船舶營運碳強度指標計算方法的不足及其修正

摘要：MPEC76次會議通過了旨在提高營運船舶能效的船舶營運碳強度條款和四個技術(shù)導(dǎo)則，要求船舶在法規(guī)生效后每年計算年度營運碳強度并評價其能效等級。IMO將船舶年度二氧化碳排放量與船舶總載重噸或總噸與航行總距離的乘積之比定義為船舶年度營運碳強度指標。根據(jù)這一指標，對于某些特定船舶類型或營運特征，例如冰區(qū)航行船舶、載運冷箱的集裝箱船舶，由于航線或貨物原因增加了能耗，可能導(dǎo)致此類船舶能效等級變差，這顯然是不公平的。IMO考慮到船舶營運碳強度的這些局限性，決定成立通信組考慮對其計算方法中由于特定船型和營運特征導(dǎo)致的能耗增加進行修正。介紹營運碳強度指標修正的最新進展，為航運公司計算和預(yù)估船舶能效等級提供參考。

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關(guān)鍵詞：溫室氣體；碳減排；船舶能效；碳強度指標 本%文$內(nèi)-容-來-自；中_國_碳|排 放_交-易^網(wǎng)^t an pa i fang . c om

一、引言 禸*嫆唻@洎：狆國湠棑倣茭昜蛧 τāńｐāīｆāńɡ.ｃōｍ

2018年4月，國際海事組織 ( IMO ) 制定了船舶溫室氣體減排初步戰(zhàn)略 ( 以下簡稱“初步戰(zhàn)略”)，提出了在本世紀內(nèi)停止溫室氣體排放的愿景，并在船舶設(shè)計能效、海運碳強度和溫室氣體排放總量三個方面提出了階段性量化目標。2021年6月，IMO在MEPC76次大會上通過的船舶技術(shù)能效指數(shù) ( EEXI ) 和營運碳強度指標 ( CII ) 評級機制，即是落實國際海運碳強度目標的強制性一攬子短期措施。

在營運機制方面，船舶將實施強制性CII評級，通過計算營運船舶基于數(shù)據(jù)收集機制的碳強度表現(xiàn)，將船舶實際的CII值與同船型要求的CII值相比較，獲得船舶該年度的CII評級結(jié)果。CII評級機制將激勵船舶采取有效營運措施取得優(yōu)良評級結(jié)果以獲得營運競爭優(yōu)勢，對評級表現(xiàn)不佳的船舶提出改進優(yōu)化能效管理水平的要求，并進一步通過實施年度碳強度折減系數(shù)，逐漸提升船舶CII評級標準，推動海運船隊整體實現(xiàn)碳強度逐步降低的目標。

營運碳強度指標及計算是船舶能效評級機制的基礎(chǔ)和核心。船舶營運碳強度是每單位運輸功的二氧化碳排放量，由于受到數(shù)據(jù)和時間的限制，IMO定義營運碳強度指標時使用了名義運輸功，即船舶總載重噸或總噸與航行總距離的乘積。將船舶單位名義運輸功的二氧化碳排放量作為碳強度指標，有一定的局限性，不能反映某些船舶由于非技術(shù)或管理措施導(dǎo)致的能耗，例如冰區(qū)航行船舶由于航行阻力增加必然增加能耗，載運高能耗貨物的船舶如裝運冷箱的集裝箱船、貨物需要加熱的液貨船等也會增加能耗。因此在船舶營運碳強度指標及評級機制制定階段，就對碳強度指標計算方法提出了不同的修正方案?？紤]到船舶營運碳強度指標修正的復(fù)雜性，MPEC76最終采納了未帶修正方案的船舶營運碳強度指標和計算方法導(dǎo)則 ( G1導(dǎo)則 )，同時決定成立通信組，進一步考慮特定航次或貨物相關(guān)操作產(chǎn)生的高能耗，從而制定《考慮航次調(diào)整和修正系數(shù)的船舶營運碳強度指標計算導(dǎo)則》( G5導(dǎo)則 )。通信組將在MPEC第78次會議上提交最終報告，供大會決議。

