美國船舶港口大氣污染防治及對我國的啟示*

馬 冬 肖 寒 白 濤 陳偉程 付云芳

美國船舶港口大氣污染防治及對我國的啟示*

馬 冬 肖 寒 白 濤 陳偉程 付云芳

隨著我國航運業的快速發展，船舶港口排放已成為沿江、沿海地區大氣污染的重要來源之一。美國在船舶港口大氣污染排放控制方面積累了豐富經驗，取得了顯著成效。通過分析美國船舶港口污染防治的最佳實踐，學習借鑒國外先進經驗，針對我國船舶港口污染防治存在的問題提出相應政策建議。

船舶港口污染；排放控制區；排放清單

隨著我國對外貿易的快速增長，航運業取得了長足發展。交通運輸部《2016年交通運輸行業發展統計公報》顯示，2016年全國港口完成貨物吞吐量132億噸，連續多年位居世界首位。[1]由于目前我國船舶港口污染防治水平較低，空氣污染形勢日趨嚴峻，尤其是長三角、珠三角和京津冀等沿海沿江地區，船舶港口排放已成為大氣污染的重要來源之一。

我國船舶港口大氣排放控制工作起步較晚，尚未建立有效的法規政策和監管體系，因此應充分學習借鑒國外先進經驗，提高船舶港口污染防治水平。美國在船舶大氣污染排放控制方面積累了豐富經驗，取得了顯著成效。本文通過分析美國典型船舶港口污染防治最佳實踐，為我國船舶港口污染防治提供借鑒。

一、美國船舶港口污染防治最佳實踐

作為世界經濟最發達國家之一，美國的航運業具有舉足輕重的地位，港口和船舶減排也走在世界的前列，在法律法規、減排措施、排放清單等領域積累了豐富的經驗。[2]

1.積極履行國際公約，建立排放控制區

美國將履行國際公約作為外力，通過設置專門的排放控制區，推動國際航線船舶大氣污染防治。海洋運輸是硫氧化物（SOx）和氮氧化物（NOx）的主要來源之一。減少SOx排放最直接的方法就是降低海運燃油的硫含量。

國際海事組織（IMO）發布的《國際防止船舶造成污染公約》（MARPOL 73/78）是管理船舶空氣污染的重要國際公約。MARPOL公約附則Ⅵ中規定了燃油硫含量上限，作為控制SOx排放的一種手段。從2012年1月1日起，在世界范圍內硫含量上限從4.5%降低至3.5%。自2010年7月1日起，國際海事組織要求進入排放控制區（ECA）的船舶使用硫含量不超過1%的燃油。到2015年1月1日，這一限值進一步降低至0.1%。圖1為國際船舶運輸燃油硫含量現狀及未來變化趨勢。

MARPOL公約還規定了新船的NOx排放。附則Ⅵ中排放限值分為三個階段：Ⅰ階段、Ⅱ階段和Ⅲ階段。Ⅰ階段標準適用于2000年1月1日以后生產的發動機或2000年1月1日以前生產但經過主體改造的發動機。Ⅱ階段標準適用于2011年1月1日之后生產的或在2011年1月1日以后進行過主體改造的船用柴油發動機。Ⅲ階段標準適用于2016年1月1日之后生產的或在2016年1月1日以后進行過主體改造的船用柴油發動機。Ⅲ階段標準將只對航行于ECA的船舶實施。目前只有北美的ECA要求實施Ⅲ階段。

2.制定嚴格的船舶排放標準

通過制定嚴格的新船排放標準，從源頭進行控制。在美國，海洋船舶根據發動機類型被分為三類，包括第一類（C1）、第二類（C2）和第三類（C3）。其中C1和C2發動機的功率為500～8 000千瓦，通常用于港口里面和港口周圍的拖船、推進船、供給船、漁船和其他商用船舶。C3發動機的功率一般在2 500千瓦以上，通常用于大型海運船舶，如油船、大型貨船和集裝箱船等。

