引领绿色航运发展：国内航运低零排放政策的国际经验.pdf

nrdc 07.2020引领绿色航运发展 国内航运低零排放政策的国际经验自然资源保护协会NATURAL RESOURCES DEFENSE COUNCIL二二年七月报告 Natural Resources Defense Council 2020Cover image: Photo by Ding Yiran on Unsplash作者： 冯淑慧、Barbara Finamore特别感谢彭博慈善基金会和洛克菲勒基金会对本项目的支持。我们也感谢抽空审阅本报告并提供了宝贵信息和建议的同行，包括彭传圣（交通运输部水运科学研究院) ，徐洪磊、郑超蕙和李悦( 交通运输部规划研究院) ，沈飞翔（中船重工七一一研究所）， Michael Walsh（国际顾问）， Jarl Schoemaker（鹿特丹港）， David Quiros（加州空气资源局）和挪威气候与环境部。尤其感谢彭传圣对本报告提出了宝贵意见并帮助将本报告翻译成中文。我们特别感谢自然资源保护协会的同事，单静涛、Charlotte Steiner和 David Pettit帮忙审阅本报告。我们也感谢 Richard Kassel 及 Lindsay Wagner 为本报告的调研所做的贡献。致谢自然资源保护协会（NRDC） 自然资源保护协会（NRDC）是一家国际公益环保组织，成立于1970 年。NRDC拥有600多名员工，以科学、法律、政策方面的专家为主力。NRDC自上个世纪九十年代中起在中国开展环保工作，中国项目现有成员30 多名。NRDC主要通过开展政策研究，介绍和展示最佳实践，以及提供专业支持等方式，促进中国的绿色发展、循环发展和低碳发展。NRDC在北京市公安局正式注册并设立北京代表处，业务主管部门为国家林业和草原局。更多信息，请访问 nrdc。摘要 . 4第一章 引言 . 6第二章 有助于控制船舶氮氧化物排放的技术和燃料 . 10第三章 推动使用清洁航运技术和燃料的政策措施 . 143.1 采用船用燃料质量标准 . 153.2 采用船舶发动机排放标准 . 153.3 在役船舶排放要求 . 163.4 岸电要求 . 173.5 采用激励和强制措施推动低排放和零排放燃料和技术的应用 . 18第四章 国际成功经验值得借鉴 . 264.1 需要实施强制性计划并辅以激励政策，以促进商业上可用的NOx减排技术的 应用和零排放解决方案的开发 . 27 4.2 治理在役船舶排放至关重要 . 27目录4.3 主要海运国家并行采取相应的措施治理船舶造成的空气和气候污染 . 27第五章 对中国的建议 . 28第六章 未来工作 . 32第七章 结束语 . 34附录 I. 国际海事组织指定的排放控制区 (ECA) . 36附录 II. 欧盟、美国和中国现行和将采用的船用燃料硫含量标准 . 37附录 III. 船舶黑烟的控制 . 38附录 IV. 部分正在运行中的电池-电力和插电式混合动力船 . 39缩略语列表 . 40尾注 . 41图1：不同司法管辖区所采用的船用发动机、卡车及非道路设备的氮氧化物排放限值 . 8图2：2001年至2017年香港本地不同类型排放源的氮氧化物 (NOx) 及细颗粒物 (PM2.5)污染份额 (百分比) . 9图3：IMO 规定的氮氧化物排放标准 . 11图4：鹿特丹的岸电连接柜及其上关于如何连接岸电和停止岸电供应的说明 . 18图5：在瑞典环境差异化航道费制度下获得港口费折扣和配备SCR的船舶的氮氧化物排放量 . 20表1：中国主要港口城市或地区基于船舶排放清单确定的航运对空气污染的贡献 . 7表2：常用氮氧化物控制措施的减排潜力、成本和其他需考虑因素 . . 13表3：符合NOx资金支持条件的移动源NOx控制措施及支持力度 . 19表4：鹿特丹港基于环境绩效内河船舶港口费制度 . 21表5：推进低排放/零排放航运的政策措施综述 . 27图录表录摘要在过去的40年里，庞大的沿海和内陆港口网络，以及繁忙的内河航运系统，已经成为中国高效货运体系的关键组成部分，为国民经济的快速增长提供了有力的支撑。近年来，随着打赢蓝天保卫战三年行动计划（简称“蓝天保卫计划”）的出台，国家鼓励货运从公路转向水运和铁路等污染更少的运输方式，国内航运由此得到进一步发展。按吨公里计算，船舶无疑比卡车的货运方式更清洁，因为一艘船可以运载更多的货物，行驶的距离也可以比卡车远得多，而且传统的柴油船用发动机比柴油卡车发动机的热效率更高 。