我國水路運輸碳排放現(xiàn)狀及減碳路徑分析

0引言近期，2030年“碳達(dá)峰”和2060年“碳中和”問題已成為我國的熱點問題，并引起全社會的高度關(guān)注。交通運輸業(yè)是社會主要碳源之一，備受全社會持續(xù)矚目，發(fā)展低碳交通勢在必行。水路運輸是我國綜合運輸體系中的重要組成部分，由港口和航運兩部分組成，承擔(dān)了我國90%以上外貿(mào)貨物的運輸工作，在有力保障國民經(jīng)濟發(fā)展的同時，也消耗大量化石能源，排放了大量二氧化碳，是交通運輸業(yè)碳排放主要貢獻(xiàn)者之一。因此，有必要對水路運輸碳排放現(xiàn)狀和減碳路徑進(jìn)行分析研究。1水路運輸碳排放現(xiàn)狀1.1水路運輸發(fā)展現(xiàn)狀2019年，全國擁有水上運輸船舶13.16萬艘，比上年下降4.0%；凈載重量25,684.97萬噸，增長2.3%；集裝箱箱位223.85萬標(biāo)準(zhǔn)箱，增長13.8%。全年完成貨運量74.72億噸，增長6.3%，完成貨物周轉(zhuǎn)量10萬億噸公里，增長5.0%。2019年，全國港口擁有萬噸級及以上泊位2,520個，其中，沿海港口萬噸級及以上泊位2,076個，內(nèi)河港口萬噸級及以上泊位444個。全國港口完成貨物吞吐量139.51億噸，比上年增長5.7%。其中，沿海港口完成91.88億噸，增長4.3%；內(nèi)河港口完成47.63億噸，增長9.0%。具體全國水上運輸船舶構(gòu)成情況和港口情況分別見表1、2。表1

2019年全國水上運輸船舶構(gòu)成（按航行區(qū)域分）Tab.1

CompositionofNationalWaterTransportVesselsin2019

（byNavigationArea）

表2

2019年全國港口萬噸級及以上泊位數(shù)量Tab.2Thenumberofberthsof10,000-tonclassandaboveinChina'sportsin20191.2水路運輸面臨的減碳壓力

“十三五”期，國內(nèi)交通領(lǐng)域年能耗量已突破5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，公路水路油耗占全國石油制品消耗量30%以上，交通能耗年增速6.4%［3］。水路運輸領(lǐng)域，2018年消耗2,730萬噸燃料油和柴油；2019年消耗2,870萬噸燃料油和柴油，能耗年增速為5.1%［4］。粗略估算，2018年和2019年兩年的二氧化碳排放量分別為：8,813萬噸和9,261萬噸，二氧化碳排放總量可觀。我國碳排放存量較高（2019年能源碳排放量為98億噸碳當(dāng)量）,按期實現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和具有很大的挑戰(zhàn)性。水路運輸業(yè)主要消耗石油制品，每年碳排放量近億噸，要為國家實現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和目標(biāo)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)，顯然面臨著較大的減碳壓力，必須統(tǒng)籌好發(fā)展和減碳兩者之間的關(guān)系。2水路運輸減少碳排放存在的主要問題水路運輸業(yè)的碳排放主要在航運領(lǐng)域。相對于航運而言，港口的碳排放量較小，但由于港口是對外開放的窗口，減碳工作不可小視。經(jīng)過調(diào)研分析，本文對水路運輸碳減排存在的主要問題進(jìn)行了歸納分析。2.1航運方面我國的運輸船舶具有量大面廣、流動性強、單價高、管理難度大等行業(yè)特點，主要消耗燃料油和柴油等能源品種。