北美ECA從2012年8月開始實施。所有C3船舶，無論屬于哪個國家，都必須依照MARPOL公約附則Ⅵ的相應規定使用低硫燃油。另外，2016年以后的新造船駛入北美污染控制區必須達到Ⅲ階段的標準。美國對國內的船舶實施更為嚴格的標準，要求C1和C2類船舶從2007年開始使用硫含量不超過500 ppm的柴油。到2012年，這部分船舶轉換使用15 ppm的超低硫柴油，與道路車輛燃油品質的要求一致。

美國環保局要求從2008年起C1和C2發動機執行非道路發動機美國Ⅲ階段和Ⅳ階段標準，新的和改造的船用柴油發動機都要遵守此標準；C1和C2船舶在2009—2018年期間執行Ⅲ階段非道路發動機標準，并且要求發動機功率在600～3 700千瓦之間的船舶執行Ⅳ階段標準。Ⅳ階段船用發動機排放標準以2007/2010道路發動機標準和Ⅳ階段非道路管理要求為基礎，強調使用排放后處理技術。

在法律法規的執行上，美國做得得相對較好。在船舶方面，法律的執行機構主要是美國海岸警衛隊，它是美國海上唯一的綜合執法機構，隸屬于美國國土安全局。在燃油含硫量的排放上，海岸警衛隊有幾個循序漸進的準則。首先，檢查油品交貨記錄上所記載的油品含硫量，確定船舶使用的油品是否達標；其次，海岸警衛隊還會從油品中抽樣，送實驗室檢測。對不合格的船舶，海岸警衛隊實行罰款。另外，海岸警衛隊重點抽查以前有過違法記錄的船隊，對沒有違法記錄的船隊抽查較少。

在船舶檢驗方面，美國船級社（ABS）通過開發和驗證海洋相關設施的設計、建造和操作標準，保護生命、財產和自然環境的安全。ABS開發了大量的船舶制造和分類“規則”，涵蓋了從離岸移動鉆井平臺、水泥船、精密科研船，到采礦船在內幾乎所有的船舶類型。通過對這些船舶的定期調查，ABS建立起了一系列的分類“規則”，以保證所有船舶均能得到最合理的使用。船級社主要業務是對新造船舶進行技術檢驗，合格者給予船舶的各項安全設施相應證書；根據檢驗業務的需要，制定相應的技術規范和標準。

3.編制船舶港口排放清單

通過編制船舶港口排放清單，可以詳細了解污染物排放總量及分擔率，為制定政策及科學評估環境影響提供數據支持。北美港口的排放清單的編制走在了世界的前列。這和美國的一些獨特的政治結構緊密相關。由于港口需要擴張發展，港口常常要向市政府申請土地和許可。附近的居民常常借此機會要求港口首先清理其在發展過程中所造成的污染。由于達不到附近居民的要求或者不能向附近居民證明港口做出的努力，港口的擴張常常受到限制。美國港口的排放清單編制不僅包括大多數污染物，也包括所有移動源：遠洋船舶、港口船舶、港口機械、鐵路和重型車，有的港口還包括了輕型車。

圖1 MARPOL附則Ⅵ中規定的國際船舶運輸燃油硫含量

4.加強岸電基礎設施建設

岸電可以讓靠港或停放在干船塢中的船關閉輔助發動機使用岸邊電力來為船上供電以保證照明、通風、通信、貨船泵和其他關鍵設備的運行。電力通過當地電網輸送到位于港口的分電站并通過岸電系統中的特殊電力連接裝置輸送到船上。電力的轉換消除了船舶在港期間使用輔助發動機產生的空氣污染排放。

安裝新的岸電系統要求岸邊的基礎設施建設，并且這些基礎設施通常比較昂貴，但可以實現大幅的港口減排。船內的電力基礎設施也很昂貴，但成本隨著設計的流程化和標準化已逐步降低。電網對高峰時期用電的收費和船舶燃料成本的差價是另外的關鍵因素。如果電費和傳統船舶燃料相比有明顯價格優勢，則能大力鼓勵岸電的使用。