然而，有关船舶的排放标准要求相对宽松。目前，超过70% 的内河在役船舶是在国内船舶空气污染法规尚未生效之前就已投入使用的。在长江三角洲和珠江三角洲的主要港口城市，航运已成为当地空气污染的主要来源之一。随着陆基行业排放标准愈加严格，如果不对航运排放加以控制，后者所占的污染份额将继续增加。自然资源保护协会引领绿色航运发展国内航运低零排放政策的国际经验 | 5自 2016年以来，中国逐步实施了更为严格的排放标准，以降低领海和内河上所用船用燃料的含硫量，这一举措直接推动船舶的硫氧化物（SO x）和颗粒物排放大幅下降。此外，中国还通过了国内船舶发动机的大气排放标准，并采取了其他措施来控制氮氧化物（ NOx）的排放。然而，现行的氮氧化物控制措施只覆盖到一小部分船舶，因此对控制整体氮氧化物排放的效果有限。氮氧化物是臭氧的前体物，也导致环境颗粒物水平增加。考虑到中国大多数城市的臭氧污染水平还在不断上升，同时，目前仍需要继续遏制颗粒物污染，采取更强有力的措施以减少航运业的氮氧化物排放至关重要。为支持中国实现这些目标，本报告对欧洲和美国应对国内航运空气污染问题的政策措施进行了梳理，重点介绍了针对氮氧化物排放控制的政策措施。对这些措施的利弊进行总结，将有助于中国制定更有效的内陆和沿海航运的清洁空气政策。欧洲国家和美国主要是通过制定针对清洁燃料的要求和新建船舶发动机的排放标准来控制其国内船舶的大气排放。欧洲和美国已实施的船用发动机最新系列标准，旨在促进开发和应用先进的氮氧化物控制技术，包括选择性催化还原（SCR）系统和液化天然气（LNG）推进系统。在理想操作条件下，这些技术可减少至少80%的氮氧化物排放量。鉴于船舶的使用寿命很长，欧洲国家和美国加州提出了针对在役船舶的排放要求以及激励计划，以鼓励这类船舶采用更先进的氮氧化物排控技术。这些方法已经成功地降低了其国内船舶的氮氧化物排放。例如，到2016年，挪威船舶排放的氮氧化物较2007年减少了约 40%。为了减少港口的空气污染，荷兰鹿特丹和美国加州均实施了港口岸电法令，要求停泊船舶关闭辅助引擎，使用岸电。过去几年中，挪威、英国和荷兰启动了全面的计划，进一步推动其航运业向低排放和零排放过渡，力争在协同应对气候变化和治理空气污染的同时，使本国航运业在碳排放受限的世界中更具竞争力。 Photo by Macau Photo Agency on Unsplash减少航运排放的建议 中国正在制定第十四个五年计划的过程当中，这将为引入新的政策打开大门，引导航运业走向低/ 零排放发展和绿色增长。在对国外的成功经验进行总结后，我们认为以下政策措施可供国内决策者参考： 收紧船用发动机排放标准，逐步与最新的美国和欧盟标准接轨，以促进中国国内船队采用国际上可商用的氮氧化物排控技术。 对所有在役内河及沿海船舶实施排放规定，并根据最严格的标准制定这些要求，以加速高排放船舶的更新、改造或升级。 扩大岸电使用范围，要求所有内河船舶在港口靠泊或在锚地等待通过船闸时都能使用岸电。 首先为在人口密集地区流域航行和服务固定航线的船舶设定零排放目标，逐步考虑为国内船舶设定零排放的长期目标，并制定推进零排放船舶的长期战略。 提供专项资金和出台基于排放的奖励措施，以支持航运业采用氮氧化物排控和低/ 零排放解决方案，以及发展陆上燃料供应基础设施。为了继续助力经济增长，并为进一步改善空气质量提供支持，中国航运业应该向低排放或零排放过渡。作为世界上最大的造船国，这一转变也将有助于中国保持其在造船业中的主导地位，并为全球未来实现航运脱碳的努力做出贡献。* 除特别说明外，本报告中的“中国国内航运”特指内地航运。 引言中国不仅拥有世界上最繁忙的内河通航体系，还拥有连接 50多个沿海港口的漫长海岸线2。内陆和沿海航运以及港口网络在支持贸易发展、促进内陆和沿海城市经济增长方面发挥着关键作用。自本世纪初以来，中国的航运活动大幅增长，与国家快速的经济增长保持同步。从2002年到2018年，内陆港口的货运周转量i增长了九倍，沿海港口的货运周转量增长了六倍，通过海港运输的货运量增加了四倍多3。国务院于2018年宣布了一项调整交通运输结构以应对空气污染的计划，预计航运将发挥更加突出的作用4。该计划旨在促进货运从公路转向水路和铁路。就每单位货物周转量的能源消耗而言，船舶和火车被认为是更环保的货运方式。1自然资源保护协会引领绿色航运发展国内航运低零排放政策的国际经验 | 7尽管如此，与以柴油为动力的卡车和其他非道路机械设备一样，船舶排放也造成空气污染。