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   氣候變暖是當(dāng)今人類面臨的最嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)之一，控制和減緩能源利用中CO2等溫室氣體的排放對(duì)于解決溫室效應(yīng)問題具有重要意義。國(guó)際航運(yùn)業(yè)所排放溫室氣體的主要成分是CO2，其總量大約相當(dāng)于全世界CO2排放量的3%，且該數(shù)字還將隨著世界貿(mào)易活動(dòng)和國(guó)際航運(yùn)量的增加而不斷增長(zhǎng)。
    
    從船舶的整體設(shè)計(jì)入手來降低船舶CO2設(shè)計(jì)指數(shù)，是從根本上控制船舶溫室氣體的排放的方法之一。但是，在我國(guó)目前的船舶工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，并沒有專門規(guī)定船舶CO2減排的要求，涉及的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也比較少。船舶溫室氣體減排標(biāo)準(zhǔn)化工作有待于深入開展。
    
    IMO減排行動(dòng)提速
    
    關(guān)于溫室氣體減排，國(guó)際海事組織海洋環(huán)境保護(hù)委員會(huì)（MEPC）同意采取兩步走的方法討論溫室氣體排放問題：第一步為與溫室氣體限制或減排有關(guān)的技術(shù)問題；第二步為政策性問題，包括“平等適用”或者“共同但有區(qū)別的原則”的適用。國(guó)際海事組織（IMO）在MEPC第55屆會(huì)議提出了“限制和減少國(guó)際海運(yùn)CO2排放機(jī)制工作計(jì)劃”及其時(shí)間表。但隨著國(guó)際環(huán)保壓力不斷加大，IMO提前完成“減少國(guó)際航行船舶CO2排放的機(jī)制制定”工作的“CO2排放指數(shù)機(jī)制”和“CO2排放基準(zhǔn)”。國(guó)際海事組織MEPC第57屆會(huì)議正式通過了MARPOL附則Ⅵ關(guān)于減少船舶有害氣體排放規(guī)則的修正案。MARPOL附則Ⅵ關(guān)于防止船舶空氣污染規(guī)則已于2005年5月生效，代表全球商船總噸位的74.77％的49個(gè)國(guó)家批準(zhǔn)了該附則。MEPC第57屆會(huì)議專門成立了溫室氣體排放控制小組，批準(zhǔn)了關(guān)于加快船舶溫室氣體排放研究工作的建議，并于會(huì)后增加一次“CO2排放指數(shù)機(jī)制”會(huì)間工作組會(huì)議。會(huì)上，丹麥和日本分別遞交了以“新造船強(qiáng)制性CO2設(shè)計(jì)指數(shù)”和“船舶實(shí)際營(yíng)運(yùn)狀態(tài)下每單位裝貨容量CO2排放指數(shù)開發(fā)”為議題的報(bào)告，并在會(huì)后形成了一個(gè)保留丹麥“設(shè)計(jì)指數(shù)的數(shù)值界定主要與船舶尺寸和船型密切相關(guān)”的結(jié)論，同時(shí)又加入日本“充分考慮實(shí)際航運(yùn)條件的船舶排放指數(shù)”的新CO2設(shè)計(jì)指數(shù)公式�？梢姡�有效減少或控制船舶溫室氣體排放對(duì)海洋環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)面影響將是IMO今后一個(gè)時(shí)期在海洋環(huán)境保護(hù)方面的一項(xiàng)重要工作和議題。
    
    船舶CO2設(shè)計(jì)指數(shù)呼之欲出
    
    船舶CO2設(shè)計(jì)指數(shù)是一種可行的減少溫室氣體的政策手段，它將技術(shù)性設(shè)計(jì)要求與操作性和市場(chǎng)性措施分離開來。設(shè)立船舶CO2設(shè)計(jì)指數(shù)旨在使新造船舶的能量使用效率達(dá)到基準(zhǔn)要求，并使新造船舶的CO2排放達(dá)到最小化。
    
