為脫碳歐盟單邊行動，全球航運減排難在哪里？
“雙碳” 之下，交通領(lǐng)域如何轉(zhuǎn)型？| 圖源：pixabay.com
《知識分子》邀請交通運輸部水運科學(xué)研究院首席研究員彭傳圣，為讀者抽絲剝繭，探析船運減排的難點與挑戰(zhàn)。
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“雙碳” 之下，交通領(lǐng)域如何轉(zhuǎn)型？
交通運輸是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性和服務(wù)性行業(yè)，需要為經(jīng)濟社會發(fā)展提供高效、便捷和經(jīng)濟的服務(wù)，同時需要落實平安、綠色發(fā)展的社會責任。不同運輸方式適應(yīng)不同貨物或者人員的位移要求，其選擇和發(fā)展也不是從減少全生命周期的碳足跡要求出發(fā)的。
因此，為實現(xiàn) “雙碳” 目標，迫切需要的交通方式碳足跡的增加，只能靠非迫切需要的交通方式或者其他行業(yè)碳足跡的減少而平衡。
而不同行業(yè)或者不同交通運輸方式，實現(xiàn)碳達峰或者碳中和理應(yīng)存在時間和空間差異。客觀地看，鑒于當前公路和民航運輸規(guī)模增長潛力較大，公路和民航面臨的碳達峰壓力也更大；鑒于民航和水路運輸?shù)吞蓟蛘吡闾寄茉磻?yīng)用的固有技術(shù)困難，民航和水路碳中和的壓力更大；鑒于碳達峰和碳中和需要付出成本，而中央政府財政支持有限，經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)面臨更大的減碳壓力。
就目前而言，在交通領(lǐng)域，中央政府是要按照交通方式的不同將碳達峰（2030）、碳中和（2060）“雙碳” 目標的責任和要求分解到省級政府，省級政府也將采用類似的方式將責任和要求分解到市縣一級政府。
但是，對于 “雙碳” 目標達成的經(jīng)濟影響，以及具體的技術(shù)潛力和路徑選擇，政府各個部門、各個層級之間的認識尚不統(tǒng)一。因此，在分解 “雙碳” 目標相應(yīng)責任和要求的時候，很難充分考慮領(lǐng)域差異、行業(yè)差異以及區(qū)域承擔的能力差異。
在口號上，一些欠發(fā)達地區(qū)或者一些高碳排放行業(yè)聲稱能夠提前或者及時實現(xiàn) “雙碳” 要求，一是從政治出發(fā)，表達堅決維護中央權(quán)威的姿態(tài)；二是寄希望于中央政府提供足夠的財政支持。
但實際上，良好的愿望不能代替骨感的現(xiàn)實，涉及大規(guī)模能源轉(zhuǎn)型的問題，中央政府能夠提供的財政支持只能是杯水車薪且難以持久，若完全按照這些欠發(fā)達地區(qū)、高碳排放行業(yè)的愿望表達去分解 “雙碳” 責任，他們面臨的減排壓力將是巨大的。
根據(jù)聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）發(fā)布的 “國家排放清單指南”，各種交通方式的核算邊界有明確界定，只有始發(fā)港和到達港均為同一國港口的船舶航次的排放，才能計為該港口國的水運碳排放。原因是什么呢？因為只有這樣是可行的——該國對這類船舶航行具有管轄權(quán)，就可以提出安全與運行要求，比如減速航行、靠泊碼頭使用岸電等，并監(jiān)督設(shè)施。
而在始發(fā)港和到達港為不同國家港口的情況下，船舶航次的排放計為國際航運排放，由國際海事組織負責管理和控制。這是因為，此類船舶航行航線將途徑不同港口國管轄的水域或公海，遇到各港口國提出不同的管理要求，船舶可能無所適從。
