現有船能效要求實施中需要關注的問題

中國船級社 石 珣

關于現有船能效的MARPOL附則VI修正案已于日前結束的海洋環境保護委員會第76次會議（MEPC 76）正式通過，與之相應的技術導則經由MEPC 75會后通信工作組的討論制定和第八次溫室氣體會間會（ISWG-GHG 8）的審議之后，也于本次MEPC 76會議正式批準。在新通過的MARPOL附則VI綜合文本中規定，現有船技術能效EEXI的核查將在法規生效后的第一次年度檢驗、中間檢驗或換證檢驗（取早者）完成。船舶營運能效的年度驗證和評級也將在2023年正式開始。雖然EEXI和CII相關的技術規則已經出臺，但在具體執行層面仍可能存在一些問題，本文擬就這些船舶在EEXI和CII計算驗證中可能遇到的問題進行探討，為業界從容應對新規落地提供參考。

EEXI與EEDI的協同與差異

現有船技術能效（EEXI）要求的制定脫胎于新造船能效設計指數（EEDI），其所適用船型也與EEDI要求一致，各船型Required EEXI的設定基本等同于2022年4月1日生效的對新造船的Required EEDI要求。船舶EEXI在計算驗證方面也基本沿襲了EEDI計算導則和驗證導則的框架，但與EEDI相關導則相比，船舶Attained EEXI計算參數的選取更為靈活，驗證方法也更為多元。

首先，是主機功率PME的計算。EEXI計算中，對采用非永久性主機功率/軸功率限定的船舶，PME取75%（ 部 分LNG船舶，該比例系數為83%）主機額定功率（MCR）或者83%限定后功率（MCRlim），二者取小， EEDI的PME計算則僅與船舶主機MCR掛鉤。對采用非永久性主機功率/軸功率限定船舶計算EEXI時PME對MCRlim的比例，從MEPC 75會后通信工作組報告到ISWGGHG 8會議報告，有了明顯的改動。在MEPC 75會后通信工作組呈報MEPC 76會議的EEXI計算導則草案中，對非永久性功率限定情況，PME取75% MCRlim，與EEDI計算中PME對MCR的比例相同，但ISWG-GHG 8會議出于對EEDI與EEXI計算框架 “一致性”的考慮，將PME的計算調整為75% MCR或者83% MCRlim，二者取小。對此，參照圖1可以有個比較清晰的理解。

圖1 PME計算取值示意圖

對EEDI船舶，見圖左側，在EEDI裝載下主機額定功率（MCR）可以分為用于靜水下航行的PME（75%MCR）、用于克服風浪以保證正常商業運營的Sea margin（15% MCR）和用于惡劣海況等極端情況下保證船舶安全航行的Engine margin（10%MCR）三個部分。對采用非永久性主機功率/軸功率限定的現有船舶，按照現行導則體系要求可以在惡劣海況等極端情況下釋放被限定功率（即儲備功率）以保證船舶的航行安全，換而言之，對該類船舶而言其Engine margin的功能已由儲備功率承擔，MCRlim中僅包括了PME和Sea margin兩個部分（參照圖1右側）。因此，對采用非永久性主機功率/軸功率限定的船舶，PME對MCRlim的占比為83%。同時，考慮到對主機功率/軸功率限定較少的船舶可能存在83% MCRlim大于EEDI計算PME取值75% MCR的情況，最終EEXI計算導則中規定，對采用非永久性主機功率/軸功率限定的船舶，PME取75% MCR或者83% MCRlim，二者取小。

對于這一修改，首當其沖的影響是對希望采用限定功率方式滿足EEXI要求的船舶，其需要將主機功率限定在一個更小的MCRlim上才能滿足既定要求。很多評論將這一修改解讀為增加了現有船滿足EEXI要求的難度，其實嚴格來說，船舶滿足EEXI要求的功率點PME并沒有改變，改變的只是船舶日常運營可以使用的功率范圍，換而言之，船舶在不釋放儲備功率的情況下，所能達到的最大航速變小了。相應地，船舶在實際運營中所能體現的經濟價值也必然受到影響。