岸電作為一種削減船舶對當地SOx排放的可行手段被廣泛應用。加州的港口在使用岸電方面更為積極。《加州靠港船舶規則》要求不斷加大關閉引擎、使用岸電的比例：各船公司掛靠每一個加州港口的船舶使用岸電的掛靠次數占其在該港口總掛靠次數的比例，2014—2016年期間，達到50%；2017—2019年期間，達到70%；2020年之后，達到80%。

5.重視經濟激勵政策的運用

美國通過直接補貼、收取排放稅、采用ESI減免費用等多項經濟激勵政策促進低硫燃料和清潔技術的應用，以削減SOx、PM和NOx的排放。[3]一是實施岸電補貼政策。2004年6月，加利福尼亞州實施“冷靠船”方案，要求貨輪停靠碼頭后關閉船用發電機，改為使用岸電。為了推動該措施實施，在2004年12月，加利福尼亞州委員會通過了一項決議，對使用岸電的港口客戶給予停靠補助。二是征收NOx排放稅。美國聯邦環保局制訂了有關減少船舶污染大氣的稅收政策規定，自2001年起開始征收NOx排放稅，按10 000美元/噸收取，用于支持相關研究及實施降低污染的技術措施。三是制定其他財政政策。如環保船舶指數（ESI）。ESI是由國際港口和港灣協會發布的一個旨在激勵船舶減排的方案。ESI主要針對常規污染物。它將國際標準定為最低標準，船舶只有超過這個標準，才有可能獲得獎勵。比如ECA的國際標準是1%含硫量，只有使用含硫量低于1%的船用柴油的船舶才能獲得獎勵。再如船舶應當達到的發動機標準是Ⅱ階段，只有它達到了Ⅲ階段的標準，船舶才能獲得獎勵。港口一般對達到和超過ESI的船舶減免港口使用費，而一些船東也以自己的船隊超過ESI為榮。

二、美國船舶港口污染防治對我國的啟示

美國在港口和船舶污染方面的工作對我國有很好的借鑒作用，主要體現在三個方面：首先，從中央到地方，各個部門都有不同的手段降低港口和船舶的排放。中央方面，法律法規多一些；地方方面，經濟激勵多一些。法律法規和經濟激勵相輔相成，既保證各個經濟實體處于同一起點，又保證做得比法律法規好的企業受到激勵和表彰。其次，技術手段和經濟手段要結合使用。技術手段，包括岸電、低硫油轉換、油改電等技術措施，已經在美國很多港口大量實踐過，并取得了很好的成效。這就給我國的港口和船舶的節能減排工作提供了借鑒，可以少走很多彎路。最后，美國港口在排放清單的編制方面有多年的經驗，對本地區和部門的排放摸得非常透，這些經驗也可以為我國各級部門所用。

當然美國港口的一些教訓也是我國所應當吸取的。最重要的教訓是美國走了一個先污染后治理的路子。尤其以洛杉磯港和長灘港為甚。這兩個港口之所以下大力氣實行減排是因為他們的港口污染危及周邊社區，而導致社區反對他們進行港口擴建。盡管這兩個港口下了很大的力氣進行了污染治理，但是港口擴建再三推遲，貽誤了商機，造成了經濟上的損失。這是我國港口所應當避免的。

因此，綜合美國港口與船舶減排的經驗和教訓，我們可以得出以下幾點結論。

首先，排放清單是港口和船舶減排的基礎，一個好的排放清單可以為制定減排政策提供有力的數據支撐，同時也為更好地衡量減排的效果做出有效評估。由于資源和時間的限制，政策制定者也許不能在短時間內制定一個全面的排放清單，但可以專門針對船舶制定排放清單。畢竟船舶的排放在港口總排放中占主要部分，解決了船舶污染，港口污染就會明顯降低。如果排放清單不能出臺，政策制定者可以像新加坡或歐洲的一些港口一樣首先出臺一些政策措施，鼓勵減排。這種做法的好處是可以比較快地實施，但是短處也很明顯，如政策制定者仍然不清楚港口和船舶的減排量。另外，當減排措施出臺比較多的時候，無法準確把握各項措施的減排量。