    丹麥船東協(xié)會(huì)（DSA）用了212條船作為樣本來分析和研究CO2指數(shù)的計(jì)算方法，樣本數(shù)據(jù)大多以普通貨船和集裝箱船為例，但為研究不同船型間是否存在差異，研究工作也同樣考慮了干散貨船和液態(tài)散裝貨船等船型。經(jīng)研究，CO2設(shè)計(jì)指數(shù)與燃料消耗率、主機(jī)功率、船舶航速和載重量這四個(gè)參數(shù)相關(guān)。
    
    根據(jù)CO2設(shè)計(jì)指數(shù)公式，通過對(duì)大量現(xiàn)有船舶相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)的搜集和計(jì)算，能夠求出同一類型不同噸位船舶的CO2設(shè)計(jì)指數(shù)，同時(shí)還可以通過曲線擬合來求得CO2設(shè)計(jì)指數(shù)的基準(zhǔn)線方程（不同類型的船舶有不同的曲線方程）。為了建造環(huán)境友好型船舶，新造船舶的CO2設(shè)計(jì)指數(shù)值應(yīng)該低于基準(zhǔn)線上相同噸位處對(duì)應(yīng)的CO2設(shè)計(jì)指數(shù)值。如果要求所有新造船舶的CO2平均指數(shù)在此基準(zhǔn)線以下，那么就可將該基準(zhǔn)線向下移動(dòng)，并按照新的標(biāo)準(zhǔn)建造船舶（指數(shù)間的比較僅限于同種類型和載重量的船舶）。當(dāng)然，該基準(zhǔn)線也可根據(jù)具體實(shí)施要求而進(jìn)行上下移動(dòng)。
    
    需要說明的是，該指數(shù)能夠反映關(guān)于船舶溫室氣體排放的環(huán)境性能，由于CO2是船舶排放的最主要的溫室氣體，因此僅考慮CO2的排放問題。由于船舶CO2設(shè)計(jì)指數(shù)計(jì)算公式目前僅依賴于船舶設(shè)計(jì)參數(shù)，也就是說該指數(shù)僅與船舶設(shè)計(jì)相關(guān)，所以這一概念的提出，也可以有力地促進(jìn)高效船舶的設(shè)計(jì)和開發(fā)。
    
    在MEPC第58屆會(huì)議上，提出新的新造船EEDI公式，作為基線研究的基礎(chǔ)。該公式對(duì)燃料消耗率、主機(jī)功率和載重量都作了進(jìn)一步細(xì)化。該公式雖未獲通過，但會(huì)議決定對(duì)其作進(jìn)一步的研究。
    
    現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)難以滿足需求
    
    實(shí)踐表明，CO2設(shè)計(jì)指數(shù)的數(shù)值大小與船型密切相關(guān)，CO2設(shè)計(jì)指數(shù)基準(zhǔn)值依賴于不同船型間船舶載重量與船型等設(shè)計(jì)參數(shù)。由CO2設(shè)計(jì)指數(shù)公式可以看出，在燃料消耗和載重量一定的條件下，提高船舶的快速性可以有效降低CO2設(shè)計(jì)指數(shù)。通過優(yōu)化船型設(shè)計(jì)可以在一定的主機(jī)功率下，有效地降低燃料消耗率、提高船舶速度及載重量。其原因在于，優(yōu)良的船型設(shè)計(jì)可以有效地減小船舶阻力，而船舶阻力和船舶推進(jìn)正是決定船舶快速性的兩部分。在船型方面，主尺度、船型系數(shù)、艏艉端形狀、橫剖面面積曲線形狀和滿載水線形狀等因素對(duì)船舶結(jié)構(gòu)重量、阻力性能、推進(jìn)性能、艙容和載重量等均有很大程度的影響。但需要指出，船舶設(shè)計(jì)是一個(gè)需要考慮各種因素的綜合性問題，船型設(shè)計(jì)應(yīng)顧及總體布置、工藝、結(jié)構(gòu)、穩(wěn)性、耐波性、航區(qū)和經(jīng)濟(jì)性等諸方面既有聯(lián)系又有矛盾的各種要求。
    
