公约对客船安全返港的新要求下，豪华邮轮上增加了很多船舶系统及设备：需要布置双机舱，推进、动力及其他辅助机械需要有冗余设置。此外，酒店服务配套设备越来越多，导致船舶无论在航行还是靠港期间耗能设备都非常多。加强船舶的维护保养，提高设备能效尤为重要。良好的船舶技术状态，也是控制船舶自身碳排放强度的基础保障。船舶的维护保养一般包括船体清洁，船舶推进设备、船舶动力设备、热交换设备等其他船舶辅助设备及酒店服务设备的保养管理。各相关减排措施潜在的CO2减排比重见表8。

表8 船舶维护保养措施潜在的CO2减排比重

（二）应用低碳及零碳燃料

目前常见的低碳及零碳燃料有LNG、酒精、氨和氢等。对于现有船舶来说，升级柴油机等燃油设备来适应上述低碳燃料不太现实。生物燃料的出现，让现有船舶应用低碳燃料多了一种选择。使用生物燃料不需要对船舶现有的柴油机和燃油系统进行任何的改造，在管理上也十分方便。目前荷美邮轮和爱达邮轮的船队都已经进行了生物燃料试验，实船碳排放减少了80%～90%[5]。但生物燃料目前在产量、供应范围及价格方面都有局限性，且只有在成本低廉且供应充足的情况下才能替代化石燃料[6]。

（三）通过船舶能效分析软件优化管理

船舶能效分析软件通过收集船舶相关数据来辅助能效管理决策。通过分析数据，推荐优化船舶营运管理措施，提高船舶营运效率，从而降低碳排放。该软件可以提供优化船舶吃水、压载调整、航速调整、酒店用电与船舶动力用电管理、在网柴油机组推荐，甚至气象导航、优化航线等方面的建议。船舶能效软件各功能潜在的CO2减排比重见表9。

表9 船舶能效软件各功能潜在的CO2减排比重

（四）应用电池组

电池组在船应用一般有加装常规蓄电池组和燃料电池组。蓄电池组若采用太阳能、风能作为充电电源，其安装容量受充电设施安装面积和天气因素影响较大，碳减排效果取决于船舶安装电池组和充电设施的容量。目前，邮轮行业最大的蓄电池系统已在“AIDAprima”号船上投入使用，容量为10 MW·h[8]。

从技术条件上来看，燃料电池的功率密度和重量体积是限制其在船舶领域发展的主要因素。“AIDAnova”号是世界上首艘安装甲醇燃料电池的混合动力系统的豪华邮轮。尽管蓄电池组和燃料电池组在豪华邮轮上的应用技术不是很成熟，但是相关的试验可为业内提供宝贵的经验。

（五）使用岸电

豪华邮轮在港时间相对较长，靠泊期间使用岸电对降低碳排放强度来说是最切实可行的选择。关闭发电机使用岸电，不仅能够减少空气污染还能大幅度降低噪音。豪华邮轮一般采用6 kV/50 Hz、6.6 kV/60 Hz或11 kV/60 Hz的船舶高压电力系统，停靠港口也需要有相应的高压岸电系统匹配。目前全球大多数邮轮停靠的港口中，配备高压岸电设施的非常少，这是岸电在豪华邮轮上应用的最大瓶颈。据国际邮轮协会统计，截至2021年，豪华邮轮在全球停靠的800多个港口中，仅有14个港口配有高压岸电设施[9]。

（六）应用节能措施

现有船舶可以应用的节能措施一般包括加装推进改善装置、球鼻艏改装、使用船体减阻涂层、船体空气润滑、风力助航、应用太阳能等。仅使用某一种节能措施对船舶碳减排影响并不会很大，往往需要从船舶管理的各方面挖掘节能潜力。豪华邮轮上可供参考的节能措施还有暖通空调及通风设备改造（使用变频设备）、全船照明系统节能改造（使用LED照明设备）、在落地窗户玻璃上贴隔热膜等诸多措施。船舶节能措施潜在的CO2减排比重见表10。

表10 船舶节能措施潜在的CO2减排比重

（七）加强运营信息共享

相比于货船营运，豪华邮轮营运的涉及面更广，弹性更大。高效的运营离不开各环节参与方的紧密衔接，如果某一环节受到影响，原有的航次计划就有可能被取消。航次信息共享目的在于减少航次变动和抛锚时间，最大限度地发挥船舶的营运效率。船舶能效的提高需要各方的协调，相关措施的实施高度依赖于船舶营运的不同参与方（船员、船舶管理人员、船舶所有人、旅行社、物流、港口当局、船厂等）之间的信息共享。

（八）充分发挥人的关键作用

从豪华邮轮营运的角度来说人才是影响其营运的最关键的因素。船队的管理者对船舶营运区域和行程的部署都会对船舶的碳排放强度产生至关重要的影响。船员作为船舶的现场管理者，每个人的节能意识都会影响到船舶的能效。管理者和船员的业务能力、执行力等综合素质都对船舶能效起着至关重要的作用。应增加对船队管理者和船员的船舶能效管理培训，同时引入节能减排相关的激励机制，充分发挥人在船舶碳减排中的关键作用。

对CII的履约是船舶在营运层面对碳排放控制的一个承诺，就单船而言，在天气、经济、航线等外界因素都不变的情况下，随着船龄的增长，船舶的营运能效会逐年降低，只有不断采用营运能效改进措施或采取新的节能措施才能满足越来越严格的CII评级要求。豪华邮轮营运能效提升的潜在措施总结如图3所示。

图3 提升豪华邮轮营运能效的潜在措施

四、结语

CII年度评级作为动态评价机制，需要船舶营运者持续关注并不断改进船舶的碳排放水平，同时要求船舶营运者逐渐在营运船只上应用节能新技术，否则CII评级过低会给后续营运竞争带来一定的影响。目前碳强度评级只是一种激励措施，其履约并未涉及惩罚，从长远来看，碳排放控制必将与市场机制相结合。豪华邮轮的营运特点及其能效管理的特殊性对其CII影响甚大，船舶运营者应尽早熟悉CII评级要求，并对船队中的每艘船舶未来至少三年的Required CII及各营运碳强度等级边界进行测算，做好应对措施。CII要求的实施，不仅推动了高能效的船舶设计，也带动了船舶节能措施的发展。豪华邮轮要保持良好的CII评级也需业界分享各自在技术上和营运管理上的减碳经验。