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观点|现有船舶的减排生存法则

目前,现有船舶技术能效指标(EEXI)和营运碳强度指标(CII)是国际海事界比较关注的热点问题之一,因为这两项指标对现有船舶的影响非常大。无论是从技术层面,还是从行业发展层面,以及航运监管层面,都面临不少现实难题。对此,我们邀请了中船重工(上海)节能技术发展有限公司总经理黄国富,请他分享对当前现有船舶减排的独特见解。

问:随着EEXI和CII实施日期的日益临近,您如何看待现有船舶的减排?

答:在全球温室气体减排大背景下,对在营运船 舶实施碳排放控制,既是大势所趋,也是势在必行。2018年,IMO提出了船舶温室气体减排初步战略,以2008年为基准,至2030年碳排放强度要降低40%,至2050年碳排放强度要降低70%且总的碳排放量要降低50%,至本世纪末要达到零碳排放。与2008年相比,自新造船能效设计指数 EEDI在2013年生效以来,尽管全球贸易增长超过40%,但因技术进步和降速航行,船舶总的碳排放已降低20%以上。然而,据2019年统计数据,全球船队共产生了约8亿吨的CO2排放量。其中,67%的排放量来自2013年1月1日前建造的、吨位在400GT以上的现有船舶。这些船舶不适用于船舶能效设计指数(EEDI)的规定,处在法规的“真空地带”。若这些在营运船舶不采取措施以降低碳排放,则IMO关于碳减排的初步战略将会成为一句空话。因此,IMO对于在营运船舶制定了EEXI和CII新规,即分别从技术和营运管理层面对在营运船舶的碳排放进行限制,将于2023年正式生效。新规生效后,不管是新造船还是在营运船舶均被平等对待,要求在同一时间点满足同等碳减排要求。

问:事实上,国际海事新规则不断推出并得以实施的背后,也存在着多方面的较量,您认为这主要表现在哪些方面?

答:主要体现在节能技术、船队管理、市场竞争三个方面。节能减排技术上的较量方面,EEXI从技术层面对船舶碳排放进行限制,关系着船舶国际贸易的营运许可证。由于在营运船舶,尤其是十年以上的船舶,存在主机功率大、设计航速相对高且设计技术相对落后导致其能效水平较低等现实问题,其满足EEXI的难度大。EEXI的实施,必将对节能减排技术提出更广泛而迫切的需求,必将加速对创新节能技术以及低碳/燃料的研发和推广应用。船队管理水平的较量方面,CII从运营管理层面对船舶碳排放进行限制,关系着船舶年度的营运能效等级。相对于新造船,在营运船碳排放强度高,其基于CII的能效评级低也是不争的事实。提升对营运船舶的能效管理水平,除了对船舶进行节能技术升级外,也是降低CII、提高能效等级的重要一环,包括智能技术和大数据技术应用以及船员节能意识的提升等方面。

市场竞争力的较量方面,符合EEXI的船舶将被颁发国际能效证书IEE,才能准许进行国际贸易,这是船舶的国际贸易的营运许可证,即不满足EEXI的船舶将不被市场接受。而CII是船舶碳排放强度的年度体检报告,评级结果将记录在船舶能效管理计划SEEMP中,直接关系到其在租船市场的竞争力。CII评级为E或D级,可能很难被租用,或在靠泊港口上面临等待时间漫长、被征收碳排放税等困境。 

问:您认为,当前在EEXI和CII方面,面临的问题主要有哪些?我们应如何解决? 

答:主要表现有四个方面比较突出。

首先,如何准确地计算评估船舶的Attained EEXI值?由于在营运船舶,尤其是EEDI生效之前建造的船舶,普遍存在船舶设计资料不齐全(如船舶买卖过程设计资料丢失)、交船试验不规范等现象,导致Attained EEXI难以精确计算。尽管IMO针对这类情况,对缺失数据给出了基于经验公式的估算值,但这种估算方法通常是保守的,由此计算得到的Attained EEXI是偏高的,不利于满足Required EEXI的要求。建议设法联系到设计院、船级社、上家船东及主辅机厂商,尽可能收集齐全船舶设计资料。

其次,如何选取合适的节 能减排技术?依据EEXI/CII的计算公式,降低EEXI、CII的节能减排技术众多。适用节能减排技术的选取需权衡考虑以下诸多方面,包括节能效果(含经济收益和减排效益)、对降低EEXI的贡献、成本(含首次投入成本和后期运营维护成本)、成本回收期、可靠性、对船舶营运安全的影响等。推荐优先采用目前成熟而广泛应用的节能减排技术,如适度的主机降功率+水动力节能装置+螺旋桨优化+轴发。

第三,船舶设计资料缺失,如何实施加装水动力节能装置的节能技改方案?在营运船舶设计资料不齐全是个共性问题。水动力节能装置,如前置预旋导轮、消涡鳍等,安装在船体尾部,其设计需要船体线型和螺旋桨的设计资料。设计资料的缺失将导致水动力节能装置的优化设计和节能效果评估无从入手。 

