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Volume 40 Issue 1
Jan.  2021
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International experience and China's practice of gaseous pollution control in low emission port

  • Received Date: 2019-10-24
    Accepted Date: 2020-03-10
  • Port regional emission has become an important factor affecting the environmental air quality of coastal port cities in China. Port low emission area is one of the important measures to control port pollution. China's port pollution control started late, but with the introduction of a series of policies, laws and regulations, it laid a solid foundation for comprehensively promoting the prevention and control of vessel and port pollution. The establishment of port low emission area has become a new and important measure for some countries and regions to solve the problem of port air pollution. In a China southern city, port area emission has become an important local air pollution source. From large to small, the contribution rate of all kinds of pollution sources in this port is ocean going vessel, transportation vehicles, inland vessel and operation machinery. By calculating the PM2.5 equivalent of pollutant emission, it can see that after the implementation of the port low emission area scheme, the reduction of particulate matter is 1.2 times of the required emission reduction. Although China's port pollution control has achieved some results at present, it still needs to strengthen regional cooperation and policy support to further promote port pollution control. At the same time, the management experience of other countries in low-row areas of ports is also worth learning, which is beneficial to ensure the implementation of port pollution control plans.
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通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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International experience and China's practice of gaseous pollution control in low emission port

  • Guangzhou Wanbao Occupational Safety and Services Co.Ltd., Guangzhou 510000, China

Abstract: Port regional emission has become an important factor affecting the environmental air quality of coastal port cities in China. Port low emission area is one of the important measures to control port pollution. China's port pollution control started late, but with the introduction of a series of policies, laws and regulations, it laid a solid foundation for comprehensively promoting the prevention and control of vessel and port pollution. The establishment of port low emission area has become a new and important measure for some countries and regions to solve the problem of port air pollution. In a China southern city, port area emission has become an important local air pollution source. From large to small, the contribution rate of all kinds of pollution sources in this port is ocean going vessel, transportation vehicles, inland vessel and operation machinery. By calculating the PM2.5 equivalent of pollutant emission, it can see that after the implementation of the port low emission area scheme, the reduction of particulate matter is 1.2 times of the required emission reduction. Although China's port pollution control has achieved some results at present, it still needs to strengthen regional cooperation and policy support to further promote port pollution control. At the same time, the management experience of other countries in low-row areas of ports is also worth learning, which is beneficial to ensure the implementation of port pollution control plans.

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  • 船舶航运在国际大宗商品交易中具有重要作用,其中远洋航运更是全球主要的货物运输方式。其所依赖的港口是世界经济增长的重要推动力,同时也是主要的污染源头和耗能单位[1]。随着运输船舶数量的日益增加,其污染排放也日趋严重[2]。船舶气态污染物排放正是导致区域空气质量下降的重要原因之一[3]。在全球环境恶化和能源危机的新形势下,港口低排区规划是控制港口污染、改善城市空气质量和保障居民健康的重要途径之一。目前,设立港口“低排区”已经成为相当一部分国家和地区用于解决港口大气污染问题的新兴手段和重要措施。

    《重点区域大气污染防治“十二五”规划》《大气污染防治行动计划》(国发【2013】37号)和《中共中央国务院关于加快推进生态文明建设的意见》(中发【2015】12号)等文件都提出要加强船舶港口污染控制,建设绿色港口。2016年1月1日开始实施的《中华人民共和国大气污染防治法》对机动车船的污染防治设置了专门的章节。2016年8月,中国首部关于船舶排气污染的标准《船舶发动机排气污染物排放限值及测量方法(中国第一、二阶段)》(GB 15097 -2016)正式发布,为船舶污染控制提供了依据。为了指导和推动各地港口船舶污染控制,中国交通运输部先后印发了《船舶与港口污染防治专项行动实施方案(2015—2020)》和《珠三角、长三角、环渤海(京津冀)水域船舶排放控制区实施方案》。一系列的标准和法规对船舶污染控制提出了明确要求,为全面推进船舶和港口污染防治工作奠定了坚实的基础。