二、船舶年度營運碳強度指標的局限性 本%文$內(nèi)-容-來-自；中_國_碳|排 放_交-易^網(wǎng)^t an pa i fang . c om

船舶營運能效不僅取決于船舶本身的技術(shù)特性和營運技術(shù)管理，還與船型、營運特征及航線等密切相關(guān)。船舶碳強度指標 ( Carbon Intensity Index， CII ) 的選取是船舶營運碳強度條款中的核心內(nèi)容，需要全面充分地反映這些影響船舶能效的實際因素，才能為船舶的評級建立一個公平合理的基礎(chǔ)。

實際上，CII指標的選取僅考慮12種類型的船舶，沒有考慮到一些特定類型船舶，其計算公式也沒有考慮船舶不同營運特征所造成的能效差異。例如，冰級船舶在冰區(qū)航行、船舶裝載率高、載運需要加熱的油化貨物、長時間停泊等因素均會使船舶能耗增加，CII值增大。這些船舶即使從技術(shù)特性上來說是低能耗的，營運管理措施也很優(yōu)良，但相比其他非同類或營運特征不同的船舶，其能效或者碳強度指數(shù)等級也會表現(xiàn)很差。

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船舶由于類型或營運特征所導(dǎo)致的營運碳強度評級偏差，會使其在競爭中處于不利地位，但這并不是由于船舶本身的技術(shù)能效差或管理不到位所致，而是由于船舶營運碳指標評級機制考慮不全面。同時CII評級生效后，一些船舶可能會為提高CII評級而減少真正高能效的航行操作，反而增加能效低但CII評級結(jié)果好的航行操作，這顯然違背正常的經(jīng)濟貿(mào)易運行規(guī)律，會顯著損害相應(yīng)國家或地區(qū)的航海貿(mào)易，尤其是一些嚴重依賴航海貿(mào)易的小島國，整體來看不利于世界航運業(yè)及經(jīng)濟的發(fā)展。

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IMO注意到目前采用的CII指標和評級機制的先天缺陷及其局限性，所以決定對CII計算方法進行修正，制定考慮航次調(diào)整和修正系數(shù)的船舶營運碳強度指標計算導(dǎo)則來克服這些缺陷及局限性，以減少給船舶、公司、國家和地區(qū)貿(mào)易等帶來的不利影響。 內(nèi)/容/來/自:中-國/碳-排*放^交%易#網(wǎng)-tan p a i fang . com

三、船舶營運碳強度指標的修正 本`文-內(nèi).容.來.自：中`國^碳`排*放*交^易^網(wǎng) ta np ai fan g.com

目前，G5導(dǎo)則正在制定過程中，其計算公式來源于船舶年度碳強度指標計算公式，未對其進行顛覆性改變，只是對公式中分子碳排放量和分母船舶載貨能力及船舶航行里程結(jié)合一些特殊情況加以修正。時至今日，IMO通信組進行了多輪征求意見，根據(jù)反饋修正但仍未最終確定的船舶年度營運碳強度計算公式如下： 內(nèi)/容/來/自:中-國/碳-排*放^交%易#網(wǎng)-tan p a i fang . com

其中：[ ∑j( FCvoyage，j·CFj)] 為燃料消耗航次調(diào)整項，免除滿足調(diào)整條件相應(yīng)航次時間段內(nèi)船舶所用全部燃料所產(chǎn)生的碳排放。這里的航次不是通常意義上的船舶從某港離港后到離開下一港口的時間段，而是指滿足免除條件所對應(yīng)的時間段；[ ∑j( FCelectrical，j+ FCboiler，j+ FCothers，j) ·CFj] 為修正系數(shù)項，修正與貨物操作相關(guān)燃油消耗的排放，包括電能、鍋爐以及其他項的消耗；([0.75]- [0.03yi]) 為折減系數(shù)，是對修正系數(shù)項減免燃料消耗的激勵系數(shù)，2023年減免75%，以后隨年遞減，2024年后yi每年增加數(shù)1；( Dt- Dx) 為航行里程扣除項，航次免除過程中，要免除船舶對應(yīng)航次段內(nèi)全部的燃料消耗，同時也要在年度總航程中扣除相對應(yīng)的航行里程；CFPT為豪華游輪在港時間的修正系數(shù)；fi·fm為冰區(qū)船舶裝載能力修正系數(shù)，是冰區(qū)航行船舶DWT的修正系數(shù)；fc為船舶GT修正系數(shù)。