舉例來說，我國國際遠洋運輸?shù)亩趸寂欧趴偭坎⒉蝗坑嬋胛覈?/span>，計入我國水運碳排放的只能是出發(fā)港和到達港均為我國港口的航段的國際航行船舶的碳排放，因為只有這類水運碳排放我國才能實施有效管理，比如，要求船舶采取減速航行或者靠港船舶使用岸電等措施減少碳排放。
具體到我國，在涉及國際運輸時，中央政府專有管轄權(quán)，要求各省（區(qū)、市）按運營主體注冊地原則，將國際遠洋運輸?shù)亩趸寂欧趴偭繂为殘笏蜕鷳B(tài)環(huán)境部（按國際規(guī)則，只有始發(fā)港和到達港均為中國港口的部分屬于中國水運排放），不計入運營主體所在省（區(qū)、市）的二氧化碳排放總量。
但是，在僅涉國內(nèi)運輸?shù)臅r候，根據(jù)生態(tài)環(huán)境部的《省級二氧化碳排放達峰行動方案編制指南》（征求意見稿），按照交通工具的登記注冊地，將相應(yīng)交通工具的 “雙碳” 責任和要求分派給注冊地政府。
按經(jīng)營主體注冊地原則，對運輸排放實施屬地管理，實際上面臨嚴重的監(jiān)管有效性問題。例如，一艘在浙江登記注冊的船舶長期在長江庫區(qū)運行，因為浙江港口都具備岸電供應(yīng)能力，就要求靠港船舶都使用岸電以減少碳排放。但是，這艘船舶實際航行的長江庫區(qū)港口很少有具備岸電供應(yīng)能力的，要船舶怎么落實浙江的要求呢？
因為地方政府及各類行政部門是碳排放目標的下達者和監(jiān)管者，而碳排放企事業(yè)單位是目標的落實者或?qū)崿F(xiàn)者，面對減碳硬約束，各個政府部門之間的矛盾（如，哪些類型的減碳措施值得財政激勵以及財政激勵資金如何使用、分配）未來將會顯現(xiàn)。此外，當創(chuàng)造經(jīng)濟效益碰上減碳硬約束，政府和企業(yè)的矛盾也將會激化，值得警惕。
岸電，降低海運碳排放的重要途徑
靠港船舶使用岸電，就是將市政電網(wǎng)的電力從港區(qū)供電系統(tǒng)引到碼頭上的船舶岸上供電系統(tǒng)，船舶靠港后，利用船岸連接系統(tǒng)將船舶岸上供電系統(tǒng)與船載受電系統(tǒng)進行連接，供給船上各類用電設(shè)施，滿足船上冷藏、空調(diào)、加熱、通訊、照明、應(yīng)急和其它設(shè)備的電力需求，取代船上輔機燃油發(fā)電，減少碳排放。
目前，靠港船舶作業(yè)產(chǎn)生的主要排放污染源有：
4. 集疏運火車和卡車在港區(qū)運行和等待裝卸貨物過程中，消耗能源導(dǎo)致的溫室氣體和污染物排放。
發(fā)達國家港口多年的量化分析結(jié)果均表明，來自靠港船舶的大氣污染排放是港口大氣污染的最大來源。2010年，美國長灘港的柴油顆粒物來源分析結(jié)果顯示，整個港口的大氣顆粒物中，貨運船舶占64%、港作船舶占13%、集疏運火車8%、集疏運卡車占8%，港口機械占8% [1]。
而同年生效的《加州靠港船舶規(guī)則》強制要求：從2014年起掛靠每個加州港口的集裝箱船（船公司船舶年掛靠港口25次以上）、郵輪（船公司船舶年掛靠港口5次以上）和冷藏貨物運輸船，靠港期間必須不斷增加岸電使用率。具體要求：2014-2016年間，年岸電使用率達到50%；2017-2019年間，達到70%；2020年之后，達到80%。如果船公司掛靠船舶不能滿足上述要求，每艘次額外停靠將酌情罰款1000-75000美元。
長期以來，中國海運（集團）總公司及其與中國遠洋運輸（集團）總公司合并成的中國遠洋海運集團有限公司一直有航線掛靠洛杉磯港。