  • 1.   港口低排区国际经验

      1.1.   低排区的基本含义

    • 现阶段,国际上还没有对港口低排区的统一定义或标准,但是许多国家和地区已经开展了一系列与港口低排区具有同等功效的政策措施研究,并在一些领先的港口城市开始实施,以遏制港口区域污染的恶化,保障当地居民健康。

      国际海事组织(IMO)为了对港口船舶排放进行控制,实施了一系列包括对港口海域硫氧化物、氮氧化物和颗粒物减排的控制措施。在欧洲,如英国的各码头、港口每年向环境署和海洋污染控制中心提供环保及应急计划,各级有明确的责任和监督措施等。意大利威尼斯港和拉斯佩齐亚港启用“岸电”系统以减少船舶停靠时的污染,建设“绿色港口”。荷兰鹿特丹港开发了一系列应对港口污染的措施,制定了包括对内河驳船、远洋船和货运卡车的标准和法规。美国也出台了许多相关政策,其中以加利福尼亚州最为典型,通过对运输车辆、工程机械、内河船舶和远洋船舶的控制措施,来保障港口空气质量。在中国香港,2011年共有18家远洋航运公司签署了《乘风约章》(Fair Winds Charter),承诺两年内挂靠在香港港的远洋船舶靠港时尽可能换用低硫燃油(硫含量不高于0.5%的燃料油)。2011年共有3616艘次远洋船舶在香港港靠港时换用低硫燃油,占全年挂靠香港港远洋船舶总艘次的11%,减少约890 t的二氧化硫排放。

    • 1.2.   IMO船舶要求

    • 鉴于船舶排放对空气环境的影响,国际海事组织(IMO)海洋环境保护管理局(MEPC)早在1988年就正式开展防止船舶造成大气污染议题的研讨及审议工作,将《国际防止船舶造成污染公约》(《MARPOL 73/78公约》)1997年议定书进行修订,通过了附则Ⅵ——《防止船舶造成大气污染规则》,该附则已于2005年5月19日正式生效,主要致力于解决船舶造成的区域性空气污染问题。其主要内容涉及:补充定义,增加排放技术适用船舶的免除条件,消耗臭氧物质系统的记录,修订和补充柴油机NOx排放Tier I、II、III标准[4],修改燃油硫含量标准,补充对产生VOCs的船舶可挥发性有机物管理计划,补充燃油可获得性的相关要求等等。

      《MARPOL 73/78公约》附则VI要求船舶使用的任何燃油的硫含量不得超过4.5% (m/m)。在硫氧化物控制区(SECA)船舶使用燃油(fuel oil)中硫含量不得超过1.5% (m/m)。已有的排放控制区包括:波罗的海硫氧化物排放控制区(2006年5月19日起执行),北海(含英吉利海峡)的硫氧化物排放控制区(2007年11月22日起执行),北美的硫氧化物、氮氧化物和颗粒物排放控制区。同时,2016年4月1日起,中国的珠三角、长三角、环渤海(京津冀)水域将被纳入排放控制区,经初步测算,船舶排放控制区计划实施后,到2020年,珠三角、长三角、环渤海(京津冀)水域船舶硫氧化物和颗粒物将比2015年分别下降约65%和30%。

    • 1.3.   欧盟相关要求

    • 在IMO船舶要求的基础上,欧盟法令(经2005/33/EC修正的1999/32/EC号)进一步要求,船上燃油的硫含量超过1.5% (m/m)将不允许在被IMO规定为SECA 水域的欧盟成员国的领海、专属经济区和污染控制区域内使用。从2010年1月1日起,在下述情况下不得使用硫含量超过0.1%( m/m)的燃油,涉及内河船(参见欧盟82/714/EEC法令)以及在欧共体港口停泊超过2 h的船舶 (该要求不适用于停掉所有机器而使用岸电的船舶)。另外,对于利用燃油转换满足控制硫含量要求的船舶,则燃油转换操作要记录在船舶日志上。