在中国大型港口城市和地区，航运排放是当地大气污染的重要来源之一，尤其是SO x和 NOx（表 1 ）。在长江三角洲和珠江三角洲地区，船舶排放导致2015年夏季香港和深圳细颗粒物(PM 2.5)浓度分别增加了6 微克/ 立方米和4 微克/ 立方米，上海、广州和嘉兴PM 2.5浓度分别增加了2 微克/立方米以上5。船舶排放的废气不仅影响到沿海地区，也影响到远离海洋几百公里以外的内陆地区6。研究表明，航运活动对健康构成明显威胁。2013年，来自远洋船舶的PM 2.5和臭氧污染导致中国约1.8万人过早死亡7。 2015年，国内和远洋船舶排放在珠三角地区导致了2500例与颗粒物(PM)相关的和1200例与臭氧相关的过早死亡；在长三角地区导致了约3600例与PM有关的过早死亡8。在中国目前运营的12.4万艘内河船舶中，超过70%的船舶是在国家颁布相关船舶空气污染法规前下水的9。尽管这些船舶的真实排放测试数据有限，但调查结果表明，基于燃烧每单位燃料的污染排放量作比较，一些内河船舶的污染物排放量可能超过现在允许合法运营的最老旧的卡车 ( 国三卡车)ii, 10。就在这些高排放卡车被越来越多大城市禁止在市中心地区运营iii的同时，高排放的老旧船舶却仍然可以在内河航道上自由航行。虽然2016年中国颁布了第一阶段船用发动机排气污染物排放标准（国一和国二标准, 如图 1 中红色柱形图所示）, 但是这些标准的严格程度远低于卡车和非道路设备的最新标准（图 1 中绿色的柱形图所示）。如果不进一步收紧新船和在役船舶排放要求, 随着陆地污染源受到越来越严格的控制，航运在空气污染中所占的份额将会增长。香港就是一个明显的例子，在对其他污染源管制更加严格的同时，航运排放在2014年之前都不受管制，导致船舶排放成为城市中最大的二氧化硫（ SO2）、氮氧化物和PM 的来源 ( 图 2)。表 1：中国主要港口城市或地区基于船舶排放清单确定的航运对空气污染的贡献11港口城市或地区 NOXSO2PM2.5研究年份香港 37% 52% 41% 2017上海 25% 17% 5% 2015深圳 16% 59% 5% 2013天津 9% 10% 3% 2013珠三角 12% 14% 4% 2015长三角 12% 7% 1.3% 2015沿海省份 9% 10% NA 2013包括来自远洋、沿海和内河船舶的大气排放。只包括一次 PM2.5。 NA表示不详。i等于以吨计的货运量与以公里计的运输距离的乘积。ii汽车尾气排放标准于上世纪80年代首次引入中国，但这些标准非常薄弱。根据欧洲法规制定的“中国”机动车排放标准于2000年开始实施。在过去的二十年里，从国一到最新的国六标准，汽车排放标准一直在逐步收紧。为加快淘汰高排放车辆，国务院2013年发布的大气污染防治行动计划要求，到2017年，包括所有符合国二及更早标准的车辆在内的黄标车必须报废。自2018年以来，国三卡车是在中国可以合法运营的最过时的卡车。iii北京、上海、南京、大连、宁波和苏州等城市已经禁止国三 及以下标准柴油卡车在市中心运营。对柴油卡车实施交通限制的城市或省份可以在以下网站找到360che/law/191021/119279_all.html。8 | NRDC图 1：不同司法管辖区所采用的船用发动机、卡车及非道路设备的氮氧化物排放限值中国国内船舶氮氧化物标准随发动机排量和功率而变化；中国非道路发动机、欧盟内河船舶和美国国内船舶发动机的氮氧化物标准随发动机功率变化；国际海事组织远洋船氮氧化物标准随发动机最大运行速度而变化。IMO的远洋船舶标准只限定了氮氧化物的排放。圆括号中列出了标准实施日期。* 在 2019年 2月发布的非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法（中国第三、四阶段）修正案中，明确了2020年 12月实施第四阶段标准的日期。截至发稿时，修正案尚未通过，因此实施日期还未确定，可能会发生变化。 条形图顶部较浅颜色的部分表示NOx标准的范围，该范围因发动机功率、排量或速度而异。氮氧化物+碳氢排放限制，g/kWh18161412108642国 I（ 2019）国 II（ 2022）中国沿海与内河船舶美国和欧盟沿海与内河船舶国内外船舶发动机 尾气排放标准中国其他移动源 尾气排放标准国际远洋船舶中国卡车中国非道路欧五（ 2019-20）美国第四阶段（ 2014-17）IMO第一阶段IMO第二阶段IMO第三阶段国 IV（ 2020*）国 VI（ 2019-23）0