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( 一 ) 航次調(diào)整

經(jīng)過多輪征求意見與討論，目前G5導(dǎo)則草案中包含以下4種航次調(diào)整的情況，分別介紹如下: 本+文+內(nèi)/容/來/自:中-國-碳-排-放（交—易^網(wǎng)-tan pai fang . com

1.MARPOL附則Ⅵ中3.1條款所規(guī)定的免除情況

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指在特殊情況下，船舶為了安全或海上人命救助所采取的操作，該調(diào)整項目是已經(jīng)確定的條款，無須進行討論。

2.冰級船舶在冰區(qū)的航行 禸*嫆唻@洎：狆國湠棑倣茭昜蛧 τāńｐāīｆāńɡ.ｃōｍ

冰級船舶在冰區(qū)航行時由于船舶阻力增大，相比于開闊海域，航速會顯著降低，相同航程條件下燃料消耗更高。對待冰級船舶除了在冰區(qū)航行的修正項外，還考慮了對總載重噸位進行修正，即計算公式中的fi、fm載運能力修正項。對于冰級船舶而言，由于船體結(jié)構(gòu)要進行加強導(dǎo)致空船重量更大，相比同運載能力的船舶排水量更大，航行阻力更大，燃料消耗更多。因此要對其載運能力進行修正。 本*文`內(nèi)/容/來/自:中-國-碳^排-放“交|易^網(wǎng)-tan pai fang . c o m

3.穿梭油輪動力定位及船對船貨物作業(yè)

穿梭油輪不同于同噸位的油輪，它屬于近海石油開采平臺系統(tǒng)的一部分，往返于海上油田和岸上終端之間，多配備動態(tài)動力定位系統(tǒng)。穿梭油輪的年度AER ( Annual Efficiency Ratio，年度能效比，單位：g/(DWT·n mile)) 值是同噸位常規(guī)油輪的2~2.5倍，這是因為該種油輪在海上裝貨時使用的動力定位系統(tǒng)產(chǎn)生大量的燃料消耗，占總?cè)剂舷牧康?3%左右。此外，在個別航次進行船對船貨物操作也要產(chǎn)生大量燃料消耗。因此，對于穿梭油輪僅特別考慮免除動力定位操作產(chǎn)生的燃料消耗，以及在船對船貨物操作產(chǎn)生的燃料消耗。

4.豪華郵輪在港時間的修正系數(shù)CFPT

對于豪華郵輪，一年內(nèi)如在港時間超過20%，則采用系數(shù)CFPT=( 1.8-HoursUnderway/8 760 ) 進行修正，碳強度計算公式為CIICruise=MassCO2/[GT×( Dt- Dx)×CFPT]。豪華郵輪在港燃料消耗量比其他船舶類型大，且在港時間長，估計能有25%~30%時間，在港期間燃料消耗量占全年的15%左右。豪華 郵輪在港時間越長，對能效評級越不利。如果選擇航行則能夠降低碳強度，獲得更好的等級，但這樣會違背豪華郵輪的正常經(jīng)營規(guī)律，產(chǎn)生更多的碳排放，影響其正常經(jīng)營，對于航運業(yè)的總量排放控制是不利的。為此提出豪華郵輪在港時間的修正，對于每年在港時間超過20%也就是航行時間少于7 008 h的船舶，通過修正系數(shù)適當(dāng)降低碳強度值，避免法規(guī)生效后對豪華郵輪產(chǎn)生不合適的激勵，即避免為提高能效等級進行更長時間的航行從而產(chǎn)生更多的二氧化碳排放。