      (1)针对船队(vessel fleet)和内河驳船的措施

      从2007年起,对于港口自己的船队(约130艘),必须使用超低硫燃油(含硫量10 mg/kg)。港口已经改装了两艘在用船,以满足现阶段引擎排放标准(CCNR II期的标准,相当于目前欧盟IIIA标准)。同时,5个港口船舶已配备了SCR和DPF,以控制NOx、PM和BC排放。此外,它还测试了使用水处理的植物油,以评估使用替代燃料的可行性。

      作为主要枢纽,鹿特丹港采取很多措施来减少内河驳船的排放。鹿特丹港针对内河驳船的引擎排放水平采用不同的入港税。对于满足CCNR II级或更清洁标准的内河驳船给予财政奖励(减免10%~30%的入港税)。不满足要求的驳船则需要额外支付10%的入港税。到2025年,不符合CCNR II级排放标准的内河驳船将被禁止入港。此外,进入鹿特丹港的公共码头时,内河驳船都需要使用岸电(240 V),在岸电可用的情况下则被禁止使用自己的柴油发电机。鹿特丹港也是欧洲第一个允许LNG燃料加注内河船舶的港口[5]

      (2)针对远洋船舶的措施

      针对远洋船舶的经济鼓励措施是通过“世界港口气候计划”(WPCI)给予进入环保船舶目录的入港费用折扣来实现的。该措施采用打分制,依据船舶SO2、NOx和CO2的排放情况打分,各参与港口可以自行决定分数线,达到分数线的船舶可获得港口费用折扣。

      (3)针对港口货车的措施

      鹿特丹港在港口区域设立了准入规定(Access Regulation),自2014年10月1日起开始实施,大于等于3.5 t的柴油货车将禁止进入低排区(Maasvlakte Area),除非该柴油机满足欧VI标准,或者在2013年1月1日之前注册,并且使用年限小于7年的货车。进入低排区的所有柴油车无论是否符合规定,都必须经过注册,但注册并不等于免税。该规定也对外来车辆同样适用,一年365天不间断执行。港口针对特殊车辆还制定了豁免准入制度,对在欧洲注册时间不超过13年的社会服务型车辆、军车等部分特殊用途车辆予以放行。此外,鹿特丹港对有短暂进入低排区需求的车辆提供豁免进入申请制度。该制度允许每辆车获得最多一年12次的豁免权。一次豁免权有效期一天,申请者需要在计划进入低排区前两周内提交申请。

    • 1.4.   美国

    • 许多美国港口已提前启动了低排区相关项目,其中效果比较明显的有:《圣佩德罗湾港区清洁空气行动计划》[6-7]、《纽约与新泽西港区及维吉尼亚和西北港区清洁空气规划》及《温哥华、西雅图和塔科马港区污染减排协作方案》[8-9]。截至2014年,清洁空气行动计划已经帮助港口减排约80%的颗粒物污染。氮氧化物、黑炭和硫氧化物也有所下降,2005年到2012年,洛杉矶港(POLA)的氮氧化物和硫氧化物分别减少了56%和88%;2005到2013年,长滩港(POLB)的氮氧化物和硫氧化物分别降低了54%和93%。此外,还有许多老旧货车需要更新,而港口减排并没有控制场地外的移动源排放,所以未来还有很大的污染减排空间。

      其中,加利福尼亚州是保障港口空气质量的典型代表,它的主要措施包括以下几个方面[10]

      (1)工程机械管理

      2006年,加利福尼亚州空气资源管理局(CARB)出台法规,目的是减少加利福尼亚州港口与铁路联运码头运行的货物装卸设备(cargo handling equipment, CHE)所产生的大气污染排放。此法规适用于加利福尼亚州港口或者铁路联运码头所有使用柴油机引擎的工程机械。基本标准要求新的港内运输车辆必须配备经过认证的合规道路柴油引擎或者符合Tier4标准的非道路柴油引擎。新的港外货车引擎也需满足以上同等要求。如果不符合,则需在一年内配备可行的最高标准柴油机排放控制设备。豁免条件为:低吞吐量港口中符合一定标准的设备。