建议解决方案:①联系船舶原设计单位获取船体线型等设计资料;②通过三维扫描技术对船体进行扫描,重建船体三维模型;③通过船体结构图纸反演出船体模型。

第四,如何提升CII评级?IMO基于船舶年度内实际的营运碳排放强度CII值进行能效水平评级,是船舶技术状态和管理水平的综合体现。提升CII评级可以从以下几方面入手:①适度的降速航行;②对船舶应用节能减排技术,从技术层面减少碳排放;③加强对船舶的维护保养,尤其是要始终保持船体表面的清洁,防止船体表面被海生物污底;④利用大数据,开展航线优化和气候导航;⑤船舶装载(纵倾)优化;⑥规范船舶管理,强化船员节能环保意识等等。

问:对于行业和企业而言,应该注意哪些方面? 

答:首先注意的是,船舶不能“一降了之”。降速运行是满足EEXI和CII的最经济有效、应用最广的手段,但不是万能的,降速是有限度的,必须在保证不影响主机安全运行、市场可接受的航速范围之内进行有限的降速。对于船队中可通过降速满足EEXI要求的船舶,要及早考虑降功率后对其航线及经营的影响。同时,应尽快对船队所有的船舶进行评估摸底,为后续船舶能效措施的选择、营运能效指标的选择、重点船型的应对、船队建设和更替等方面提前做好策划与安排。建议对船队不同船型的EEXI达标情况进 行识别,尤其要重点关注主力船型和较难满足EEXI要求的船型。

尽早安排能效升级方案的实施,也是不能忽视的。据统计分析,未来3~5年将有数万艘船舶需要进坞实施节能技改,修船业务将迎来爆发性增长,特别是在疫情防控之下,修船坞/台更将成为稀缺资源,需要船公司尽早制定技改实施计划,落实修船期和修船坞。最后,结合智能技术和大数据,加强对船舶营运能效数据的收集与分析,实时测算船舶的CII数据、评估能效水平,及时采取应对措施,以满足越来越严苛的碳排放要求。 

问:近年来,贵单位跟中国船级社(CCS)主要开展了哪些合作?取得了哪些成果? 

答:中船集团第702研究所(以下简称702所)是CCS的战略合作伙伴,中船重工(上海)节能技术发展有限公司(以下简称节能公司)作为702所下属产业公司在船舶能效方面与CCS开展了非常深入而友好的合作。 

一是新造船能效设计指数的评估验证。CCS给702所颁发了国内首EEDI设计预验证和实船试航验证的证书,对702所实施EEDI和EEXI评估验证的资质进行了认可。

二是在常规水动力节能装置的审图认可与产品检验。水动力节能装置是EEXI达标最经济有效的手段之一,无论是在新造船还是在营运船上都得到了广泛的应用。关于船舶水动力节能装置,702所联合CCS共同讨论确定了内部设计指南,作为审图与产品检验 的依据。迄今为止,CCS已为节能公司研制的300余套船舶水动力节能装置颁发了产品证书。

三是在气层减阻系统和风力助推转子等船舶创新节能技术的检验指南编制和原理认可。气层减阻技术和风力助推转子等船舶创新节能技术因节能减排效益突出、对EEDI EEXI贡献大(通常可降低EEDI和EEXI值6%~10%)而备受关注,是满足EEDI第三阶段和EEXI的利器,市场前景广阔。702所、节能公司和CCS合作开展可创新节能技术的研制、产品的研发和检验指南的编制,CCS为节能公司颁发了国内首张气层减阻系统的原理认可证书,为将来的工程应用推 广奠定了坚实的基础。 

四是船舶能效提升系统解决方案实施过程的见证与检验认可。节能公司致力于为船东客户提供船舶能效提升的系统解决方案,CCS作为公立的第三方检验机构,对节能公司提出的能效提升系统解决方案的实施全过程进行见证、检验和认可,为顺利获得能效评级及升级结果与证书提供了公信力的强力支撑。

问:未来,您希望CCS在哪些方面发挥其独特的作用?双方未来的合作主要在哪些方向? 

答:中国船级社作为国家船舶检验的国家队和主力军,在国家双碳目标下,需要CCS发挥技术引领作用和专业技术优势,为国内、国际航运企业的在营运船舶提供关键技术的中国系统解决方案,发出中国声音;加大在航运业减碳、低碳及零碳技术(如新能源及绿色高能效技术等)的研发和推广应用;加快制订航运业减碳、低碳及零碳技术标准规范,抢占制高点和话语权。未来,节能公司与CCS将在船舶能效CFD计算评估、试验验证与咨询服务;船舶能效提升技术解决方案的建议、验证、产品与服务;船舶创新节能技术产品的研发、检验、推广应用与规范标准等方面开深入合作,携手为航运企业提供船舶节能减排系统解决方案和高质量服务,为打造造船强国、航运强国、实现双碳目标贡献力量!

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