( 二 ) 燃料消耗修正系數(shù) 本`文內(nèi).容.來.自：中`國`碳`排*放*交*易^網(wǎng) t a npai fan g.com

G5導(dǎo)則草案修正系數(shù)項規(guī)定了對三類燃料消耗修正，同時為激勵船舶采取節(jié)能措施，考慮了這些修正項的折減系數(shù)。三類修正項包括電能、鍋爐及其他不能記入以上兩項的其他燃料消耗。

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1.電能的燃料消耗FCelectrical，j 本*文`內(nèi)/容/來/自:中-國-碳^排-放“交|易^網(wǎng)-tan pai fang . c o m

( 1 ) 冷藏箱的電能消耗

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目前航運市場越來越多的冷藏貨物使用冷藏集裝箱運輸。由于冷藏箱需要消耗大量電能用于制冷，營運過程會額外消耗更多的燃料，因此，載運冷藏箱船舶的年度碳強度值大，能效等級低。為保持和同噸位集裝箱船的競爭地位，需要對冷藏箱的電能消耗進行修正。 本+文內(nèi).容.來.自：中`國`碳`排*放*交*易^網(wǎng) ta np ai fan g.com

用于冷藏箱制冷所消耗的電量應(yīng)轉(zhuǎn)換為燃料消耗量統(tǒng)計，不同情況可按照如下方法分別進行計算：對于能夠監(jiān)控冷藏箱電量消耗的船舶，其用于冷藏箱制冷所消耗燃料量依據(jù)冷藏箱專用電量表及發(fā)電柴油機油耗率進行計算。對于不能監(jiān)控冷藏箱電量消耗的船舶，冷藏箱電能消耗平均值按照2.75 kW保守估計，根據(jù)冷藏箱數(shù)量和載運天數(shù)計算所耗電能，再將電能乘以發(fā)電柴油機油耗率獲得燃油消耗量。

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( 2 ) 貨物維護或操作相關(guān)的電能消耗 內(nèi).容.來.自：中`國`碳#排*放*交*易^網(wǎng) t a np ai f an g.com

此項燃料消耗修正包括但不限于貨物加熱/冷卻系統(tǒng)、氮氣/惰氣發(fā)生器和貨物操作裝置，如克令吊、挖掘機等。其中，對于安裝克令吊的散貨船，如經(jīng)常航經(jīng)要求自裝自卸的港口航線，勢必會由于裝卸貨產(chǎn)生更多的燃料消耗，從而對船舶能效評級不利。如果船舶減少這樣的航行，又會進一步危害相關(guān)的港口貿(mào)易。

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用于貨物維護或操作所消耗的電量應(yīng)轉(zhuǎn)換為燃料消耗量統(tǒng)計，不同情況可按照如下方法分別進行計算：對于能夠監(jiān)控具體系統(tǒng)或設(shè)備電量消耗的船舶，根據(jù)監(jiān)測的電量消耗乘以發(fā)電柴油機燃油消耗率計算燃料消耗。對于不能監(jiān)控具體系統(tǒng)或設(shè)備電量消耗的船舶，裝置電量消耗按照60%的額定功率、運行時間和發(fā)電柴油機燃油消耗率進行計算。 內(nèi)/容/來/自:中-國-碳-排-放*交…易-網(wǎng)-tan pai fang . com

2.鍋爐的燃料消耗FCboiler，j 本%文$內(nèi)-容-來-自；中_國_碳|排 放_交-易^網(wǎng)^t an pa i fang . c om

此項免除貨物維護和操作所產(chǎn)生的鍋爐燃料消耗，包括但不限于加熱貨物、加熱洗艙水、貨物操作、生產(chǎn)惰氣等。許多油輪和化學(xué)品船運輸?shù)呢浳镄枰诤叫型局屑訙兀绯善酚?、瀝青、植物是化學(xué)品船在裝運不同的貨物時需要頻繁洗艙，鍋爐需要消耗大量燃料來產(chǎn)生蒸汽加熱貨物和洗艙水。以4萬t油化船為例，環(huán)境溫度和貨物維持溫度為2.5 ℃，鍋爐燃油燃料消耗為每噸貨物0.5 kg， 蒸汽壓力10 bar，流量16 t/h。鍋爐效率為87%，每天燃油消耗為20 t，相當(dāng)于主機每天的燃油消耗量。 本+文內(nèi).容.來.自：中`國`碳`排*放*交*易^網(wǎng) ta np ai fan g.com