      已经在用的港内货车需要满足目前技术条件下可达到的最佳排放标准,即最佳可达标准。通过加速淘汰老旧港内货车,改换经认证的符合现有道路引擎排放标准或者满足Tier 4 final非道路引擎排放标准的货车。对于拥有超过3辆港内货车的所有者或经营者来说,可以分阶段执行该规定。已经在用港外货车则同样需要满足每个阶段的最佳可达性能,包括为道路或非道路移动车辆更换新的引擎或对旧的引擎进行改造。

      此外,基于引擎的年龄、是否配备柴油机排放控制设备(VDECS)及船队的规模来决定执行规定的具体时间。所有港内货车必须在2017年12月31日前履行规定,所有的港外车辆设备则要求在2013年12月31日前履行规定。所有工程机械的引擎必须都有年检要求,不符合要求的需要经过维修才能重新投入使用。全新的引擎除外,只需要在使用4年后开始年检。工程机械的所有者或者运行者需要对所有的移动工程机械设备保持记录,并递交执行计划,同时提交他们的联系信息及其设备位置进行年度报告,还需提供该年内符合规定的证明。执行计划和第一个年度报告详见CARB于2007年1月31日颁布的规定。同时,透明度测试报告也需要维护更新。

      (2)内河船

      2007年11月15日,CARB通过法规,旨在减少商业内河船(CHC)中柴油机引擎产生的柴油机颗粒物(PM)和氮氧化物(NOx)排放。该项法规于2009年1月1日起生效,并于2011年7月进行了修订,新增了管制船舶的种类,适用于在加利福尼亚州水域区内行驶的所有的新的和正在使用的内河船柴油机引擎。为了满足内河船的法规要求,所有的商业内河船必须做到每个引擎上安装工作时间记录表;使用加利福尼亚州空气资源管理局规定的柴油或者已获批准的替代燃料;向空气资源管理局提供船舶和引擎信息报告,维护和更新其中的数据并在船舶或者所属港口办公室做备份;在现有船舶上替换引擎或者新建船舶配备引擎的时候要注意满足“新的引擎排放标准”。

      (3)远洋船

      对于远洋船舶,加利福尼亚州采用2009年实施的清洁空气法案,同时参考国际海事组织(IMO)MARPOL 附件4中的排放控制区对船舶及港口排放标准[4]

      (4)运输车辆

      加利福尼亚州本身并没有专门的海港低排区项目,但是,经过10多年的努力,加利福尼亚州形成了一个多样的、重叠的柴油车(船)清洁法规、项目和补贴政策,有效合理地解决了针对港口托运车辆的问题。

      2007年,CARB开始执行“货运卡车法案”,禁止使用1994年以前生产的卡车执行州港口与铁路场站之间的货物运输工作。2014年,该法案同时涵盖了2007年之前的柴油卡车(不安装DPF)。到2023年,所有归为“第7类别”和“第8类别”的卡车都必须满足2010年颁布的排放标准。为了推动这一法案顺利进行,CARB利用“柴油机清洁基金”及美国环保局“清洁柴油机项目”提供的资金,帮助货车司机完成货车引擎的排放升级/更新工作。目前,CARB也在开展零排放货运设备的替代工作。在2006年,洛杉矶港和长岛港联合发起了“清洁卡车项目”[6-7],项目要求2008年后禁止1989年前的卡车进入港口区域,并先于州政府法规要求2012年1月1日之后禁止2007年之前的卡车进入。同时,为了补贴卡车改装和更新,港口向每一个标准集装箱征收35美元费用以及15美元基础设施改善建设费。