近年來，行業(yè)在內(nèi)河運輸推廣應(yīng)用了部分天然氣燃料船，但由于所占比重很低，可以忽略。在減少碳排放方面存在以下問題：（1）運力結(jié)構(gòu)需要進(jìn)一步調(diào)整近年來，行業(yè)大力推行內(nèi)河船型標(biāo)準(zhǔn)化工作，修訂了《老舊運輸船舶管理規(guī)定》、對進(jìn)口二手船也規(guī)定了環(huán)保要求等，使得我國水路運輸運力結(jié)構(gòu)有較大的改觀。從交通運輸部歷年的統(tǒng)計公報來看，船舶總量在逐年減少，但總載重噸在逐年提升，表明船舶大型化趨勢明顯。但是，由于種種原因，內(nèi)河船隊結(jié)構(gòu)沒有得到根本改觀，內(nèi)河船型標(biāo)準(zhǔn)化推行工作仍然任重道遠(yuǎn)；對于進(jìn)口二手船雖然設(shè)置了環(huán)保要求，但由于沒有設(shè)置能效指標(biāo)，能耗高的船舶進(jìn)入營運市場不可避免；對于老舊船舶的管理，重點關(guān)注的是船齡和船舶安全性能，船舶能效指標(biāo)也未作規(guī)定；另外，還存在部分新造劣質(zhì)船舶投入運營的現(xiàn)象。因此，繼續(xù)推行內(nèi)河船型標(biāo)準(zhǔn)化，大力淘汰老舊船，控制劣質(zhì)船、二手船投放市場，是今后水路運輸運力結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要內(nèi)容。（2）運輸組織水平需要進(jìn)一步提高運輸組織水平直接影響船舶實載率，進(jìn)而影響船舶能效水平。當(dāng)前市場經(jīng)濟形勢下，航運市場存在著市場混亂、競爭無序的情況。航運企業(yè)為追求經(jīng)濟效益，爭相攬貨，實載率較低，存在交叉放空的現(xiàn)象。目前，國內(nèi)小型航運企業(yè)眾多，尤其在內(nèi)河運輸領(lǐng)域，存在大量以家庭為單位的航運個體，給航運管理和運輸組織造成了較大困難。近年來，航運企業(yè)通過兼并、重組，成立了中遠(yuǎn)海運為代表的大型航運企業(yè)，集團化、規(guī)?；?、集約化效益已經(jīng)顯現(xiàn)，運輸組織水平有大幅提高，但仍有較大改進(jìn)空間。繼續(xù)做好控制運力投放、提高運輸組織水平工作，可以大幅度提高船舶實載率，從而有效降低船舶單耗，減少碳排放。（3）相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)需要完善《營運船舶燃料消耗限值及驗證方法（JT/T826）》及《營運船舶CO2排放限值及驗證方法（JT/T827）》兩項標(biāo)準(zhǔn)已發(fā)布多年，在內(nèi)河航運得到了局部應(yīng)用，但由于兩項標(biāo)準(zhǔn)均為推薦性標(biāo)準(zhǔn)，缺乏強制性，應(yīng)用效果總體不夠理想，未能充分發(fā)揮應(yīng)有的作用。在當(dāng)前碳達(dá)峰和碳中和形勢下，盡快修訂并強制實施這兩項標(biāo)準(zhǔn)已勢在必行，以便從源頭把住船舶準(zhǔn)入關(guān)，有效控制高能耗船舶的建造和投放，進(jìn)而逐步改善我國船隊結(jié)構(gòu)；另外，尚需考慮船舶強制退出標(biāo)準(zhǔn)，目前，國內(nèi)采用根據(jù)船舶船齡標(biāo)準(zhǔn)的辦法，強制淘汰老舊船舶。采用船齡標(biāo)準(zhǔn)控制的手段，操作方便、簡單易行，但要求不夠嚴(yán)格，可以通過科學(xué)制訂船舶退出能耗限值的辦法，促使能耗偏高的老舊船加速淘汰。制定實施營運船舶燃料消耗量限值標(biāo)準(zhǔn)，是落實《節(jié)約能源法》的要求，也是提高船舶能效、降低碳排放的重要手段。2.2港口方面港口分為沿海港口和內(nèi)河港口兩大類。