油輪在卸貨期間使用蒸汽驅(qū)動的貨油泵，鍋爐需要消耗大量的燃油，尤其是頻繁靠港的油輪。我國的一項研究分析了77艘油輪的AER值隨卸貨次數(shù)的變化關(guān)系，其中對4.2萬～5.2萬DWT油輪的分析如圖1所示。隨著卸貨次數(shù)的增加，船舶AER值明顯升高，船舶能效等級變差，甚至有可能進入E級。

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圖1 4.2萬～5.2萬DWT油輪AER值隨卸貨次數(shù)變化關(guān)系

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貨物維護和操作所產(chǎn)生的鍋爐燃料消耗量，可以通過鍋爐的流量計進行統(tǒng)計。由于拋錨或在港期間輔鍋爐除了產(chǎn)生蒸汽用于貨物操作外，還能夠代替組合鍋爐產(chǎn)生蒸汽加熱船舶燃油艙柜及生活使用，因此在使用輔鍋爐期間將這部分消耗扣除，這部分的燃料消耗以組合鍋爐85%額定功率燃油消耗確定。 本文`內(nèi)-容-來-自；中_國_碳_交^易=網(wǎng) tan pa i fa ng . c om

四、G5導(dǎo)則的相關(guān)討論和進展 本`文@內(nèi)-容-來-自；中_國_碳排0放_交-易=網(wǎng) t an pa ifa ng . c om

考慮到船舶營運碳強度修正的復(fù)雜性，MPEC第76次會議沒有在G1導(dǎo)則中納入初步討論的修正項，決定成立通信組進一步考慮碳強度修正問題，并要求在MPEC第78次會議提交最終報告供大會決議。

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G5導(dǎo)則草案目前正在制定過程中，最終哪些項目需要進行修正及如何修正還有待于進一步討論和決議。對于目前修正的內(nèi)容，還有一些反對的意見，如修正會導(dǎo)致負面的激勵、數(shù)據(jù)記錄和審核的困難、修正后的船舶碳強度偏離原先數(shù)據(jù)所計算的基線等。如免除航次調(diào)整的燃料消耗，則不會激勵船舶采取有效措施提高相應(yīng)的能效。修正項目不論對于船方還是管理當(dāng)局都增加了記錄和審核的困難。即便是存在各種反對意見，但考慮到對于特定船型、特定營運特征船舶的競爭公平性，還是應(yīng)該對船舶年度獲得碳強度值進行修正。

G5導(dǎo)則草案的制定還有不同的建議方案，如為考慮船舶的特殊性，建議對12種類型船舶進一步細分子類型船舶，比如將穿梭油輪列為單獨一類船舶進行碳強度計算與評級，但考慮到導(dǎo)則要盡量簡單，所以沒有采納這樣的建議。還有方案建議不去修正獲得碳強度值，而考慮對碳強度基線進行修正，這樣船舶的排放量就都會被考慮進去，但限于目前IMO數(shù)據(jù)收集機制的有限性，也暫不考慮這樣的方案。在目前的修正內(nèi)容中，還沒有考慮到裝載率不同導(dǎo)致的碳強度差異，但已經(jīng)有基于船舶裝載率考慮進行修正的提案。

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總之，由于船舶碳強度指標除了受本身的技術(shù)特性及營運管理影響，還受到多種船舶營運因素的影響，因此要進行修正以準確反映船舶的營運能效情況。IMO在最近的會間會已明確表示，船舶年度營運碳強度評級將根據(jù)修正后的碳強度值進行。 本%文$內(nèi)-容-來-自；中_國_碳|排 放_交-易^網(wǎng)^t an pa i fang . c om

作者簡介：

仉大志，大連海事大學(xué)輪機工程學(xué)院，副教授。

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孫德平，大連海事大學(xué)輪機工程學(xué)院，副教授。 內(nèi)-容-來-自；中_國_碳_0排放￥交-易=網(wǎng) t an pa i fa ng . c om

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