发布日期:2025-06-24 00:15 点击次数:143
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背景
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海运业正在持续努力2050年实现净零排放,为了人类健康和环境,减少硫氧化物(SOx)和氮氧化物(NOx )排放的各种步骤正在进行。自2020年1月1日起,国际海事组织 (IMO) 开始执行 MARPOL 公约下的硫排放法规。新的硫限值要求所有船舶在世界所有海域中将硫排放量从3.5%减少到0.5%,即“全球限硫令”。自此,开启航运硫排放控制的新时代。
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一
何为排放控制区及设立现状
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图表:当前全球ECA区域
排放控制区(Emission Control Area,简称ECA),可分为硫排放控制区(SECA)和氮排放控制区(NECA)。排放控制区(ECA)旨在通过在ECA运行时对燃料和发动机进行更严格的控制来减少船舶的大气污染物。本文侧重于讲硫排放控制区。
1. 硫排放控制区(SECA):SOx主要是燃料中的含硫的燃烧产物,以废气的形成排放于大气,尤其SO2容易氧化形成酸雨危害人类,主要是取决于柴油机所燃用燃料的含硫量。通过设立SECA减少SOx和PM的排放,同时带来以下好处:
减少颗粒物(PM),包括短期气候污染物黑碳(BC)
鼓励船舶使用更清洁的燃料,有可能减少CO2排放
2020年,IMO发布全球全球限硫令,要求从2020年,全球所有船舶不得装载硫含量超过0.5%的燃油。此外,各个国家也相继设立本国ECA。全球限制船舶硫排放体系:
全球限硫令
IMO排放控制区:特殊环境、生态敏感性以及航运活动的密集程度高的区域
各国家排放控制区:多个国家也就其管辖水域划定了ECA
2. 氮排放控制区(NECA):NOx包括NO、NO2、N2O4等,其中对环境危害最大的是NO和NO2。高温、富氧和氮氧在高温环境中长时间停留,是柴油机燃烧过程促进NO生成的三要素。通过设立NECA,调整船舶发动机转速。
国际海事组织(IMO)制定了严格氮氧化物(NOx)排放标准——第三阶段氮氧化物排放控制标准(IMO Tier III),IMO Tier III适用于2016年1月1日或之后新建的船舶,并仅在指定的氮氧化物排放控制区(NECA)内适用。该标准要求船舶发动机在这些区域内运行时,氮氧化物排放必须大幅降低,具体限值根据发动机的额定转速(rpm)而定。
例如,转速低于130 rpm的发动机,排放限值为3.4 g/kWh;
转速在130至1999 rpm之间的发动机,限值为2.4 g/kWh;
转速高于2000 rpm的发动机,限值为2.0 g/kWh。
为满足Tier III标准,船舶通常需要采用选择性催化还原(SCR)或废气再循环(EGR)等技术。
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二
国际IMO排放控制区(4+1+2+1)
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早在1997年IMO在欧洲国家提出了创设波罗的海排放控制区的建议,在 2005 年做了进一步的修订,推广到了北海区域。并在 2005年批准了该两个区域的排放控制区政策。此后逐步扩充ECA,到2012年,国际上出现了波罗地海(Baltic Sea)、北海(North Sea)、北美(North American)、美国加勒比海(US Caribbean Sea)四个排放控制区域。当前IMO排放控制区已生效有五个,具体见下:
IMO排放控制区的设立主要基于MARPOL公约的修订。
控制区范围:
4个已生效排放控制区 (ECA):北美、美国加勒比海地区、北海和波罗的海。
1个待生效排放控制区 (ECA):地中海ECA。已于2022年12月通过,将于2025年5月1日生效。
2个拟议中排放控制区 (ECA):加拿大北极 ECA 、挪威ECA 。计划将于2025年春季IMO MEPC83会议通过,将于2027年3月1日生效。
1个无音讯排放控制区 (ECA):东北大西洋ECA 。
控制区要求:2021年1月1日起船舶进入波罗的海、北海、北美洲和美国加勒比海域四个已生效的排放控制区ECA时,均实施SECA+NECA,即船舶使用燃油的含硫量不得高于0.10% m/m和满足第三阶段氮氧化物排放控制标准。
替代方案:可使用其他等效替代手段(如脱硫塔)。
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图片:IMO排放控制区现状 来源:Clean Arctic Alliance
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三
各区域国家ECA
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图片:当前全球(IMO+各国)已生效ECA区域 来源:ShipIntel
1. 中国
尽管相较于国际船舶排放限制的政策,国内的 ECA 在时间上的滞后性。但在2016年中国交通部就已经制定实施了《珠三角、长三角和环渤海(京津冀)水域船舶排放控制区实施方案》,并在2018年出台了《船舶排放控制区调整方案(征求意见稿)》的意见稿件,于2018年11月对政策进行了调整,将中国沿海12海里以内设定为了硫排放控制区。