港口的能源消耗品種主要是電力、柴油及少量煤炭等其它類型的能源。近年來，國內(nèi)眾多港口持續(xù)開展綠色港口創(chuàng)建工作，已建立了良好的基礎(chǔ)和環(huán)境，但在減少碳排放方面仍然存在一些問題：（1）港口貨物集疏運方式需要優(yōu)化目前，國內(nèi)有相當(dāng)數(shù)量的港口由于建港條件等因素限制，大宗貨物采用公路運輸方式集疏港，不僅能源單耗高，而且嚴(yán)重污染道路周邊環(huán)境。針對上述現(xiàn)象，國家加大了整治力度，印發(fā)了相關(guān)文件［7］，重點以京津冀及周邊地區(qū)、長三角地區(qū)、汾渭平原等區(qū)域為主戰(zhàn)場，以推進(jìn)大宗貨物運輸“公轉(zhuǎn)鐵”、“公轉(zhuǎn)水”為主攻方向，完善綜合運輸網(wǎng)絡(luò)，提高運輸組織水平，減少公路運輸量，增加鐵路運輸量。（2）港口裝卸工藝有改進(jìn)空間港口裝卸由于貨種繁多，會采用不同的裝卸工藝。如果裝卸工藝選擇不當(dāng)，會出現(xiàn)增加裝卸工藝環(huán)節(jié)、裝卸設(shè)備“大馬拉小車”、裝卸流程不夠順暢等各種情況，從而大大增加了裝卸作業(yè)能源單耗。較為典型的案例如下：某港大宗干散貨需要進(jìn)行“水水中轉(zhuǎn)”作業(yè)，由于沿海碼頭（卸船碼頭）與內(nèi)河碼頭（裝船碼頭）之間有數(shù)公里間隔，傳統(tǒng)做法是通過汽車短途倒運作業(yè)，作業(yè)能耗大、污染嚴(yán)重。工藝改進(jìn)推薦方法是：由于碼頭轉(zhuǎn)水量較大，如果考慮在兩個碼頭之間修建帶式輸送機廊道，采用皮帶機輸送作業(yè)工藝，可以大幅度降低能耗和碳排放。（3）港口能源消費結(jié)構(gòu)需要調(diào)整港口直接用于裝卸生產(chǎn)作業(yè)的能源品種主要是電力和柴油。根據(jù)相關(guān)調(diào)研材料測算：目前，港口每年直接用于裝卸生產(chǎn)作業(yè)的總能耗大約200萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，其中柴油消耗大約60萬噸，折合87.4萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占比43.7%，直接排放二氧化碳190萬噸。調(diào)整港口能源消費結(jié)構(gòu)，使港口用能盡量向電動化方向發(fā)展，從而大幅度降低港口二氧化碳直接排放，是港口實現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和的重要手段之一。港口耗油裝卸機械，主要包括集卡、正面吊、單斗裝載機、挖掘機、牽引車等作業(yè)機械，用途不同、種類繁多、數(shù)量龐大。將港口耗油裝卸機械電動化或清潔能源化，是港口調(diào)整能源消費結(jié)構(gòu)的主要途徑，但是目前存在技術(shù)不夠成熟、配套設(shè)施跟不上、投資改造成本高等一系列難題需要克服。另外，在港口大力發(fā)展風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電，爭取做到“自發(fā)自用”，也是港口實現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和的重要手段，但是也存在著港口風(fēng)能、太陽能資源不均衡現(xiàn)象，不能做到普遍推廣，只能因地制宜、靈活應(yīng)用；再有，儲能設(shè)施的建設(shè)，由于存在容量小、投資高，不能充分滿足港口實際生產(chǎn)需要的問題，需要在今后工作中，依靠科技進(jìn)步，克服上述難題。