下表所示為2014年以來洛杉磯港和中遠海集團在洛杉磯港掛靠集裝箱船的岸電使用率。除了2020年下半年受疫情影響導(dǎo)致洛杉磯港掛靠船舶實際岸電使用率僅達到79%，較跪著規(guī)則要求的80%稍低外，其他各年，無論洛杉磯港還是中遠海集團在洛杉磯港掛靠船舶實際岸電使用率，都超過加州靠港船舶規(guī)則要求，表明實施強制性政策推動靠港船舶使用岸電，可以有效改變港口和船公司的行為。
洛杉磯港和中遠海運集團在洛杉磯港靠港集裝箱船岸電使用率 | 圖源：文獻[2]
國際港口協(xié)會認為，靠港船舶使用岸電的關(guān)鍵在于電力來源是干凈的、綠色的，否則，如果船舶使用的岸電來自燃煤電廠，電力就不是啊干凈的、清潔的，就不會真正減少碳排放。
實際上即使電力來源結(jié)構(gòu)不夠清潔，岸電也具有如下好處——
1. 隨著綠色發(fā)電（光伏、風電、潮汐能）的發(fā)展以及國家對煤電的控制，港口岸電使用的增加不會把污染傳導(dǎo)給煤電；
2. 電力一般是不可儲存的，在用電低谷時段，即使靠港船舶不使用岸電，煤電的生產(chǎn)與排放依然存在，過剩的電力供給靠港船舶將實實在在減少碳排放；
3. 鑒于我國燃煤發(fā)電長長期以來實施 “上大壓下” 政策以及在脫硫、脫氮和除塵方面的技術(shù)進步，在我國燃煤電廠發(fā)電，與靠港遠洋船舶使用輔機消耗殘渣燃料油發(fā)電向比較，也更加干凈；
現(xiàn)狀尚不樂觀
目前，我國內(nèi)地港口很少對大氣污染來源（污染物總量及其來源構(gòu)成）進行量化分析，可能出于以下種種原因：交通管理部門不想讓本行業(yè)產(chǎn)生的污染影響自身形象、港口所在地政府不想讓本地港口因為排放大而影響競爭力、港口不想讓政府管理部門知曉自身的排放情況，等等。
而與此同時，我國大量建成的港口岸電供電系統(tǒng)沒能有效發(fā)揮作用，是不爭的事實。
截止2018年底，我國建成港口岸電供電系統(tǒng)3700余套，覆蓋泊位5200余個，約占全國生產(chǎn)用泊位總數(shù)的22%，2019年這些泊位均具備岸電供應(yīng)能力。但是，根據(jù)交通運輸部對2019年全國各省區(qū)（安徽、廣西除外）靠港船舶使用岸電的分析，全年只有約6萬艘次靠港船舶使用岸電，僅占當年靠港船舶總艘次的0.52%，實際使用岸電總量僅約4500萬千瓦時，換算為燃油量僅約10000噸，而當年靠港船舶實際使用的燃油量超過100萬噸 [3]。
2019年以來，又有不少碼頭具備岸電供應(yīng)能力，據(jù)統(tǒng)計截止2020年6月底，全國建成港口岸電供電系統(tǒng)5800多套，覆蓋7200多個泊位，但是靠泊這些碼頭的船舶較少使用岸電的狀況并沒有改觀 [4]。
限制究其原因，主要是以下幾方面——
為使靠港船舶能夠使用岸電，船公司或船東需要改造船上受電系統(tǒng)，如果使用高壓岸電，船上需要配置變壓器等設(shè)備設(shè)施，岸電受電系統(tǒng)1MW容量需要投資約80萬元；還需要培訓(xùn)船員具備安全和規(guī)范操作岸電受電系統(tǒng)的技能，這些都意味著船公司需要增加額外投入。
盡管國內(nèi)一些港口為靠港船舶提供價格優(yōu)惠、甚至免費的岸電，比如，深圳港靠港船舶使用岸電，船舶只需要付輔機燃油發(fā)電燃油成本的三分之一；南京龍?zhí)都b箱碼頭靠港船舶使用岸電免費；岳陽港靠港船舶使用岸電免費……
港口還盡可能降低靠港船舶運營成本，使用岸電又能為船員營造相對安靜的工作與休息環(huán)境、減少船上發(fā)電設(shè)備損耗等。但是，靠港船舶使用岸電意味著增加了操作環(huán)節(jié)，需要與岸上人員交接、配合完成，使用岸電不像使用燃油那樣在船長或船員自己的自由掌控之下，顯然增加了工作的繁瑣性。
