德國(guó)漢堡港阿爾托那郵輪碼頭綠色岸電經(jīng)驗(yàn)及啟示

杜　譞　李宏濤　溫源遠(yuǎn)

(環(huán)境保護(hù)部環(huán)境保護(hù)對(duì)外合作中心，北京　100035)

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德國(guó)漢堡港阿爾托那郵輪碼頭綠色岸電經(jīng)驗(yàn)及啟示

杜譞李宏濤溫源遠(yuǎn)

(環(huán)境保護(hù)部環(huán)境保護(hù)對(duì)外合作中心，北京100035)

【摘要】近年來隨著貨運(yùn)和客運(yùn)量增長(zhǎng)，靠港船舶排放逐漸成為影響沿海港口城市空氣質(zhì)量的重要問題。在歐洲，船舶是污染大氣最嚴(yán)重的交通工具，部分港口應(yīng)用靠港船舶岸上電源系統(tǒng)供電(岸電)技術(shù)作為解決船舶排放的重要舉措。當(dāng)前，隨著我國(guó)霧霾“攻堅(jiān)戰(zhàn)”的持續(xù)深入，船舶污染亟待管控。本文以德國(guó)漢堡港的阿爾托那郵輪碼頭綠色岸電為例，解析其對(duì)策理念、工程設(shè)計(jì)、法規(guī)政策、融資途徑、社會(huì)參與等情況，以期為我國(guó)制定綠色岸電推廣政策、減少船舶污染物排放、改善環(huán)境空氣質(zhì)量提供有益借鑒。

【關(guān)鍵詞】船舶污染；綠色岸電；空氣質(zhì)量

漢堡港是德國(guó)最大的港口，歐洲第二大集裝箱港，也是世界最大的自由港，郵輪數(shù)量眾多，貨運(yùn)船舶量不斷增長(zhǎng)。2013年，漢堡港停泊過的船舶數(shù)量約為20，000艘，其中郵輪為178艘，2025年將增加到300艘以上。漢堡市船舶污染是氮氧化物(NOx)的首要來源，排放分擔(dān)率達(dá)到38%，可吸入顆粒物(PM10)的排放分擔(dān)率達(dá)到17%，僅次于工業(yè)和機(jī)動(dòng)車污染。停靠船舶排放的空氣污染成為漢堡港的巨大挑戰(zhàn)，尤其是能耗高、排放高的郵輪，已成為德國(guó)和歐盟的關(guān)注焦點(diǎn)。

圖1　漢堡2012年各行業(yè)的污染物排放分擔(dān)率

1阿爾托那郵輪碼頭岸電工程

1.1對(duì)策理念系統(tǒng)化

為了應(yīng)對(duì)日益增多的郵輪和貨運(yùn)船舶，滿足歐洲法律規(guī)定并改善漢堡市空氣質(zhì)量，漢堡市政府與漢堡港務(wù)局(HPA)聯(lián)合確定實(shí)施“智慧港口能源”總體方案，倡議系統(tǒng)性地減少港口區(qū)域污染和降低能耗。“智慧港口能源”方案的四大支柱為可再生能源、能源效率、智慧能源和移動(dòng)性。其中的“移動(dòng)性”支柱主要關(guān)注通過創(chuàng)新減少非道路移動(dòng)源有害排放物，其中一個(gè)子項(xiàng)目為阿爾托那郵輪碼頭岸電項(xiàng)目。

漢堡經(jīng)濟(jì)事務(wù)、運(yùn)輸和創(chuàng)新部(BWVI)與漢堡港務(wù)局合作推動(dòng)阿爾托那郵輪碼頭岸電項(xiàng)目，由漢堡港務(wù)局具體負(fù)責(zé)實(shí)施，自2011年12月開始修建阿爾托那岸電設(shè)施，從2015年第三季度開始為停靠在該碼頭的郵輪提供岸電服務(wù)。阿爾托那岸電設(shè)施使用可再生能源供電，將減少一半以上CO2排放，同時(shí)降低大氣污染。

1.2法律法規(guī)完備化

1.2.1歐盟相關(guān)法律法規(guī)