（4）節(jié)能能力有提升空間技術(shù)層面，港口經(jīng)過多年綠色港口創(chuàng)建，節(jié)能減排效果顯著的節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品，如輪胎式集裝箱門式起重機“油改電”技術(shù)，基本上得到了廣泛應(yīng)用。目前，需要研發(fā)出更多、更好的節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品，并應(yīng)用于港口企業(yè)，以便促進(jìn)港口進(jìn)一步降低裝卸能源單耗。管理層面，目前港口企業(yè)經(jīng)營模式形式多樣，有相當(dāng)數(shù)量的港口企業(yè)水平運輸作業(yè)分包給社會上運輸企業(yè)，其能源管理意識和節(jié)能減碳意識均相對薄弱。港口企業(yè)對其進(jìn)行能源管理的主動性、積極性和創(chuàng)造性，有待提高。3水路運輸減碳總體思路及主要路徑3.1總體思路水路運輸減碳工作應(yīng)以調(diào)整行業(yè)能源消費結(jié)構(gòu)和提高交通裝備能效為核心，通過提高清潔能源和可再生能源比例、推進(jìn)節(jié)能低碳技術(shù)應(yīng)用、優(yōu)化運輸組織和工藝等措施，大幅度降低碳排放，抵減碳足跡，實現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)。在研究確定減碳路徑時，應(yīng)考慮遵循以下原則：系統(tǒng)謀劃、統(tǒng)籌兼顧。水路運輸碳減排是一項系統(tǒng)工程，涉及面廣、難度大，需要結(jié)合水路運輸特點和實際情況，做好頂層設(shè)計，統(tǒng)籌好發(fā)展和減碳的關(guān)系，因地制宜地采取切實有效措施，將減碳工作抓好做實，避免出現(xiàn)一窩蜂、一刀切的現(xiàn)象。創(chuàng)新驅(qū)動、供需互促。技術(shù)創(chuàng)新、模式創(chuàng)新、管理創(chuàng)新，均是推動減碳工作的強大驅(qū)動力，能夠有效促進(jìn)能效提升和碳排放下降。供給側(cè)和需求側(cè)雙方應(yīng)有充分的溝通、交流，在充分了解需求側(cè)一方的需求時，供給側(cè)一方才能做到有的放矢，提供合適的節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品。供需雙方相互促進(jìn)，可以起到事半功倍的效果。分類施策、突出重點。水路運輸包括航運和港口，航運又可分為海洋運輸和內(nèi)河運輸；同樣，港口按貨種又可分為集裝箱碼頭、干散貨碼頭、件雜貨碼頭等不同類型碼頭。不同類型船舶和碼頭，其耗能品種和數(shù)量有較大差異；甚至同類型碼頭，由于所處地理位置不同，也會在風(fēng)能、太陽能等自然條件上存在不小差異，因此，分類施策、突出重點十分必要。示范引領(lǐng)、以點帶面。港航企業(yè)經(jīng)營主體存在多元化現(xiàn)象，導(dǎo)致港航企業(yè)對節(jié)能減碳的認(rèn)識水平有較大差異；又由于節(jié)能減碳工作經(jīng)濟效益近期不夠顯著，導(dǎo)致港航企業(yè)參與這項工作的積極性有較大差異，因此，需要選取理念先進(jìn)、基礎(chǔ)條件好、積極性高的港航企業(yè)進(jìn)行碳達(dá)峰碳中和試點示范，從中凝練可復(fù)制、可推廣的經(jīng)驗，形成示范效應(yīng)，進(jìn)而帶動全行業(yè)開展碳達(dá)峰碳中和工作。3.2主要路徑（1）調(diào)整能源消費結(jié)構(gòu)推廣清潔低碳的港作機械和運輸裝備，既有港口作業(yè)機械加大電氣化改造力度，新購置或淘汰更新的港口作業(yè)機械要優(yōu)先使用電力、新能源或清潔能源驅(qū)動；加強節(jié)能減碳技術(shù)研發(fā)，提升港口“油改電”作業(yè)機械的技術(shù)成熟度；鼓勵港航企業(yè)進(jìn)行氫能試點應(yīng)用。