      虽然在政策、法规和行政监管上遇到了很多困难,有些甚至到现在还没有解决。但是CARB测算后认为,相关政策的实施使得柴油机颗粒物减少约70%、NOx减排约50%,并且随着货运卡车的持续升级与技术更新,减排效果还会愈加显著,环境效益产出与成本投入比为6∶1。

      CARB认为,控制船舶废气排放的技术手段包括:要求靠港船舶配备岸电装置,安装颗粒物捕集器(DPF),使用废气循环系统(ECU)或者选择性催化还原系统(SCR)等减排技术手段。控制船舶废气排放的管理手段包括IMO[4]的船舶效能指数标准(EEDI)[11]、船舶能效管理计划(SEEMP)[12]等减排管理措施。

    2.   中国港口低排区的划定原则与技术方案

      2.1.   中国对港口污染控制的要求

    • 2012年10月29日,由当时的多部委联合印发的《重点区域大气污染防治“十二五”规划》提出要加快“绿色港口”建设。在2013年9月,国务院颁布的《大气污染防治行动计划》(国发【2013】37号)提出“开展工程机械等非道路移动机械和船舶的污染控制”。2015年4月发布的《中共中央国务院关于加快推进生态文明建设的意见》(中发【2015】12号)提出“加强船舶港口污染控制,积极治理船舶污染,增强港口码头污染防治能力”。2016年1月1日开始实施的《中华人民共和国大气污染防治法》对机动车船的污染防治设置了专门的章节。本研究参考能源基金会[13-14]报告,梳理了国家对港口污染物控制的重点要求。

      (1)排放标准

      《船舶发动机排气污染物排放限值及测量方法(中国第一、二阶段)》(GB 15097-2016)已于2018年7月1日起实施。该标准适用于内河船、沿海船、江海直达船、海峡【渡】船和渔业船舶等,污染物控制项目包括CO、HC、NOx、PM、CH4等。

      对于SO2,则通过控制油品标准实施。远洋和沿海船舶强制性执行《船用燃料油国家标准》(GB 17411-2015),已于2016年7月1日起实施。该标准将船用馏分燃料油划分为3个等级,硫含量为0.1%~1.5%;船用残渣燃料油划分为3个等级,硫含量为0.1%~3.5%。内河船舶执行《普通柴油国家标准》(GB 252 - 2015),自2017年7月1日起,普通柴油硫含量从当前的350 mg/kg下降到50 mg/kg,2018年1月1日起,硫含量再下降到10 mg/kg。船用油品质量的进一步升级对船舶排放标准的顺利实施及降低在用船舶的排放水平具有重要意义。

      (2)排放控制区

      为推进绿色航运发展和船舶节能减排,减少船舶在中国重点区域的大气污染排放,2015年12月中国交通运输部发布《珠三角、长三角、环渤海(京津冀)水域船舶排放控制区实施方案》,划定珠三角、长三角、环渤海(京津冀)水域基线外延12海里以内为船舶大气污染物排放控制区,重点控制船舶硫氧化物、氮氧化物和颗粒物排放,涵盖深圳、广州、珠海、上海、宁波-舟山、苏州、南通、天津、秦皇岛、唐山、黄骅等核心港口,如图1所示。该方案提出,自2016年1月1日起,逐步在控制区内使用硫含量≤0.5%(m/m)的燃油,至2019年1月1日应在控制区内全面使用低硫燃油。2019年12月31日前在评估控制区实施效果后,确定是否进一步要求船舶进入排放控制区使用硫含量≤0.1%( m/m)的燃油以及是否扩大排放控制区的范围等。2016年4月1日起,长三角区域率先实施船舶排放控制区,要求船舶在长三角水域排放控制区核心港口(上海港、宁波舟山港、苏州港和南通港)靠岸停泊期间应使用硫含量不高于0.5% (m/m)的燃油。