另一個比較顯著的影響就是，對于與Required EEXI僅有些微差距的船舶，采用限定功率方法以滿足EEXI要求這一選項的優先級將大大降低。根據75% MCR或者83%MCRlim兩者取小的規定，很容易可以分析出，如果船舶的限定后功率大于船舶額定裝機功率的90%，EEXI計算時PME的取值將保持75%MCR不變，也就是說只有功率限定值小于90% MCR之后才會真正影響到船舶的Attained EEXI，但如果為了些微的EEXI變化而對主機功率做10%以上的調整，將極大影響船舶的經濟性，得不償失。

同時，需要特別強調的是，根據MEPC 75及會后空氣污染和能效通信工作組的討論來看，EEXI提出的采用限定功率方式以滿足船舶技術能效要求的思路后續還將被引入到EEDI要求框架中，以解決新造船舶需同時滿足EEDI要求與最小推進功率要求之間的矛盾。雖然因為時間關系本次MEPC 76未能就這一部分EEDI要求的升級修訂進行詳細討論，但EEXI計算導則提出的PME對MCRlim比例與PME對MCR比例不同的思路無疑也將被引入到EEDI計算導則中。

除了對主機功率PME取值的調整，本次會議通過的系列導則與此前通信工作組報告的另一大的區別就是擴大了數值水動力計算（CFD）方法的使用范圍。在EEDI驗證中，CFD方法僅可以替代螺旋槳敞水試驗，以及經母型船試驗結果驗證后評估船舶附體對船舶快速性的影響。但是在EEXI驗證導則中規定，經由驗證方批準的經母型船試航或模型試驗結果確認或修正的數值模型和方法可以直接作為模型試驗的替代。這一規定將大大擴大CFD方法在EEXI航速計算中的應用。雖然ITTC已經就CFD方法的應用給出了建議程序，但是不同的網格劃分策略、求解模式、不同軟件的差異，甚至是軟件使用者水平和習慣的差別都會影響到最終的預報結果。此時，驗證方的判別標準就將成為某一CFD方法是否可以替代模型試驗的關鍵因素。就如何認定可以接受的合理的CFD方法和數值模型的邊界方面，部分成員國和國際組織正在積極開展相關的研究工作。可以預見的是，如果CFD方法的拓展使用為EEXI計算驗證所接受，其在EEDI計算驗證中的應用范圍也很可能被擴展。

其實不僅僅是在CFD方法的應用上，在一些EEXI計算參數的取值上，也需要驗證方對其設定邊界或者進行澄清。比如，對LNG船，為避免發動機或鍋爐中過量的蒸發氣釋放到大氣中或進行不必要的熱氧化而對蒸發氣進行燃燒所消耗的功率，經驗證方批準，可從PME中扣除；再比如，對輔機計算功率PAE的計算，可以取EEXI驗證前實際運營中的年度平均值。所有這些都需要驗證方提出明確的方法進行考核和計入。可見，考慮到EEXI驗證所針對的現有船在相應數據的獲取難度上高于EEDI新造船，EEXI相關配套導則在計算參數的選取上給予了船舶更大的自由度，同時也對相關導則的實施監督提出了更高的要求。

作為船舶技術能效的兩個指標EEDI和EEXI具有高度的相似性，但是在具體執行上，EEXI相較EEDI而言，在計算和驗證上都有著更大的空間。雖然EEXI要求是EEDI要求在現有船上的延伸，但是在EEXI框架下制定的技術規則也會反過來影響到EEDI要求的修訂，而后續關于創新型節能技術的評估規則也會同時滲透到兩份導則之中。隨著時間的推進，兩套框架和技術要求可能會走向高度的融合。

CII的當下與未來

雖 然ISWG-GHG 8和MEPC 76在對CII相關的四份技術導則尤其是其中的G3 CII折減系數導則的討論中意見分歧很大，雖然仍有部分問題留待MEPC 76會后成立的降低碳強度通信工作組進行解決，MEPC 76還是如期通過了CII相關的系列技術導則，對不同船型的CII指標、CII基線、2023年至2026年CII相對基線的折減系數和不同船型的CII分級要求給出了明確的規定。