    對(duì)于甲板的布置，應(yīng)從增大使用面積的角度出發(fā)，在相同主機(jī)和航速的條件下盡可能增加船舶載重量。丹麥在向MEPC57提交的一份技術(shù)報(bào)告中指出：相比降低燃料消耗率、在不增加主機(jī)功率的情況下提高航速、在不降低航速的情況下降低主機(jī)功率來說，在相同主機(jī)和航速的條件下增加船舶的載重量對(duì)CO2設(shè)計(jì)指數(shù)的降低具有明顯作用。在船舶附體設(shè)計(jì)上，應(yīng)盡可能沿船體流線方向設(shè)置、沿水流方向應(yīng)采用流線型剖面，并盡可能減小附體的濕面積。
    
    此外，選用節(jié)能型主機(jī)，可以有效降低耗油率；優(yōu)化主輔機(jī)、軸系和螺旋槳之間的配合，可以提高傳動(dòng)效率；燃油指標(biāo)超出標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，會(huì)引起燃燒惡化和不完全燃燒，并對(duì)設(shè)備造成不同程度的損害，降低了動(dòng)力裝置的利用效率；污底會(huì)增大船舶阻力，導(dǎo)致推進(jìn)器運(yùn)轉(zhuǎn)情況改變，致使螺旋槳效率下降，造成船速下降；上層建筑的布置應(yīng)盡可能狹長(zhǎng)，以減小航行過程中所受到的空氣阻力；船體表面粗糙度對(duì)摩擦阻力影響顯著，例如：焊接船的粗糙度所增加的阻力平均為1.27％，對(duì)于鉚接船，這種阻力增加平均約為16％，其造成的影響不容忽視。
    
    以上這些因素將會(huì)涉及到許多船舶工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，包括船舶總體、結(jié)構(gòu)、船舶維護(hù)與修理、船舶動(dòng)力裝置和燃料等方面。從國(guó)內(nèi)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)分布可以看出，有關(guān)船舶溫室氣體減排所涉及的技術(shù)內(nèi)容在標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定比較少，也沒有專門針對(duì)船舶溫室氣體減排的內(nèi)容。在船舶總體方面，對(duì)于總布置和船體型線，目前還沒有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)于船型尺度的標(biāo)準(zhǔn)僅有《長(zhǎng)江水系分節(jié)駁船型尺度系列》的6項(xiàng)，而且這幾項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其他交通運(yùn)輸船沒有實(shí)際指導(dǎo)意義。
    
    標(biāo)準(zhǔn)研究與制定亟待加強(qiáng)
    
    開展船舶溫室氣體減排研究。技術(shù)性CO2設(shè)計(jì)指數(shù)不是依賴于船舶運(yùn)營(yíng)和操作措施，而是依賴于相關(guān)船舶設(shè)計(jì)參數(shù)，并可以用計(jì)算公式進(jìn)行表達(dá)。根據(jù)目前確定的公式，CO2設(shè)計(jì)指數(shù)與船舶航速、載重量、主機(jī)功率和燃料消耗率這四個(gè)主要參數(shù)有關(guān)，對(duì)這些參數(shù)的改進(jìn)也將使CO2指數(shù)得到進(jìn)一步優(yōu)化。降低船舶二氧化碳污染排放物意味著要從以上諸多方面入手進(jìn)行深入變革。從船舶設(shè)計(jì)的理念和技術(shù)上來說，船舶CO2減排要充分考慮如何優(yōu)化船型設(shè)計(jì)和推進(jìn)設(shè)計(jì)，以降低阻力、提高推進(jìn)效率。目前，絕大部分船舶企業(yè)對(duì)減排的重視程度尚不夠，建議國(guó)內(nèi)各造船及造機(jī)企業(yè)應(yīng)積極行動(dòng)起來，認(rèn)真測(cè)算自身現(xiàn)有船型及主機(jī)的CO2排放情況，積極優(yōu)化船體線型，提高船舶能效。
    