      Figure 1.  China Emission Control Zone

    • 2.2.   港口低排区规划的原则要点

      2.2.1.   设置范围和控制对象
    • 以深圳港为例,该港总共拥有10个港区,包含4个集装箱码头和6个散货码头或油库码头。集装箱码头的货物吞吐量占了总货物吞吐量的85%左右,成为港口区域污染控制的重点区域。目前该地区的港口船舶污染控制计划中,均以集装箱港区为控制对象,对港区内的船舶和港作机械提出全面的控制要求,相对而言,其他港区重点在于船舶的排放控制,控制要求比较简单。

      因此,该港口低排区选择以四大集装箱港为控制范围,覆盖整个港区。低排区内的污染控制对象包括远洋船舶、港作船舶、运输车辆(进出港车辆、港内拖车)、作业机械(堆高机、龙门吊、叉车)等。

    • 2.2.2.   控制技术方案
    • 结合深圳未来的港口污染防治计划以及国际上港口污染控制的经验[15],根据污染控制对象的污染排放特征,控制技术方案主要包括排放标准、船用油品要求、岸电及新能源利用、末端治理措施以及相应管理要求。

      (1)远洋船舶的排放必须达到《船舶发动机排气污染物排放限值及测量方法(中国第一、二阶段)》(GB15097-2016)对CO、HC、NOx、PM等污染物排放限值的要求。现役港作船舶油品必须符合中国交通运输部发布的《珠三角、长三角、环渤海(京津冀)水域船舶排放控制区实施方案》,即珠三角水域基线外延12海里以内为船舶大气污染物排放控制区,2016年10月1日起,船舶在该港靠岸停泊期间必须使用硫含量≤0.5% (m/m)的燃油,2019年1月1日起,船舶进入珠三角水域排放控制区必须使用硫含量≤0.5% (m/m)的燃油。同时,推动在珠三角海域200海里专属经济区范围内设立船舶排放控制区。新建集装箱、散杂货、客滚及邮轮码头泊位必须具备岸电供应能力,完成80%的集装箱泊位、客滚和邮轮专业化泊位岸电供给能力提升。逐步提高岸电使用率,实施远洋船舶岸电最低使用率的强制措施,力争2020年靠港集装箱船岸电使用比例不低于15%。通过立法和财政资助等手段,鼓励靠港船舶使用低硫燃油(或通过连接岸电、使用清洁能源、尾气后处理等达到同等减排效果)。推进船舶大气污染检测工作,建立监督检查管理工作机制,推进检测装备和能力建设。

      (2)港口作业船舶的排放必须研究制订港口作业船舶的燃油质量和污染物排放的本地技术标准,在所管辖水域靠泊、停泊和航行的港口作业船舶必须执行本地的船舶污染物排放技术规范。现役港口作业船舶全部使用符合GB 252 -2015标准的普通柴油,自2017年7月1日起,硫含量下降到50 mg/kg,2018年1月1日起,硫含量再下降到10 mg/kg。禁止在管辖水域靠泊、停泊、航行的港口作业船舶使用重油、渣油及不符合该地船舶燃油质量有关规定的燃料。推进港口作业船舶靠泊期间使用岸电,完成90%的港口作业船舶靠泊使用岸电。推进港口作业船舶应用LNG燃料,新增港口作业船舶必须使用天然气燃料,并确保达标排放。所有柴油燃料港作船必须加装烟气洗涤器等尾气处理设施并达标排放。按照港口作业船舶污染物排放本地技术规范,完成对不符合标准要求的船舶有关设施、设备的配备或改造,对经改造仍不能达到要求的,限期予以淘汰。