在CII指標方面，不出意料地以載重噸和總噸作為載貨量（Capacity）的AER和cgDIST當選為船舶的CII強制指標【CII適用的12種船型中，滾裝貨船（車輛運輸船）、客滾船和豪華郵輪的CII指標為cgDIST，其余船型為AER】。雖然這樣的指標選擇會帶來“空載營運能效反而最好”的矛盾，但這兩個指標是目前IMO DCS唯二可支持的指標。為了配合后續CII的強制實施，MEPC 76會后降低碳強度通信工作組將對DCS數據報告格式進行修訂，并同時制定CII自愿指標數據的報告格式。綜合新造船EEDI數據從IACS上報到強制收集的轉變，結合目前CII強制指標的“天然缺陷”，可以推測，對目前CII自愿指標的強制上報可能只是時間問題。

在MEPC 75會后通信工作組呈報給MEPC 76的CII折減系數導則草稿中，給出了對不同船型規定相同折減系數和區分制定折減系數兩種方案，最終MEPC 76通過的CII折減系數導則選擇了前者。這看似是一種公平，但事實上不同船型因其設計特征的差異，在降低AER/cgDIST方面的潛力是不同的，相較具有較大降速潛力的快船，對散貨船、液貨船這樣的慢船，尤其是存在貨品加熱等問題的液貨船，如何在2023年之后一段較長的時期內保持營運能效的持續提升，對船東來說不是個容易解決的問題。同時，對國際航運的整體來說，隨著每年船隊的更新、船舶的大型化發展等，正常情況下保持每年營運能效的持續小幅提升并不困難，但是對單船而言，在天氣、經濟、航線、貨運量等一切外界因素都不變的情況下，隨著船齡的提升，船舶的營運能效是在逐年降低的，只有不斷采取新的技術能效或者營運能效改進措施實現能效“躍遷”才可能做到長久的“保級”。

如果說業界對2026年之后的CII折減系數值和未來的CII指標調整等問題尚可以保持冷靜的觀望態度，那么對CII計算中的油耗折減和/或航段免除這一問題的答案可以用“翹首以盼”來形容。在過去的MEPC 76會議上，各個國家和組織就G1 CII計算導則中給出的針對特殊貨物、航段等計算CII時的油耗修正和航段免除問題提出了18份評論性提案。考慮到這一問題的復雜性，最終MEPC 76決定將該部分內容從G1導則中刪除，改由MEPC 76會后通信工作組制定專門的G5 CII計算修正導則統一解決。考慮到導則出臺可能會引發的市場對特殊貨物、特別航段、特定船型的反饋，可以想見G5導則才是CII要求或者說現有船能效要求框架落地的“最后一只靴子”。

新規落地應對建議

與CII側重船舶的年度 “臨場發揮”不同，EEXI一早就明確了考核要求和考核步驟，結合IAPP證書年度、中間或換證檢驗（取早者）完成審核的要求也為業界積極推進為滿足EEXI要求而進行船舶改造加了一劑助推。雖然說船舶技術能效水平與營運能效有一定的正相關性，但EEXI考核的是船舶在靜水下的理想能耗，CII考察的卻是風浪條件下船舶的真實油耗。不同的節能裝置或節能措施在靜水狀態下的效果與波浪狀態下可能會有很大差異，因此建議船舶在進行升級改造時，從EEXI評估與CII評估的整體性考量出發，對改造后船舶在靜水下的快速性及在風浪條件慣常裝載下的油耗進行綜合分析，以選取合適的升級改造方案。同時，建議公司基于已批準的CII相關導則盡早開展船舶歷年的營運能效水平評估，識別出影響船舶營運能效水平的關鍵項，根據CII要求的發展趨勢，對單船的升級改造和船隊的航線、運力、船舶更新做好規劃。

為協助船東做好應對工作，中國船級社已針對國際航運碳強度新規出臺了一攬子服務方案，包括：

1、船舶/船隊技術能效（EEXI）計算、評估和預驗證

2、船舶/船隊營運能效（CII）計算、評級與預驗證

3、船舶/船隊相應船型EEXI/CII對比分析

4、提高船舶EEXI與CII的技術與措施，及其評估驗證

5、航運碳強度規則咨詢與培訓

同時，作為MEPC 76會后降低碳強度通信工作組成員，中國船級社將會在后續規則制定中依托自身優勢繼續發揮好紐帶作用，回應船東關切，維護船東權益，通過新的價值評判標準協助提高船舶的市場競爭力，攜手業界，一起迎接航運碳強度新時代的來臨。