特別是對于長江流域航行的船舶而言使用岸電積極性不高，主要是內(nèi)河船舶較小、裝卸貨物靠港時間短，但連接岸電系統(tǒng)可能占用更多時間，增加了時間成本。
現(xiàn)行《大氣污染防治法》僅僅在第63條第2款要求 “船舶靠港后應(yīng)當優(yōu)先使用岸電”，除此之外，并沒有具體要求。盡管交通運輸部基于《大氣污染防治法》發(fā)布了《船舶大氣污染物排放控制區(qū)實施方案》和《港口和船舶岸電管理辦法》，規(guī)定了靠港船舶使用岸電的具體要求，但是并不能對違反規(guī)定的行為，設(shè)定具有法律效力的懲罰措施。
缺少強制推動靠港船舶使用岸電的法律基礎(chǔ)，其他措施又難以改變船公司和船長行為習(xí)慣，因此，在我國不少港口靠港船舶使用岸電收費極低甚至免費的情況下，依然難以有效推動靠港船舶的岸電使用。
只要政府推動，總有企業(yè)和公眾響應(yīng)
由于我國交通運輸業(yè)的大規(guī)模發(fā)展晚于發(fā)達國家，交通運輸業(yè)又是一個以技術(shù)應(yīng)用為主的領(lǐng)域，我們目前引以為豪的交通運輸領(lǐng)域的高技術(shù)發(fā)展，實際上都是發(fā)達國家做過的，如高鐵、大飛機、自動化集裝箱碼頭、電動汽車等等。只是因為技術(shù)應(yīng)用的門檻降低，我們具有后發(fā)優(yōu)勢和巨大的規(guī)模優(yōu)勢，新技術(shù)推廣應(yīng)用的效果容易凸顯。
以加拿大為例，溫哥華港是加拿大最大的集裝箱港口，2020年集裝箱吞吐量僅有347萬標準箱，對比我國最大集裝箱港口上海港，2020年集裝箱吞吐量達到4350萬標準箱。溫哥華港至今沒有自動化集裝箱碼頭，“上海洋山港四期” 自動化集裝箱碼頭2017年12月建成投產(chǎn)，設(shè)計年通過能力初期為400萬標準箱、遠期為630萬標準箱，2020年吞吐量就達到420萬標準箱，充分發(fā)揮了其自動化集裝箱碼頭的規(guī)模效益。
我們的另一個優(yōu)勢是只要政府推動，不管技術(shù)是否成熟、應(yīng)用是否方便或者有沒有經(jīng)濟效益，總有企業(yè)和公眾主動或被動響應(yīng)，為探索技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用的可行性提供了條件。社會分攤了一些錯誤的政府決策的成本，也擴大了一些正確的政府決策的效果，比如電動車的推廣應(yīng)用、液化天然氣動力船舶的推廣應(yīng)用、船舶排放控制區(qū)實施以及港口岸電供電系統(tǒng)普及等。
促進運輸工具、運輸方式以及能源結(jié)構(gòu)改善的科技應(yīng)用可以帶來大宗貨物運輸?shù)奶紲p排收益。如內(nèi)河船舶大型化、糧食和煤炭等散貨改成集裝箱運輸以及集裝箱碼頭輪胎式集裝箱門式起重機驅(qū)動系統(tǒng) “油改電” 等。
交通運輸?shù)谋举|(zhì)是實現(xiàn)人員或貨物有目的的位移，對于同樣類型的運輸船舶，隨著船舶載重噸的增加，完成單位運輸周轉(zhuǎn)量的燃油消耗或者二氧化碳排放將大幅度降低，因此，船舶大型化成為減少船舶燃油消耗或者二氧化碳排放，提高經(jīng)營效益的有效手段。
長期以來，我國引導(dǎo)船舶標準化大型化、鼓勵淘汰老舊船舶的激勵政策卓有成效，我國內(nèi)河船舶平均凈載重噸由2001年的107噸[5]提升到2020年的1189噸 [6]，提高了10倍，有效降低了我國內(nèi)河運輸?shù)娜剂舷暮吞寂欧艔姸取?/span>