其次，港口和船舶的減排應當政策法規與激勵政策相結合，使用相對成熟的減排技術和手段。政府部門通過各種手段對港口和船舶的減排進行鼓勵或管理。政府使用的強制手段，比如低硫油和發動機升級，可以較快地降低污染排放，讓各個公司處在同樣的起點，有利于公平競爭。經濟激勵手段往往是當政策制定者希望市場參與者能達到更高的減排效果而提供的額外激勵。這些激勵使一些市場參與者，不管是出于企業形象的考慮還是出于競爭力的考慮，都會決定進一步降低排放。另外，通過近十年的實踐，美國已經摸索出了一整套港口和船舶減排的方法，包括船舶減速、低硫油轉換、油改電以及岸電等技術手段。這些手段日臻成熟，可以讓我國的政策制定者少走一些彎路。

圖2 船舶排放占移動源排放比例

最后，港口和船舶減排是一個系統工程，需要各個部門的協調和配合，不僅在于數據采集和排放清單的制定，更在于法律法規出臺以后的執行。美國港口在制定排放清單的時候，是港口、州政府以及地區性的數據系統統一協調，互相配合。而在執行法律法規定的時候，更是州政府、海岸警衛隊和美國環保局互相配合。這些都為我國船舶港口減排提供了重要借鑒。

三、我國船舶港口污染防治現狀及問題

隨著我國經濟的快速發展，航運業取得了長足發展。航運業快速發展的同時，也給大氣污染防治帶來壓力。環境保護部發布的《中國機動車環境管理年報》統計顯示，2015年我國船舶排放SO2、HC、NOx、PM分別為78.8萬噸、2.8萬噸、121.4萬噸、11.9萬噸，其中NOx和PM占移動源排放的10%和12%。[4]圖2為我國船舶NOx、PM排放占移動源排放的比例。

雖然從全國來看，船舶排放只占移動源排放的10%左右，但在沿江、沿海及港口城市已成為重要污染源之一，呈明顯的區域性。我國上海、廣東、江蘇及香港地區對船舶和港口大氣污染物排放狀況研究顯示，船舶港口排放已成為重要的排放源之一。香港環境保護署發布的2015年度香港空氣污染物排放清單顯示，水上運輸SO2、NOx、可吸入懸浮粒子（RSP）及微細懸浮粒子（FSP）排放分擔率分別達到59%、37%、34%及39%，已成為城市污染最大的排放源。

船舶及港口排放已成為城市和區域空氣污染的重要貢獻者，我國在船舶港口污染防治、油品質量等領域還面臨諸多問題，需要盡快采取措施加以控制。

（一）船舶

國家現在對車輛的尾氣排放給予了足夠的重視，全國各地相繼出臺了機動車排氣污染防治相關規定，機動車的尾氣排放得到了較好的控制，但對船舶排氣污染防治卻相對滯后。主要體現在：

1.新生產船舶發動機管理薄弱

自2015年10月1日起，我國對小于37千瓦的船舶發動機實施第三階段污染物排放標準，并開展了環保達標管理。2016年8月，環境保護部發布《船舶發動機排氣污染物排放限值及測量方法（中國第一、二階段）》（GB15097—2016），對我國大于37 千瓦的船舶發動機污染物排放進行規范，2018年7月1日正式實施，目前尚未開展新生產船用發動機環保達標監督檢查工作。[5]

