雙碳背景下集裝箱堆場能耗研究

鄭林杰，李淑娟

（仰恩大學，福建 泉州 362014）

集裝箱海運不但有海域、航線、陸域的各類運載工具緊密配合，并且能夠很好地處理運送繁雜包裹和大件貨物的老大難問題。在進出口貿易交易過程中，港口毫無疑問會變成極為重要的樞紐站。但是，在貨運量大的環境中，展現了港口能力不夠的一貫難題。絕大多數堆場仍保存工作特性，海運集裝箱堆場經營管理還處在較低水準，經營管理還存在一定的問題。我國港口海運集裝箱堆場面對的關鍵難題之一——如何降低海運集裝箱堆場能耗。

本文中融合前人孫博文、鄭琰,姜曉紅、陳瑞錦等人關于綠色港口建設以及降耗措施，包含信息化規劃、機械自動化建設項目和5G 技術運用等研究內容，將進一步闡述能源消耗的來源和二氧化碳排放量計算，明確指出了高效率的能源交易節能減排預防措施，確保港口能源節能減排預期目標以及對綠色港口發展可行性的實際意義。

1 堆場主要能耗來源分析

1.1 堆場與作業流程

海運集裝箱堆場，也就是俗稱的貨運站。指裝卸搬運、運送、存放、維修、消除、消毒、工作交接海運集裝箱重箱或空箱子的區域。海運集裝箱堆場在集裝箱海運中占據重要的地位。

圖1 堆場作業流程

1.2 堆場裝卸設備能耗

港口能耗的關鍵因素在于堆場裝卸搬運生產制造燃油、汽油、電力能源占港口總能耗的主要占有率。海運集裝箱港口堆場，以正吊、高積機等工業設備為主體的柴油機系統在生產用電量中關鍵能耗占有率非常大。在配電設備中，生產制造用電量大約為能耗的80%之上，以輪胎起重機為中心的能耗占裝卸搬運生產制造用平衡的40%～50%。

1.3 輔助生產能耗

服務設施生產制造涉及到堆場設備維修管理、堆場服務設施生產制造工程建筑、堆場照明設備、給水排水工程等各個方面，拋開這幾個方面充分考慮，對港口企業而言能源浪費也是非常大的。

2 碳排放源及碳排放量測算

2.1 碳排放源與油耗情況

堆場碳排放源多數為大型貨車等燃料或LNG 機械設備、集裝箱前起重機械、空箱堆高機、自卸貨車、裝裁機、挖掘機等碳排放源；軌道式(輪胎式)國際船運集裝箱起重機、平臂抓斗卸船機、生產制造協助式照明設備等各類電動式機械設備。范疇一(不可再生能源立刻排出)、范疇二(電力設備安裝等間斷性排出)、范疇三（并未從范疇一、二排出）。其中最主要的來源是作業的燃油設備。以廈門港1—9 月份柴油與汽油消耗情況為例。

表1 2021 年廈門港1—9 月份柴油與汽油消耗量

2.2 碳排放量測算

根據國家發改委能源研究所的建議值與《綠色港口趨勢下我國主要港口碳排放量的預測及減排對策》，港口碳排放的計算可以參考碳排放系數。1T 標準煤在大氣中燃燒，可產生2.4589tCO2，采用碳排放系數0.67 計算。

港口碳排放=標煤當年單耗(噸標煤/萬噸吞吐量)×貨物當年吞吐量(萬噸)×碳排放系數2.4589，由此可以推算出廈門某港口在2016-2021 年度的CO2排放量。

表2 廈門某港口2016-2021 碳排放量基礎數據

2016 年至2021 年間，廈門某港口貨運量逐漸增加，但每年用煤量使用量呈動態性跌勢。不難看出，港口貨物往來量始終保持，二氧化碳排放穩定減少，做到節能降耗的實際效果，真正實現環境保護節能預期效果。

3 當前港口降耗措施

3.1 “油改電”進程不斷推進

以純電動貨車、純電動汽車全自動導向性運輸車輛、非道路運動機械設備汽車使用率逐年遞增的廈門港為例，設計研發生產加工純電動牽引車統計數據顯示，海運集裝箱牽引車“油改電”以后的節能率超出80%，純電動汽車港內每輛牽引車每一年生產量17 噸可減少二氧化碳47.4 噸，除此之外每輛純電動牽引車節省20%的港口碼頭人力資源局維護費用，可以實現電動牽引車的海運集裝箱、游輪、貨物運輸等5 類系統化碼頭泊位。現階段港口碼頭經油改電后，不但獲得了良好的經濟收益，并且在環保節能節能降耗上也得到顯而易見的實際效果。與應用柴油機設備工作中進行對比，耗能明顯減少。