https://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2018-12/31/content_5444672.htm
控制区范围:我国于2015年9月出台了排放控制区法规,要求燃料的硫氧化物含量不得超过0.50%。2018年11月,我国出台了新的沿海排放控制区。2018年排放控制区包括沿海控制区和内河控制区。
①沿海控制区:中国领海内的所有海域和港口(海南海域和其他海域)
②内河控制区:长江通航水域及其干线(从云南省水富到江苏省六河口)和西江干线(从广西南宁到广东省肇庆)。
最新控制区要求:
2020年1月1日起内河控制区(长江和西江干线段),应使用硫含量不大于0.1% m/m的船用燃油。
2022年1月1日起沿海控制区海南水域,应使用硫含量不大于0.1%m/m的船用燃油。
2022年1月1日及以后建造或进行船用柴油发动机重大改装的、进入沿海控制区海南水域和内河控制区的中国籍国内航行船舶,所使用的单缸排量大于或等于30 升的船用柴油发动机应满足《国际防止船舶造成污染公约》第三阶段氮氧化物(Tier III)排放限值要求。
2025年1月1日起,所有沿海控制区,应使用硫含量不大于0.1%m/m的船用燃油(实时评估待定)。
其他替代等效方式应符合要求《国际防止船舶造成污染公约》附则VI第4条所述等效要求,但不得在我国排放控制区内排放开式废气清洗系统洗涤水。
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图片:左图为中国沿海排放控制区;
右图为中国内陆排放控制区(包括长江、西江)及海南沿海水域
来源:ShipIntel(截图)
2. 韩国
控制区范围:韩国排放控制区覆盖韩国五大主要港区。这些港区包括:
仁川,包括京仁港
平泽-唐津
丽水
光阳,包括河东港
釜山
蔚山
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图片来源:船视宝
控制区要求:自2022年9月1日起,船舶进入SECA时必须完成转换0.10% 低硫燃料,并且船舶在SECA内时必须继续使用合规燃料。
替代方案:可以使用符合MARPOL要求的脱硫塔,前提是SOx排放量的减少至少与使用0.10%燃料一样有效。
3. 欧盟
控制区范围:EEA经济区内所有欧盟港口
控制区要求:欧盟《EU Low Sulphur Directive》规定,所有停泊在欧盟港口内的船舶必须使用含硫量不超过 0.10% 的船用燃料。如果船舶到达泊位时所载燃油含硫量较高,则船舶需要在抵达泊位后尽快启动燃料切换操作,并在离港前尽可能晚地启动。
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图片来源:ShipIntel
不适用于:
船舶停靠时间少于两小时。
船舶停靠港口时,关掉主机采用岸电的船舶。
4. 澳大利亚
鉴于悉尼白湾邮轮码头附近居民对环境问题的担忧,澳大利亚海事安全局对停靠悉尼港口的邮轮实行了硫排放控制规定。
控制区范围:悉尼港容纳超过100 多名乘客的游轮。
控制区要求:当地法规规定,2015年10月1日起所有停靠悉尼港的客轮在泊期间需在抵港后1小时到离港前1小时期间使用不超过0.1%的低硫油。
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图片来源:ShipIntel
5. 挪威
2019年3月1日起,北海ECA的0.10%硫含量限制延伸至整个挪威世界遗产峡湾地区,包括挪威西部的纳柔依峡湾、艾于兰峡湾、盖朗厄尔峡湾、松恩峡湾和塔菲约德。10000总吨及以上在该地区航行的船舶需携带专门的环境指令。
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图片来源:ShipIntel
6. 冰岛
控制区范围:冰岛领海从海岸线延伸12海里
控制区要求:2020年1月1日起,冰岛领海和内水(包括峡湾和海湾)使用的船用燃料硫含量从3.50%降至0.10%,与MARPOL指定的ECAs要求一致。
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图片来源:ShipIntel
7. 土耳其
土耳其虽然不是欧盟成员国,但其硫排放控制管理规定与欧盟的相一致。
控制区范围:所有停靠土耳其港口或者在其内河从事运输的船舶
控制区要求:不得使用硫含量超过0.1%的燃油
不适用于:该规定不适用于穿过土耳其海峡的船舶,但在该海峡停泊或等待通行超过2小时船舶仍需遵守该规定。
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图片来源:ShipIntel
8. 以色列
控制区范围:以色列港口靠泊的船舶
控制区要求:2023年2月23日生效的新规Israeli Ministry of Transportation and Road Safety要求在以色列港口靠泊的船舶使用硫含量不超过0.1%(质量分数)的船用燃料。
替代方案:接受排气净化系统(洗涤器)等替代方案,燃料转换操作需在靠泊/锚泊后尽快且在离泊前尽可能晚地完成。
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图片来源:ShipIntel
9. 美国