2.在用船舶排放缺乏有效監管

我國對船舶大氣污染控制僅局限于新建造船舶，并未針對在用船舶提出大氣污染控制的相關要求。目前船舶檢驗主要為安全檢驗，除遠洋船舶需要滿足國際公約的排放要求外，內河及沿海船舶尚未開展大氣污染物排放檢驗。

3.涉及部門多，監管難度大

目前，我國民用船舶主要由交通運輸部和農業部管理，其中，營運性船舶由交通運輸部海事局管理，船舶航運由交通運輸部水運局負責，船舶檢驗由中國船級社負責。漁業船舶由農業部漁政局管理，船舶檢驗由農業部船檢局負責。船舶數量多，流動性強，監管難度大。

4.排放清單基礎研究薄弱

建立船舶大氣污染物排放清單是控制大氣污染物排放的基礎工作，目前我國部分地區已經開展相關研究，尚未建立國家和地方層面的船舶港口排放清單。由于缺乏系統的、全面的船舶保有量及活動水平統計數據，無法準確獲得各類船舶的排放清單。

（二）港口

我國港口污染防治還沒有建立起系統的監管措施，港口基礎設施落后，岸電設施不足，港作機械電氣化水平不高，缺乏港口設備及在港船舶空氣污染方面的相關標準。

建立港口排放控制區（ECA）是實現港口污染防治的重要手段之一。目前世界上已設有波羅的海、北海、北美及美國加勒比海四大排放控制區。2015年12月交通運輸部印發了《珠三角、長三角、環渤海（京津冀）水域船舶排放控制區實施方案》，要求自2017年起，控制區內船舶逐步使用硫含量不高于0.5%的燃油。與國際排放控制區相比，我國設立的排放控制區還存在一定的差距。

1.硫含量水平高

自2015年開始，國際排放控制區硫含量水平已達0.1%，而我國船舶排放控制區硫含量標準為0.5%，2017年先從核心港口開始實施，2019年才全面實施。

2.實施范圍小

從實施范圍來看，國際排放控制區為海基線200海里，而我國的船舶排放控制區為12海里。國際排放控制區要求船舶在進入控制區就開始換油，而我國2017年開始僅對船舶進入核心港口靠岸停泊提出要求，2019年才全面實施。

3.覆蓋港口少

國際排放控制區為統一封閉的區域，而我國的排放控制區僅涵蓋珠三角、長三角、環渤海（京津冀）三大重點水域，其他水域沒有限制，如大連、青島、廈門等港口。船舶為移動污染源，只有全面覆蓋才能有效控制。

（三）油品

油品質量直接影響船舶排放水平。我國境內船用油按燃料類型來看主要包括普通柴油和船用燃料油。普通柴油主要用于內河船和江海直達船，船用燃料油主要用于沿海船和遠洋船。按供給對象來看主要包括保稅油和內貿油。保稅油主要用于國際航線船只，內貿油主要用于國內航線船只。[6]

2015年5月，發改委等七部門印發《加快成品油質量升級工作方案》，提出自2017年7月1日起，全國全面供應“國Ⅳ”標準普通柴油（硫含量50 ppm）。2018年1月1日起，全國供應“國Ⅳ”標準普通柴油（硫含量10 ppm）。除保稅油有相對嚴格的監管外，內貿油監管相對薄弱。在生產環節，由于內貿油市場準入門檻低，經營單位多，監管薄弱。在流通環節，船舶主要通過水上加油站（船）進行加油，一般在船舶停泊裝卸貨物時，采用加油船進行加油，從而節省停靠時間。由于水上加油站（船）流動性強，監管困難，油品生產、流通涉及海事、工商、質檢、商務等多個部門，各部門職能劃分不清、缺乏協調，人員設備等能力建設不足，導致船用油品市場監管薄弱，品質無法保證，直接影響船舶污染物排放水平及航行安全。

四、中國船舶港口污染防治建議

隨著我國運輸船舶數量日益增加，船舶已成為港口城市大氣污染的主要排放源，污染形勢非常嚴峻。美國在船舶大氣污染排放控制方面積累了豐富經驗，取得了顯著成效。充分學習借鑒國外先進經驗，結合我國船舶港口污染防治現狀，建議開展以下工作：