大宗干散貨通常都是以散裝形態(tài)利用散貨船進行運輸，這種運輸方式裝卸船效率低、污染大，集疏運也是以散貨形態(tài)通過鐵路或者公路運輸系統(tǒng)進行運輸，運輸過程中以及到達目的地后卸車操作環(huán)保問題多。
我國一些港口正在大力推行 “散改集” 運輸方式，北方的糧食裝入集裝箱通過海運方式運到南方港口，再通過集裝箱卡車直接運輸?shù)阶罱K目的地；焦炭在沿海港口裝入集裝箱運往內(nèi)陸鋼鐵廠；“散改集” 也逐漸成為礦石和煤炭等大宗干散貨運輸方式之一。港口開展 “散改集” 為整個干散貨運輸鏈各環(huán)節(jié)的環(huán)境保護提供了條件，也拓展了港口物流服務(wù)的途徑。2020年天津港 “散改集” 完成了170萬標準箱；廣州港集團完成了150萬噸干散貨的 “散改集”。
鑒于輪胎式集裝箱門式起重機（RTG）具有初始投資少、對地基基礎(chǔ)要求低、可分期分批購置等成本優(yōu)勢；可以全場調(diào)度，機動靈活等便于生產(chǎn)組織管理的優(yōu)點，成為全球近90%的集裝箱碼頭選擇的堆場作業(yè)設(shè)備，中國的絕大多數(shù)集裝箱碼頭也都選用RTG作為堆場作業(yè)設(shè)備。常規(guī)的RTG使用柴油作為動力，在集裝箱碼頭正常運作和RTG正常使用的情況下，每年每臺RTG作業(yè)集裝箱10萬TEU以上、消耗燃油超過100t，這使得 RTG成為大多集裝箱碼頭主要的大氣污染物排放來源之一。
將RTG動力由柴油改成電力，所謂的 “油改電” 將有利于減少港區(qū)RTG的大氣污染物排放，改善港區(qū)乃至港口城市的環(huán)境空氣質(zhì)量。在燃油價格高企的時候，為降低RTG的運營成本，我國大多港口自主開始將常規(guī)以柴油為動力的RTG改造成以電力為動力的電動RTG（ERTG）。
因為這一做法有利于節(jié)能減排，政府又從經(jīng)濟上給企業(yè)獎勵，從而有力地推動了這一進程，目前，我國大多港口均完成了RTG “油改電” 的工作，共計完成改造2000多臺，年減少港口柴油使用量超過20萬噸，大量減少了港區(qū)大氣污染物排放，為改善港區(qū)乃至港口城市的環(huán)境空氣質(zhì)量做出了應(yīng)有的貢獻。當前國外集裝箱碼頭還有不少RTG仍然以柴油為動力。
現(xiàn)在，各種物流信息化系統(tǒng)應(yīng)用和智能通訊手段的普及，為運輸能力和運輸需求在時間和空間上的適配、提高運輸工具的實載率提供了條件。在完成同樣貨物周轉(zhuǎn)量的情況下，減少運輸車輛活動水平、減少貨運燃料消耗強度、降低貨運碳排放強度、提高企業(yè)經(jīng)營效益。
當然也要看到，有些運輸工具的空載不是互聯(lián)網(wǎng)貨運平臺公司可以解決的。比如，我國蘇州一家企業(yè)經(jīng)上海港從美國進口重箱卸貨后，需要將空箱送還到船公司的箱管公司（上海港）；而蘇州另一家企業(yè)需要經(jīng)上海港出口貨物到美國，又要到相應(yīng)船公司的箱管公司（上海港）提取空箱到蘇州裝貨后送到上海港發(fā)運，這樣做是因為涉及到集裝箱損壞的法律責任認定。
另外，還有一些運輸工具的空載是不得已而為之，比如我國大量進口原油、鐵礦石等，原油、鐵礦石專用運輸船往往只能重載進入我國港口卸載，回程空載；我國北方煤炭、糧食運往南方，南方卻少有大宗干散貨運往北方，貨物運輸?shù)牟黄胶猓瑢?dǎo)致沿海南行煤炭、糧食運輸船實載率高于北行煤炭、糧食運輸船，理論上回程只能空駛。需要更多的貨運組織變革或者標準化才能解決。
致謝：遼寧師范大學(xué)王海壯對本文亦有貢獻。
制版編輯 | 盧卡斯