      (3)运输车辆的排放要求新注册登记或转入的运输车辆必须达到国V排放标准并具备整车出厂配置的颗粒物捕集器(DPF)。根据国家有关国VI阶段机动车排放的颁布实施情况,力争提前对机动车注册登记及转入执行国Ⅵ排放标准。执行国V车用燃油。根据国家有关国VI阶段机动车车用汽、柴油标准的颁布实施情况,提前推行国VI标准车用燃油。提高疏港物流、物流转运等行业的柴油车污染控制水平,推广清洁能源运输车辆。制订在柴油车上安装DPF的推广方案和财政补贴政策,发布柴油车DPF特区技术规范和监管法规。规划建设货柜车疏港道路,形成相对独立循环的疏港交通体系,提高货柜车的通行速度。实施异地牌照柴油车限行政策,除划定的疏港、过境通道及高速路外,异地牌照柴油货车每天早上7时至晚上9时禁止进入该地市政道路行驶。实施高排放机动车分阶段限行政策,在特定区域划定低排放区,逐步限制10年以上、国Ⅲ排放标准的柴油车及未安装颗粒物捕集器的柴油车行驶。

      (4)作业机械必须研究制订港口非道路移动机械(含港口装卸设备)能耗限值和污染物排放地方标准。2017年提前实施非道路移动机械国Ⅳ排放标准。在用港口作业机械使用的油品应与当前机动车油品相同,即使用国V柴油。推进港区内集装箱牵引车使用LNG,鼓励淘汰港区高耗能、低效率的老旧牵引车,完成港区内使用LNG动力集装箱牵引车达到800台,占全集装箱牵引车总量的80%。新增轮胎式龙门起重机必须使用电能,原有轮胎式龙门起重机除应急设备外,全部从传统柴油动力改造为电力、油电混合动力或机械势能回收技术混合动力。港区内禁止使用黄标车,港区内新增巡逻车和循环大巴需要使用新能源。立法强制要求港区新登记注册的5吨以下(含5吨)叉车全部使用电能,逐步淘汰全部5吨以下(含5吨)柴油叉车。通过财政补贴,引导企业使用清洁能源作为动力的叉车、堆机等机械。港区在用柴油非道路移动机械排气烟度的光吸收系数不得超过0.5/m,未达到排放标准的非道路移动机械必须安装颗粒物捕集器。柴油集装箱牵引车应达到国V排放标准,并具备整车出厂时配置的颗粒物捕集器。责令废气排放超标的机械开展治理并实现达标排放,通过治理仍无法达标的,应依法强制淘汰。

    3.   讨 论
    • 深圳港2013年货物吞吐量累计完成23397.98万吨,完成集装箱吞吐量2327.84万标准箱。2013年进入港口的远洋船舶总艘次为35991艘次,其中集装箱船15972艘次,占比最大(44.4%),其次是油船,占比18.4%,顶推船拖轮占比13.6%,非运输船占比8.3%,其他货船占比7.6%,剩余其他船合计占比7.7%。远洋船舶平均吨位为19501吨(不包括顶推船拖轮),集装箱船舶吨位较高(45638吨),成为远洋船舶中主要的排放源。2013年到港内河船舶151,711艘次,其中内河运输船占比80.5%、高速客船占比18.8%、普通客船占比0.7%,内河运输船是内河船舶中主要的排放源。港口的运输车辆包括疏港的集装箱卡车和一般货运重型卡车,2013年,该港口的四大集装箱码头记录进出港集装箱卡车的数量为689.07万辆;其他散货码头货车进出港的数量未有相关数据,根据货物吞吐量来估算运输车辆的进出港数量,约为228.69万辆。港口的作业设备(包括龙门吊、空箱堆高机、叉车、拖车等)也是大气污染的重要排放源,除了部分龙门吊改为用电、部分拖车改为用LNG外,其他设备均使用柴油。调查结果显示,2013年港口作业设备消耗柴油2.51万吨,消耗天然气945.61万m3

      在以上各类基础活动数据的基础上,计算了港口区域的大气污染物排放量,2013年港口区域共计排放二氧化硫1.32万吨、氮氧化物3.22万吨、可吸入颗粒物0.20万吨、细颗粒物0.17万吨、一氧化碳0.87万吨、挥发性有机物0.23万吨。统计的污染源包括远洋船舶、内河船舶、运输车辆、柴油机械、天然气拖车等,各类污染源的排放分担情况如图2所示。