表3 油改電前后能耗對比 t 標煤

3.2 太陽能發電技術的推廣

以廈門某港口為例，目前已經完成投入使用的光伏電站容量為9.13MW，新創建光伏電站容量為4.7MW。用戶量超過5MW 的太陽能電站投入運營后，發電能力保證650 億千瓦時，可節約用煤量約2000 噸，節能減排碳約6000 噸。應用太陽能發電智能化平臺，可實時跟蹤每日發電能力、發電能力趨勢圖及發動機故障碼，節省人力資源資金分配。并且通過高峰時段、低高峰時段用電量價格差別，節省港口用電量成本。將碳排放指標值轉換成綠色能源。運用太陽能資源生產制造綠色能源，為港口給予電力工程取代，降低燃料消耗，提升能源體系，推動環保節能照明設備和港口儲能技術運用，可以用港口創建消除低碳環保的能源體系。太陽能發電站所產生的剩下電力工程也可以通過造成碳減排收益值來獲得碳排放指標值，而且在中國碳市場買賣交易。

4 堆場低碳發展意見

4.1 構建堆場資源節約循環利用體系

對堆場空氣污染物排放控制區、解決區等有關地區，推行目前機器設備改造升級。以港口岸電利用率協作推動、量化管理、從根本上解決。國際環保節能節約用水新技術應用、新技術應用開展改善環境污染治理方法及全面推廣。再生資源回收綜合性回收利用，加速生產制造生活污水處理和工廠雨污水回收利用，回收利用再利用水源。實行臨港園林工程，正確對待有條件的話臨港開展陸域水域生態環境保護，構建臨港綠色生態資源循環。

4.2 加大清潔能源設備在堆場的應用

對港口來講，零污染電力能源應用是光伏發電和風能。分布式架構太陽能發電站技術性、密切聯系照明燈具技術性、太陽能熱水器技術性、可再生資源的回收再利用等技術獲得了普遍全員化。這種技術性都是具有消除、省時省力、高效化等優點。適用裝備和拆卸港口清潔能源工作中機械設備，首先選擇運用港口車輛、托車等新能源開發技術和清潔能源，加速堆場工作上機械設備、車輛清除率以及科研氫能托車、氫能等新能源車輛的開發生產。正確看待港口領域積極主動挑選節能設備及專業性、新產品的領頭人；重塑綠色能源積極主動全面推廣。

4.3 加快新型智能化堆場建設

智能化堆場的建立離不開日趨完善現代科技所產生的現如今信息化管理技術支撐。港口會逐漸應用5G通信新技術應用、北斗導航系統、物聯網、人工智能應用、一體化電腦系統。堆場依據大大提高堆場網絡資源運用高效率，降低工作中能耗，有效港口整體工作效能，持續進行智能化系統、無縫拼接貨物搬運階段和“多對多”堆場作業形式。在大力開展生態保護大港建設中此外，在這個社會、社會經濟發展等各個方面贏得了較優異成績。綠色港口建設中今后將重要保障數字化管理、智能化。

4.4 提高港口行業員工節能意識，制定港口能源消耗考核指標

要把節能落實到港口相關工作每一步，港口能源管理體系的好壞直接關系港口領導者的節能意識。具有絕對高度觀念管理人員將節能降耗核心價值貫徹到日常管理工作，節能降耗，是港口企業節能相關工作助推器。相反，倘若管理者缺乏節能觀念，一味的追求經濟效益，終究會導致資源濫用，不益于港口企業的發展。能從根本考慮到，把整體工作上素養、全體成員節能觀念、節能減排個人行為付諸實踐。每個職位制定不同種類的KPI 指標，指標與績效考核掛鉤，嚴格執行考核機制。

5 結語

降低堆場能耗，既有利建設高質量、節能型、符合港口企業共同利益、生態效益和經濟效益的智能化系統國際化大都市，也有利于港口整體轉型升級，穩定向世界級綠色大港邁進。綠色港口是起止點，不是終點。要實現“雙碳”目標，還需努力。應用節能技術轉型升級信息化管理、智能化；能源、生態環境管理工作不斷推進。把握機遇，奮力拼搏，抓住機遇大力發展節能減排工作，促進綠色港口建設引領綠色港口建設，實現歷史性跨越。