肖飛 楊陽

x摘要：針對(duì)船舶柴油機(jī)污染排放控制，介紹了我國(guó)船舶排放污染概況，解讀了國(guó)內(nèi)外船舶排放控制法規(guī)，分析了我國(guó)船舶污染排放控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀，闡述了船舶污染排放控制技術(shù)研發(fā)情況，并提出了未來船舶污染排放控制技術(shù)研究方向和發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：船舶柴油機(jī);排放;法規(guī);控制技術(shù)

0 引言

目前，柴油機(jī)仍然是船舶的主要?jiǎng)恿υ粗弧２裼蜋C(jī)工作過程中會(huì)產(chǎn)生NOx、SOx、PM、CO2、CO、HC等污染物，這些污染物是導(dǎo)致霧霾、光化學(xué)煙霧、酸雨的主要原因，會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康造成巨大危害。為了控制船舶排放污染，國(guó)內(nèi)外相關(guān)機(jī)構(gòu)紛紛制定了嚴(yán)格的船舶排放控制法規(guī)。國(guó)際海事組織（International Marine Organization，IMO）、歐洲、美國(guó)等走在世界前列，已陸續(xù)頒布了船舶柴油機(jī)排放控制法規(guī)，對(duì)船舶污染物提出了嚴(yán)格的排放限值要求。我國(guó)也在加緊開展船舶排放污染控制工作，已發(fā)布首部關(guān)于船舶發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。但我國(guó)船舶排放污染治理工作起步較晚，目前仍處于起步階段，船舶排放控制任重道遠(yuǎn)。

本文將介紹我國(guó)船舶柴油機(jī)排放污染概況，解讀國(guó)內(nèi)外船舶柴油機(jī)排放控制法規(guī)，分析我國(guó)船舶柴油機(jī)排放控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)，闡述近年來在船舶污染排放控制方面的技術(shù)研發(fā)情況及其未來的發(fā)展方向。

1 我國(guó)船舶排放污染概況

我國(guó)擁有豐富的沿海及內(nèi)河航運(yùn)資源，是世界航運(yùn)大國(guó)。據(jù)統(tǒng)計(jì)[1]，全球十大集裝箱港口有7個(gè)位于我國(guó)，年吞吐量占全球近3成;沿海港口生產(chǎn)用碼頭泊位5 675個(gè)，內(nèi)河港口生產(chǎn)用碼頭泊位26 085個(gè)。2020年，全國(guó)港口累計(jì)完成貨物吞吐量高達(dá)145億t[2]。

當(dāng)前，航運(yùn)業(yè)發(fā)展帶來的大氣污染問題日益突出，船舶排放污染治理形勢(shì)日益嚴(yán)峻。船舶排放已成為我國(guó)沿江、沿海區(qū)域大氣污染的重要來源。2019年，船舶排放的NOx、PM和HC分別占非道路移動(dòng)源大氣污染排放的28.2%、24.2%和19.8%[3]。港口城市船舶排放污染尤為嚴(yán)重。以上海為例，2010年船舶排放污染對(duì)上海大氣污染物總量的貢獻(xiàn)主要集中在SO2、NOx和PM10，分別達(dá)到12.4%、11.6%和5.6%[4]。因此，船舶排放污染控制已成為我國(guó)大氣污染防治工作的重要組成部分。

2 船舶排放法規(guī)

鑒于船舶排放污染的嚴(yán)峻形勢(shì)，國(guó)內(nèi)外紛紛制定了日益嚴(yán)格的船舶排放法規(guī)加以應(yīng)對(duì)，主要包括IMO國(guó)際航行船舶空氣污染排放的控制要求以及美國(guó)EPA（Environmental Protection Agency）船舶排放法規(guī)、歐盟法令、《船舶發(fā)動(dòng)機(jī)排氣污染物排放限值及測(cè)量方法（中國(guó)第一、二階段）》（GB 15097—2016）等區(qū)域性船舶排放法規(guī)。目前，排放法規(guī)已成為船舶行業(yè)準(zhǔn)入和污染減排的重要依據(jù)。下面主要對(duì)IMO及我國(guó)船舶排放法規(guī)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