1.編制國家和地方船舶港口排放清單

建立船舶港口大氣污染物排放清單是控制船舶港口大氣污染物排放的基礎工作。目前我國部分地區已經開展相關研究，但尚未正式建立國家和地方層面的船舶港口排放清單，缺乏系統的、全面的研究。應盡快編制《船舶港口大氣污染物排放清單編制指南》，通過測定船舶排放因子，調查統計船舶保有量、活動水平、技術狀況等，建立國家和地方船舶港口排放清單，準確評估船舶港口污染現狀，為“十三五”期間加強船舶港口污染物控制提供重要支撐。

2.加快推進船舶排放控制區實施

實施排放控制區是加強船舶港口污染防治的重要手段之一。在實施《珠三角、長三角、環渤海（京津冀）水域船舶排放控制區實施方案》的同時，研究設立國際排放控制區的可行性，盡快實現與國際接軌。加快出臺排放控制區配套政策，制定相關技術標準，推進信息共享，開展聯合執法，建立監督管理聯動機制，共同推動排放控制區方案的有效實施。加強低硫燃油的生產和供應，開展油品監督檢查，確保油品質量。對船舶使用低硫燃油、岸電，船舶標準化和淘汰老舊船舶，船舶改造升級和應用清潔能源等實施資金補貼、便利運輸等優惠措施。

3.加強船用油品全過程監督管理

嚴格實施普通柴油、船用燃料油標準，加強生產、進口環節質量監管，強化源頭控制。制定船用油品監督管理辦法，交通海事、漁業、工商、質檢、商務等部門加強協調，建立信息共享及聯動機制。加強行業自律，提高市場準入，規范市場服務，建立企業信用體系，實行分級管理。加強油品生產、進口、流通、使用等環節監督抽檢，嚴厲打擊假冒偽劣、非法生產、銷售和使用劣質船用油品等行為，加大處罰力度。加強監測能力建設，利用遙感、無人機等先進監測技術手段，加強油品質量監管。開展船用油品檢測國際合作，尤其是“一帶一路”沿線國家，加強檢測數據共享，形成全球監測網絡。

4.開展國際交流與合作

組織國內外主要港口、政府管理部門、科研機構通過技術交流、會議、培訓等方式開展國際交流，重點圍繞排放控制區的設定與實施、船舶港口污染排放清單的編制、船舶港口污染控制政策法規的制定、船舶港口污染減排技術研發及應用等內容開展合作，進一步加強我國船舶港口污染防治能力。

[1]中華人民共和國交通運輸部.2016年交通運輸行業發展統計公報[R].2017-04-17.

[2]李麗平,等.借鑒美國經驗控制我國船舶大氣污染[J].環境保護,2015(1):64-66.

[3]肖鐘熙.我國建設綠色港口和建立排放控制區的思考[J].水運管理,2013(6):18-24.

[4]中華人民共和國環境保護部.2017年中國機動車環境管理年報[R].2017-06-03.

[5]船舶發動機排氣污染物排放限值及測量方法(GB15097-2016)(中國第一、二階段)[S].

[6]黃金珠.中國燃料油市場現狀與展望[J].中外能源,2013(9):73-78.

10.16176/j.cnki.21-1284.2017.11.006

*項目資助：科技部國家重點研發計劃項目 “移動源排放標準評估及制修訂方法體系研究”（2016YFC0208000）

馬冬（1981—），男，中國環境科學研究院，高級工程師，碩士。

肖寒（1977—），男，中國環境科學研究院，工程師，碩士。

白濤（1977—），男，中國環境科學研究院，工程師，碩士。

陳偉程（1982—），男，中國環境科學研究院，工程師，碩士。

付云芳（1982—），女，中國環境科學研究院，工程師。