虽然加利福尼亚水域在MARPOL指定的北美ECA内,但该州继续适用自己的低硫燃料法规(加利福尼亚空气资源委员会(CARB)远洋船舶(OGV)燃料法规)。在加利福尼亚海岸线24海里范围内运营的船舶需同时遵守两套硫排放法规,CARB OGV燃料法规要求燃料符合馏分等级(船用瓦斯油或船用柴油)规格且不允许使用脱硫装置替代。
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四
应对措施
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船舶除了采用低硫油之外,还可以采用替代措施,替代措施满足IMO《国际防止船舶造成污染公约》附则VI第4条所述等效要求的,可以免除以上船舶燃油硫含量要求。替代措施是指船舶使用任何装置、设备或者替代燃料,使船舶取得与规定相同或者更好的大气污染减排效果的措施。
1. 多燃料
目前,大多数船东最常见的选择是在船上使用两种或两种以上的独立燃料。这些燃料可能是低硫燃料和高硫燃料(最高含硫量为 0.50%),甚至是船用柴油,而不是重质燃料油。燃料选项当然受发动机设计限制,如有需要,应与总工程师和原始发动机制造商 (OEM) 讨论。
2. 更换燃料
可以改用液化天然气作为船用燃料,因为液化天然气的含硫量几乎为零。这将产生严重的成本影响,一般不建议改装,但大量用于国际航行的新建船舶将使用液化天然气。使用液化天然气的一个优点是更容易遵守氮氧化物限制。缺点是将适用国际海事组织关于低闪点燃料的规则和条例。
3. SOX 洗涤器
或者,可以安装后处理系统以去除废气中的硫。这可以使用开环洗涤器或闭环洗涤器来完成。开环系统只是从废气中去除SOx并将其放入海水中。闭环系统将存储SOx污泥,之后必须在港口处理。具体适用IMO法规,如2015年废气清洁指南MEPC.259(68)号决议所述。
对于安装了船舶废气脱硫装置的船舶,必须及时与目的港进行联系。许多港口不允许开式脱硫塔的处理水直接排放入海。附全球脱硫塔使用港口限制的最新统计参考网址:https://www.nepia.com/industry-news/no-scrubs-more-ports-declare-ban-on-egcs-discharges-update/
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五
总结
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IMO提出的《2020 年全国船用燃油限硫令实施方案》,航行在ECA区域外的船舶也需要使用含硫量不高于0.5%的低硫燃油。“限硫令”的实施标志着IMO对船舶排放的限制从局部向全局的转化。在 “限硫令”基础之上,各个地区国家实施了更为严格的控制区要求,但相较于国际排放控制区域和中国ECA区域来说,大部分国家设置的区域相对较小,但其含量限制是基本相同的,都是如今的 0.1%含硫量限制!
参考文献:
[1]https://www.xindemarinenews.com/data/haishifagui/2025/0214/58429.html
[2]https://www.mof.go.kr/doc/en/selectDoc.do?menuSeq=485&bbsSeq=90&docSeq=49766
[3]https://www.sustainable-ships.org/rules-regulations/eca
[4]https://www.egcsa.com/map-regulations/
[5]https://netpas.net/extension/common/seca_list.php
[6]郭霆,黄忠政,李瑞民,等.考虑排放控制区的多目标船舶航速优化研究[J].舰船科学技术,2024,46(17):20-26.
[7]张明.排放控制政策下沿海集装箱船舶绕行策略研究[D].大连海事大学,2024. DOI : 10.26989/d.cnki.gdlhu.2024.000036.
[8]https://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2018-12/31/content_5444672.htm
[9]http://www.shipmg.com/html/586.html#
[10] Gard保赔协会
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供稿:清杉为路航运业ESG研究组
主要的研究方向为碳排放与气候变化、船舶能效管理、替代能源、国际海事组织、IMO 国际防止船舶造成污染公约、《压载水管理公约》、海洋塑料污染、国际劳工组织(ILO)公约、船员安全与健康、船舶运营安全、港口社区关系等。
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清杉为路
QingshanWay
清杉为路是一家专注于低碳及可持续发展领域的专业咨询机构,在环境科学、金融、碳咨询、ESG等领域拥有多年的从业经验,我们帮助企业践行创造价值、传递价值、实现价值的可持续发展理念,提供包括ESG报告编制及战略规划、ESG评级模型搭建、出海企业ESG合规咨询、供应链ESG尽调、绿色投融资研究咨询、碳咨询等相关解决方案,能够为企业提供精准、全面、可行的咨询服务方案,助力企业实现可持续发展。
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