    及時(shí)跟蹤國(guó)際動(dòng)態(tài)。應(yīng)及時(shí)跟蹤國(guó)際海事組織（IMO）的動(dòng)態(tài)，高度關(guān)注IMO推出諸如“新造船強(qiáng)制性CO2設(shè)計(jì)指數(shù)”以及“新造船能源效率國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)”等內(nèi)容。此外，還要爭(zhēng)取提出符合我國(guó)國(guó)情的提案。如果IMO相關(guān)的溫室氣體減排與我國(guó)的減排目標(biāo)相結(jié)合，通過IMO制定發(fā)展機(jī)制，可提升我國(guó)船舶制造業(yè)的節(jié)能水平。
    
    關(guān)注減排對(duì)象的標(biāo)準(zhǔn)化需求。標(biāo)準(zhǔn)化工作是為實(shí)際減排工作服務(wù)的，要使標(biāo)準(zhǔn)化工作真正發(fā)揮作用，就必須深入科研、生產(chǎn)、使用一線，充分關(guān)注標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)對(duì)象的實(shí)際需求。船舶溫室氣體減排標(biāo)準(zhǔn)必須符合經(jīng)濟(jì)環(huán)境和客觀條件，如果將船舶溫室氣體減排標(biāo)準(zhǔn)制定得過高，容易與經(jīng)濟(jì)技術(shù)環(huán)境相脫離，從而有可能形成標(biāo)準(zhǔn)在貫徹實(shí)施中不易落實(shí)的局面。這是由于，科研設(shè)計(jì)單位所關(guān)心的主要問題是船舶的技術(shù)先進(jìn)性，如果其所設(shè)計(jì)的船舶不具備技術(shù)先進(jìn)性，將很快被市場(chǎng)所淘汰；企業(yè)所關(guān)心的主要問題是船舶的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，較好的船舶經(jīng)濟(jì)性可以降低企業(yè)營(yíng)運(yùn)成本，使企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于優(yōu)勢(shì)地位。從上述分析可以得出結(jié)論，要推進(jìn)船舶溫室氣體減排標(biāo)準(zhǔn)化工作，必須科學(xué)地找準(zhǔn)“安全環(huán)保、技術(shù)先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)實(shí)用性”三方面的最佳結(jié)合點(diǎn)。船舶管理部門須制定相應(yīng)的安全環(huán)保法規(guī)，嚴(yán)格執(zhí)法，形成公平競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)環(huán)境，投入營(yíng)運(yùn)船舶必須滿足的首要條件就是船舶的安全環(huán)保性，如果不滿足這一條件，船舶就不具備投入市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的基本條件。而企業(yè)追求的利潤(rùn)最大化則應(yīng)在滿足安全環(huán)保的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮技術(shù)先進(jìn)性來實(shí)現(xiàn)。這樣可以充分利用市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的力量推動(dòng)船舶溫室氣體減排的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。
    
    加強(qiáng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作。社會(huì)對(duì)于環(huán)保的要求越來越高，這是一個(gè)不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、船型技術(shù)的進(jìn)步、市場(chǎng)環(huán)境的變化，都會(huì)對(duì)船舶的設(shè)計(jì)提出新的要求。針對(duì)船舶溫室氣體減排，建議結(jié)合IMO的相關(guān)要求，進(jìn)一步加強(qiáng)與溫室氣體排放相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化研究與標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作，增加CO2設(shè)計(jì)指數(shù)對(duì)技術(shù)指標(biāo)的限制要求。