      Figure 2.  Sharing rate of air pollution source emission in port area

      从排放分担率来看,远洋船舶是该港口PM2.5、NOx和SO2的主要来源,分担率分别为74.7%、44.4%和90.6%。该港口每年集装箱吞吐量2000万标准箱以上,大量的顶推船、拖船等成为主要排放来源,且船舶采用的燃油主要为重油,含硫率高,尚无管制措施,导致污染物排放量大。

      运输车辆是该港口VOCs的首要排放源,分担率为59.1%,NOx、PM2.5排放的分担率分别为35.1%和12.5%,是第二大贡献源。运输车辆的行驶范围包括港区和路上两部分,由于该港口货运繁忙,船舶多,并且运输车辆均为重型货车,单车污染物排放量大,导致运输车辆对污染物排放的影响非常可观。

      内河船舶是该港口SO2的第二大排放来源,分担率为8.8%,对PM2.5、NOx、VOC的贡献率分别为9.6%、17.6%和7.0%。这是由于内河港区的货物吞吐量较小,不到港口货物吞吐量的0.1%,导致内河船舶对港口区域大气污染排放的贡献相对较小。但由于内河船舶存在大量使用船用残渣油的情况,含硫量高达1000 mg/kg,导致SO2排放量相对较大。

      港口大量的作业机械对污染物排放也有一定贡献,柴油机械分别贡献了PM2.5、NOx、SO2和VOC排放量的3.1%、2.6%、0.1%和3.8%,天然气拖车主要对VOC排放有一定贡献。

      总体而言,对大气环境影响较大的污染源依次为远洋船舶、运输车辆、内河船舶、作业机械。

    4.   结论与展望
    • 港口区域排放是中国沿海港口城市重要的大气污染源,各类污染源的影响从大至小依次为远洋船舶、运输车辆、内河船舶、作业机械,应采取针对性措施控制污染排放。

      以深圳港为例,港口排放占了全市二氧化硫排放总量的71.6%,氮氧化物排放总量的26.9%,细颗粒物排放总量的15.4%,一氧化碳排放总量的12.6%,挥发性有机物排放总量的7.1%,对环境PM2.5质量浓度贡献约10%,成为影响该地大气环境质量的重要污染源。港口区域各类污染源中,远洋船舶是PM2.5、NOx和SO2的首要排放源,运输车辆是VOCs的首要排放源,内河船舶是SO2的第二大排放源,柴油机械的贡献相对较小。在未来的港口区域控制中,应加大污染控制力度,尤其需要大力加强远洋船舶和进出港运输车辆的污染控制。

      港口低排区的污染控制方案,优于一般的城市空气质量改善方案,所要求达到的减排量也较后者更大。根据该港口城市当前已印发或即将印发的港口污染控制相关方案,结合当地大气环境保护规划,比较港口污染控制方案的减排量与空气质量达标所要求的港口区域减排量二者之间的差距,结果表明在控制方案实施后可较好地满足达标需求。因此,未来如何保障落实港口污染控制方案成为关键。

      下一步,为了促进中国港口污染控制方案的实施,结合国际上港口低排区经验,对中国港口低排区污染控制提出以下建议。在区域协同方面,推动船舶排放控制区共同协作,在同一水域实施统一的油品和排放标准以及一致的检测执法和奖惩措施。技术应用中,推动港作船舶和作业机械应用LNG、油电混合、纯电动等能源替代技术,加强工程机械和港内拖车排放升级改造,应用DPF、SCR等治理技术。在管理监督层面上,需要加强港口作业机械的管理,所有港内作业设备的位置、运行、维护、排放数据等应记录备案供监察。应用无人机、卫星遥感技术等先进技术手段支持执法,同时推动各个港口污染控制措施的落实。

Reference (15)

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