阿爾托那郵輪碼頭岸電項(xiàng)目需要遵守歐盟空氣質(zhì)量、船舶排放、能源消耗等方面法律法規(guī)。歐盟頒布2005/33/EC指令，從2010年1月1日開始，強(qiáng)制要求在歐盟港口停泊(包括錨泊、系浮筒、碼頭靠泊)超過2小時(shí)的船舶在港期間必須使用硫含量低于0.1%的燃料油或者停掉所有輔機(jī)使用岸電。歐盟《環(huán)境空氣質(zhì)量指令》(2008/50/EC)要求各成員國(guó)到2015年將城市地區(qū)的可吸入顆粒物含量控制在年平均濃度20微克/立方米以下。此外，歐盟制定了航運(yùn)業(yè)大氣排放的法規(guī)，并且提出2020年前將歐洲能源消耗減少20%的總體目標(biāo)。

1.2.2全歐交通網(wǎng)絡(luò)指導(dǎo)方針

由于阿爾托那郵輪碼頭岸電項(xiàng)目獲得全歐交通網(wǎng)絡(luò)(TEN-T)項(xiàng)目的資助，也需要遵守TEN-T指導(dǎo)方針中與船用岸電設(shè)施建設(shè)相關(guān)的條款和要求。

表1　全歐交通網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目指導(dǎo)方針的相關(guān)規(guī)定

1.2.3項(xiàng)目建設(shè)相關(guān)的其他法律法規(guī)

除了歐盟有關(guān)指令以及TEN-T指導(dǎo)方針之外，下表列出了阿爾托那郵輪碼頭岸電項(xiàng)目在建設(shè)和運(yùn)營(yíng)過程中需要考慮的一些法規(guī)：

此外，所有施工活動(dòng)必須遵守德國(guó)的法律，如《聯(lián)邦排放控制法》及實(shí)施細(xì)則和《聯(lián)邦自然保護(hù)法》及漢堡相關(guān)的實(shí)施細(xì)則。

1.3工程設(shè)計(jì)科學(xué)化

靠港船舶使用岸電是指船舶在靠港以后，利用電纜連接岸上供電系統(tǒng)和船舶受電系統(tǒng)，關(guān)停船舶自身輔機(jī)燃油發(fā)電，以達(dá)到減少排放的目的。阿爾托那岸電設(shè)備在全球技術(shù)領(lǐng)先，其變頻換流站可根據(jù)不同的能源需求進(jìn)行頻率變換，供電裝置可以移動(dòng)并能滿足不同郵輪的連接需求。該工程旨在減少郵輪的污染物排放，但也為未來推廣到貨船等各類船舶做好鋪墊。

岸電可采用碼頭發(fā)電或者將裝置連接到城市主干電網(wǎng)兩種方式，阿爾托那郵輪碼頭的岸電設(shè)施與漢堡10kV中高壓主干電網(wǎng)相連，電力通過電纜傳輸?shù)酱a頭變頻換流站，轉(zhuǎn)換為郵輪船舶合適的頻率，可向載有2500名乘客的郵輪提供12MVA/6.6kV/60Hz或12MVA/11kV/60Hz的電源。變頻換流站至關(guān)重要，可將頻率從10kV/50Hz分別轉(zhuǎn)換到11kV/60Hz或6.6kV/60Hz。變頻換流站通過供電裝置輸向郵輪輸送電力，阿爾托那郵輪碼頭岸電項(xiàng)目供電裝置擁有靈活的機(jī)械手臂，不但能夠隨著船舶一起移動(dòng)，而且能適應(yīng)不同規(guī)模的潮汐。項(xiàng)目通過船側(cè)的遙控裝置來控制機(jī)械手臂，因此無需地勤人員。由于郵輪的尺寸大小以及對(duì)岸基電源高度的要求不同，建造和裝備滿足個(gè)體需求的供電裝置非常重要。由于可以水平和垂直移動(dòng)，阿爾托那郵輪碼頭岸上的供電設(shè)備具備足夠的靈活性。