2.1? ? IMO船舶排放法規(guī)

1995年9月，在倫敦召開的IMO第37次會(huì)議（IMO MEPC37）上，MARPOL 73/78附則Ⅵ（即《經(jīng)1978年議定書修訂的1973年國(guó)際防止船舶造成污染公約》）“防止船舶造成大氣污染規(guī)則”被正式提出。

（1）IMO船舶排放控制區(qū)。

附則Ⅵ的簽署國(guó)可以向IMO申請(qǐng)?jiān)O(shè)立更為嚴(yán)格的“排放控制區(qū)”（Emission Control Area，ECA）。目前IMO已批準(zhǔn)生效的船舶排放控制區(qū)共有4個(gè)，主要集中在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家[5]。

（2）NOx排放控制。

如圖1所示，NOx排放控制標(biāo)準(zhǔn)分為Tier Ⅰ、Tier Ⅱ、Tier Ⅲ三個(gè)階段，分別于2000年、2011年、2016年實(shí)施。目前，排放控制區(qū)執(zhí)行Tier Ⅲ限值，Tier Ⅲ僅適用于2016年1月1日后的新造船，以完成龍骨鋪設(shè)為節(jié)點(diǎn)進(jìn)行劃分。全球其他區(qū)域執(zhí)行Tier Ⅱ限值。

（3）SOx排放控制。

IMO主要通過燃油硫含量限值來控制SOx排放，但也允許在燃用高硫油的情況下使用尾氣凈化裝置來滿足SOx排放要求。SOx排放控制標(biāo)準(zhǔn)分為3個(gè)階段實(shí)施。在排放控制區(qū)內(nèi)外實(shí)施不同的SOx排放限值。目前，排放控制區(qū)內(nèi)的燃油硫含量限值為0.1%，全球其他區(qū)域自2020年1月1日起燃油硫含量限值為0.5%。

2.2? ? 我國(guó)船舶排放法規(guī)

（1）我國(guó)排放控制區(qū)。

2016年1月1日開始實(shí)施的《珠三角、長(zhǎng)三角、環(huán)渤海（京津冀）水域船舶排放控制區(qū)實(shí)施方案》規(guī)定[6]，我國(guó)的排放控制區(qū)范圍是珠三角、長(zhǎng)三角及環(huán)渤海（京津冀）水域的內(nèi)河水域、沿海水域（12海里）及港口。現(xiàn)階段，我國(guó)排放控制區(qū)主要控制SOx排放，要求燃油硫含量≤0.5%，但也允許采取連接岸電、使用清潔能源、尾氣后處理等與上述排放控制要求等效的替代措施。

（2）我國(guó)首部船舶排放國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

我國(guó)船舶發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《船舶發(fā)動(dòng)機(jī)排氣污染物排放限值及測(cè)量方法（中國(guó)第一、二階段）》（GB 15097—2016）于2016年8月22日發(fā)布，2018年7月1日起開始實(shí)施[7]。

總體而言，雖然我國(guó)近年來加緊開展了船舶排放污染控制工作，目前已實(shí)施《珠三角、長(zhǎng)三角、環(huán)渤海（京津冀）水域船舶排放控制區(qū)實(shí)施方案》，并且已發(fā)布首部關(guān)于船舶發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，但是我國(guó)船舶排放污染治理工作目前仍處于起步階段，總體控制水平相對(duì)較低，主要表現(xiàn)在：船舶排放法規(guī)實(shí)施時(shí)間較晚，相對(duì)嚴(yán)格的控制法規(guī)剛剛實(shí)施或在未來幾年才會(huì)實(shí)施;船舶排放污染物控制種類少，目前已實(shí)施的法規(guī)僅控制NOx和SOx排放;排放限值標(biāo)準(zhǔn)低，船機(jī)限值明顯低于其他移動(dòng)源排放限值，如車用柴油機(jī);技術(shù)能力相對(duì)薄弱，我國(guó)船舶排放控制技術(shù)研究起始于近十幾年，技術(shù)開發(fā)及工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)積累較少。因此，我國(guó)船舶排放污染治理工作仍然任重道遠(yuǎn)。