推動可再生和清潔能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。加強港區(qū)供電、加氣或加氫等配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，以便滿足港口和船舶的充電、加氣或加氫的需求；港口根據(jù)區(qū)域條件和規(guī)劃，因地制宜啟動分布式風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)；加快港口儲能技術(shù)研發(fā)推廣，鼓勵港口分布式發(fā)電項目安裝儲能設(shè)施，提升供電靈活性和穩(wěn)定性，達(dá)到港口可再生能源發(fā)電“自發(fā)自用”，達(dá)到“自平衡”。（2）提升交通裝備能效對于已投入運營的船舶，可考慮加裝槳前導(dǎo)流鰭、補償導(dǎo)管、前置固定導(dǎo)輪等船舶單項附體節(jié)能裝置；采用新型船舶防污涂料，減少船體航行阻力；采用氣象導(dǎo)航、優(yōu)選最佳航線；航行過程中采用經(jīng)濟航速等手段，達(dá)到降低船舶單耗的目的。對于新造船舶及新購置的二手船舶，應(yīng)實施船舶燃料限值標(biāo)準(zhǔn)，控制新增船舶運力的能耗水平，避免高能耗船舶進(jìn)入營運市場。對于已投入運營的碼頭，應(yīng)根據(jù)港口實際，加大節(jié)能減碳改造力度，推廣應(yīng)用節(jié)能減排新技術(shù)、新裝備，重點推廣應(yīng)用列入行業(yè)節(jié)能低碳目錄的節(jié)能低碳技術(shù)。對于新建或改擴建碼頭，應(yīng)全面推進(jìn)節(jié)能型通用設(shè)備在港口的應(yīng)用，變壓器、泵、空調(diào)、風(fēng)機等均應(yīng)采用國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的低能耗、高能效產(chǎn)品。照明系統(tǒng)采用LED等綠色照明燈具并實施智能化控制。（3）優(yōu)化運輸組織和工藝鼓勵航運企業(yè)兼并、重組，提高航運企業(yè)集團化、規(guī)?；?、集約化水平，從而提高運輸組織水平；利用信息化手段，建立物流服務(wù)信息平臺，實時發(fā)布運輸需求消息，提高船舶實載率。優(yōu)化港口集疏運組織方式。港口貨物集疏運盡量通過水路、鐵路方式完成，壓縮公路集疏運比例。優(yōu)先安排鐵路進(jìn)港等優(yōu)化港口集疏運的項目實施。大力發(fā)展鐵水聯(lián)運、江海聯(lián)運、江海直達(dá)、水水中轉(zhuǎn)等多式聯(lián)運等運輸組織方式。優(yōu)化碼頭裝卸工藝系統(tǒng)。針對各類碼頭，優(yōu)化工藝運輸組織，使工藝系統(tǒng)各環(huán)節(jié)能力匹配，提高裝卸效率、降低能耗。集裝箱碼頭采用全場設(shè)備智能調(diào)度作業(yè)系統(tǒng)。干散貨碼頭水平運輸采用燃油流動機械改為電力流程化作業(yè)，實現(xiàn)作業(yè)工藝“油改電”。通用碼頭針對干散貨或件雜貨選擇高效節(jié)能的工藝流程，使用專業(yè)工屬具。鼓勵實施集裝箱和干散貨的自動化工藝流程改造等。（4）加強能力建設(shè)加強能耗和碳排放統(tǒng)計監(jiān)測考核。完善能耗和碳排放相關(guān)制度和標(biāo)準(zhǔn)，建立碳排放監(jiān)測核算、報告、核查體系，使碳排放信息可測量、監(jiān)測、統(tǒng)計以及核查。建立碳排放總量和強度控制制度和目標(biāo)責(zé)任體系，定期開展碳排放考核評估，對碳排放較高的單位采取措