表2　項(xiàng)目需考慮的歐盟及國(guó)家法律

圖2　岸電基本原理

1.4融資渠道多元化

郵輪岸電成本大大高于渡輪或集裝箱運(yùn)貨船的普通岸電裝置。一方面為了滿足大量的郵輪電力需求，必須使用成本高昂的主干電網(wǎng)連接設(shè)備。另一方面，還要需要適應(yīng)不同的頻率，郵輪上的電網(wǎng)頻率為北美電網(wǎng)的60Hz，而歐洲電網(wǎng)供電頻率為50Hz，因此，需要安裝高成本的變頻換流設(shè)備以適應(yīng)不同電力需求。

阿爾托那岸電設(shè)施建設(shè)成本高達(dá)1000萬歐元，而運(yùn)營(yíng)成本達(dá)到8.4萬歐元，該項(xiàng)目開發(fā)與建設(shè)一直受到歐盟的補(bǔ)貼。歐盟委員會(huì)經(jīng)全歐交通網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目(TEN-T)2007至2013年間提供355萬歐元資助歐洲的交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和升級(jí)項(xiàng)目，全歐交通網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目在2014至2020年期間總預(yù)算將達(dá)到262億歐元。與此同時(shí)，歐盟“地平線2020”計(jì)劃資金規(guī)模為800億歐元，也將為能源、環(huán)境和氣候、創(chuàng)新以及運(yùn)輸領(lǐng)域提供資金支持。此外，漢堡港務(wù)局已向德國(guó)聯(lián)邦環(huán)境、自然保護(hù)、建筑和核安全部申請(qǐng)了“生態(tài)創(chuàng)新方案”項(xiàng)目。

1.5項(xiàng)目參與社會(huì)化

政府、企業(yè)不同程度參與了阿爾托那郵輪碼頭岸電項(xiàng)目，各司其職，實(shí)現(xiàn)多方共贏。

漢堡港務(wù)局負(fù)責(zé)規(guī)劃、開發(fā)和實(shí)施該項(xiàng)目。總承包商則是漢堡市“西門子”子公司。經(jīng)濟(jì)事務(wù)、交通和創(chuàng)新部以及城市發(fā)展和環(huán)境部作為漢堡地方機(jī)關(guān)直接參與項(xiàng)目，分別負(fù)責(zé)基礎(chǔ)設(shè)施以及環(huán)境事務(wù)，研究漢堡市開發(fā)可持續(xù)和環(huán)境友好型郵輪旅游業(yè)務(wù)。停靠漢堡港的郵輪公司是項(xiàng)目的客戶。其中，“AIDA”公司的郵輪經(jīng)常停泊在漢堡港口，該公司在項(xiàng)目規(guī)劃過程中已對(duì)項(xiàng)目提供了支持，在一條郵輪(AIDAsol) 裝配了岸電基礎(chǔ)設(shè)施，參與了概念設(shè)計(jì)。

此外，郵輪碼頭以及漢堡周邊居民雖然沒有直接參與項(xiàng)目，但他們是該項(xiàng)目最大受益者之一，有害排放得到了明顯削減，將有助于提高當(dāng)?shù)厝嗣竦纳钯|(zhì)量。

表3　成本和融資計(jì)劃概述

2全球其他岸電工程的情況

2.1德國(guó)類似的岸電項(xiàng)目

德國(guó)另一個(gè)創(chuàng)新項(xiàng)目是漢堡哈芬市郵輪碼頭岸電項(xiàng)目，與阿爾托那碼頭不同，該項(xiàng)目沒有采用主干電網(wǎng)供電，而是利用移動(dòng)充電駁船供電。該項(xiàng)目采用76米長(zhǎng)的電力駁船應(yīng)用液化天然氣或智能電力系統(tǒng)，靠岸時(shí)在一個(gè)體積小而高效的熱電站中充電，然后將電能通過電力基礎(chǔ)設(shè)施終端供應(yīng)給船舶。項(xiàng)目成本為200萬歐元，此類創(chuàng)新型混合動(dòng)力充電船具備更大的靈活性。第一艘充電船于2014年10月抵達(dá)漢堡，終端基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)自2014年10月開始，并于2014年底完成。終端項(xiàng)目的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)費(fèi)用在地方上由漢堡市資助，在國(guó)家層面上則由聯(lián)邦環(huán)境、自然保護(hù)、建設(shè)和核安全部提供資助。混合動(dòng)力駁船項(xiàng)目的開發(fā)和投資由私營(yíng)企業(yè)負(fù)責(zé)。

2.2全球其他類似的岸電項(xiàng)目

在全球范圍內(nèi)，世界主要港口通過“世界港口氣候計(jì)劃”達(dá)成了承諾，在繼續(xù)行使交通運(yùn)輸和經(jīng)濟(jì)中心職能的同時(shí)，減少港口運(yùn)營(yíng)的溫室氣體排放，在世界主要港口推廣岸電。下表列出了包括貨船在內(nèi)的全球岸電概況。

表4　提供岸電的港口

3對(duì)我國(guó)綠色岸電發(fā)展的啟示

全球十大港口，我國(guó)占據(jù)八席，吞吐量約占全球四分之一，船舶和港口污染嚴(yán)重影響空氣質(zhì)量和居民健康，發(fā)展綠色岸電是實(shí)現(xiàn)我國(guó)航運(yùn)和港口城市綠色發(fā)展的有效途徑。

一是優(yōu)化發(fā)展理念。貫徹落實(shí)創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的發(fā)展理念，積極倡導(dǎo)“以電代煤、以電代油”，開展港口岸電替代工作，促進(jìn)節(jié)能低碳清潔的內(nèi)河航運(yùn)以及海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

二是嚴(yán)格執(zhí)行法律法規(guī)政策。落實(shí)《大氣污染防治法》《船舶港口污染防治專項(xiàng)行動(dòng)實(shí)施方案(2015-2020)》《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》等政策法規(guī)要求，新建碼頭配套建設(shè)岸電設(shè)施，現(xiàn)有碼頭逐步改造增加岸電設(shè)施，船舶優(yōu)先使用岸電，重點(diǎn)推進(jìn)珠三角、長(zhǎng)三角、環(huán)渤海(京津冀)排放控制區(qū)主要港口岸電設(shè)施建設(shè)。

三是推動(dòng)建立激勵(lì)機(jī)制。對(duì)岸電建設(shè)以及使用岸電的船舶進(jìn)行財(cái)政補(bǔ)貼，降低岸電建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本，引導(dǎo)靠港船舶使用岸電，開展碼頭岸電示范項(xiàng)目建設(shè)，加快港口岸電設(shè)備設(shè)施建設(shè)和船舶受電設(shè)施設(shè)備改造。

四是加快技術(shù)研發(fā)推廣。針對(duì)國(guó)際航行、沿海船舶的高壓岸電供電系統(tǒng)和內(nèi)河、港作、公務(wù)船舶的低壓岸電供電系統(tǒng)，開展岸電設(shè)備、岸船接口、船上油路電路切換等關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)和推廣。

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作者簡(jiǎn)介：杜譞，高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)槿颦h(huán)境政策研究

通訊作者：李宏濤，高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)槿颦h(huán)境政策研究

中圖分類號(hào)：X21

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673-288X(2016)04-0040-04

Experience and implications of the Onshore Power Supply FacilityattheCruiseTerminalAltonainHamburg，Germany

DU XuanLI HongtaoWEN Yuanyuan

(Foreign Economic Cooperation Office，Ministry of Environmental Protection，Beijing 10035，China)

Abstract：This paper introduced the experience of onshore power supply facility at the Cruise Terminal Altona in Hamburg，Germany，analyzed the concepts，engineering design，policies and regulations，financing channels，social participation，in order to support for policies of green onshore power promotion，reduction of the ship emission，and air quality improvement.

Keywords：ship pollution；green shore power；air quality

引用文獻(xiàn)格式：杜譞等.德國(guó)漢堡港阿爾托那郵輪碼頭綠色岸電經(jīng)驗(yàn)及啟示[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2016，41(4)：40-43.