《船舶發(fā)動機排氣污染物排放限值及測量方法（中國第一、二階段）》解讀
日前,環(huán)境保護部會同質(zhì)檢總局發(fā)布了《船舶發(fā)動機排氣污染物排放限值及測量方法(中國第一、二階段)》(GB15097—2016)。就如何理解、貫徹該標準,環(huán)境保護部科技標準司司長鄒首民回答了記者的提問。
1.國際上對船舶污染排放控制的通行做法?
船舶從航行區(qū)域上可劃分為國際遠洋航行船舶和國內(nèi)航行船舶,需滿足不同的標準和管理要求。
對于國際遠洋航行船舶,我國作為國際海事組織(IMO)A類理事國,往來的遠洋船舶統(tǒng)一執(zhí)行國際公約。另外,為了減少遠洋船舶的排放影響,國際公約規(guī)定各國政府可以向IMO申請設(shè)立排放控制區(qū)(ECA)。在ECA,遠洋船舶的污染控制要求嚴于國際公約,進入該區(qū)域的遠洋船舶需要切換至低硫燃油和具備符合要求的后處理設(shè)施。
對于國內(nèi)航行船舶(包括內(nèi)河船、沿海船、江海直達船、海峽[渡]船和各類漁船等),由各國自行立法監(jiān)督管理。歐美均對國內(nèi)船舶規(guī)定了嚴于國際公約的排放標準。我國尚未出臺船舶的大氣排放標準。
2.我國船舶污染控制的標準體系情況?
針對船舶排放的水和固廢污染控制,已經(jīng)有國家污染物排放標準《船舶污染物排放標準》(GB3552-83),且環(huán)境保護部正在對這一標準進行修訂;針對船舶的大氣污染控制,長期以來排放標準是空白。目前,國際上對船舶大氣污染物的排放控制,均是以船用發(fā)動機為主體進行控制,通過型式核準、生產(chǎn)一致性檢查、在用符合性檢查等環(huán)境管理方式實現(xiàn)對船舶大氣排放污染控制。此次制定標準也采用了上述通用管理思路,且采用的測試方法與國際上現(xiàn)有法規(guī)標準保持一致。
另外,環(huán)境保護部正在制訂《船舶工業(yè)污染物排放標準》,重點控制造船過程中的揮發(fā)性有機物(VOCs)等大氣污染物排放。
3.制定《船舶發(fā)動機排氣污染物排放限值及測量方法(中國第一、二階段)》的必要性和緊迫性如何?
我國是一個內(nèi)河航運資源比較豐富的國家,截至2013年底,我國擁有水上運輸船舶17.26萬艘,凈載重量2.44億噸。全球十大港口,我國占據(jù)八席,吞吐量約占全球1/4。船舶運輸所帶來的環(huán)境污染問題日益突出。據(jù)測算,2013年全國船舶二氧化硫排放量約占全國排放總量的8.4%,氮氧化物排放量占11.3%。受船舶污染影響最大的是港口城市,其次是江河沿岸城市。根據(jù)上海2012年的研究結(jié)果,船舶排放產(chǎn)生的二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)和細顆粒物(PM2.5)分別占到上海市排放總量的12.4%、11.6%以及5.6%。在香港,2012年的數(shù)據(jù)顯示,船舶廢氣排放是全特別行政區(qū)可吸入顆粒物(PM10)、NOx和SO2的最大排放源,其中前兩者占到約30%,SO2則達到50%。
鑒于我國港口和船舶大氣污染防治的緊迫形勢,為落實《環(huán)境保護法》、《大氣污染防治法》要求,環(huán)境保護部制定船舶發(fā)動機排放標準,加強船舶污染物排放控制,填補船舶大氣污染物排放標準空白。
4.新標準適用于哪些船舶?
新標準適用于具有中國船籍在我國水域航行或作業(yè)的船舶(如內(nèi)河船、沿海船、江海直達船、海峽[渡]船和各類漁船)裝用的額定凈功率大于37kW的第1類和第2類船用發(fā)動機。額定凈功率不超過37kW的小型船舶的發(fā)動機執(zhí)行非道路移動機械排放標準(GB20891)。第3類船機執(zhí)行《船用柴油機氮氧化物排放試驗及檢驗指南》(GD01)的要求。標準規(guī)定了上述船用發(fā)動機(包括主機和輔機)的型式檢驗、生產(chǎn)一致性檢查和排放耐久性要求,也規(guī)定了船舶和船機實施大修后的排放要求。適用于船機的銷售、進口和投入使用環(huán)節(jié)以及船舶的銷售、進口和登記環(huán)節(jié)。
新標準控制范圍不包括遠洋船舶。遠洋運輸船舶執(zhí)行防止船舶污染國際公約(MARPOL公約)的規(guī)定。另外,該標準不包括游艇等裝用的汽油機,環(huán)境保護部將適時制訂船用汽油機的排放標準。
5.標準控制哪些污染物項目?
目前,大多數(shù)船舶使用的是壓燃式發(fā)動機,所用燃料是柴油或者是硫含量較高的船用燃料油,排放的污染物包括顆粒物(PM)、氮氧化物(NOx)、碳氫化合物(HC)和一氧化碳(CO)。標準中分別規(guī)定了上述污染物的排放限值。
對二氧化硫(SO2)的控制是通過控制船舶使用的燃料來實現(xiàn)的。據(jù)研究,SO2排放的高低主要與使用燃油的硫(S)含量有關(guān),經(jīng)過發(fā)動機燃燒后,燃料中的硫幾乎全部氧化轉(zhuǎn)變成廢氣中的SO2,因此,降低SO2排放最有效方法就是使用低硫含量的燃油。
6.標準的污染物排放削減幅度如何?
新標準是我國首次發(fā)布船舶大氣污染物排放控制國家標準。標準將分為第一階段和第二階段兩個階段實施。第一階段相當(dāng)于汽車發(fā)動機和非道路發(fā)動機的第二階段排放控制水平,與我國船機排放現(xiàn)狀相比,PM排放將削減70%左右,NOx排放將削減20%以上;第二階段相當(dāng)于車機和非道路排放的第三階段控制水平,PM和NOx將在第一階段基礎(chǔ)上,分別進一步降低40%和20%。和發(fā)達國家相比,第一階段和目前歐洲實施的標準相當(dāng),第二階段和美國第三階段實施的標準相當(dāng)。
標準還規(guī)定了排放耐久性要求。一般船舶(娛樂船舶除外)均應(yīng)在10,000小時或10年(以先到者為準)內(nèi)排放滿足標準要求。
7.標準對船用燃料有什么規(guī)定?
船舶燃用高含硫量劣質(zhì)燃油是造成污染排放的最大影響因素。目前,我國船用燃料消耗中有60%~65%為船用燃料油,少量用輕柴油(普通柴油)。根據(jù)《船用燃料油》(GB/T17411-2012)標準,目前,我國的船用燃料油硫含量在1%~3.5%(10000ppm~35000ppm),是國四柴油(含硫量50ppm)的200倍~700倍。媒體稱,使用高硫油的船舶如同燒著劣質(zhì)煤、沒有尾氣處理裝置的“移動火電廠”。
為了控制船舶的SO2和PM排放,新標準中對船舶使用燃料作出了規(guī)定:1.內(nèi)河船、江海直達船和在內(nèi)河作業(yè)的漁業(yè)船舶,應(yīng)使用符合GB252標準的柴油;2.沿海船、海峽[渡]船和在近海作業(yè)的漁業(yè)船舶,若船機設(shè)計需要使用船用燃料油,應(yīng)使用符合國家標準及法規(guī)規(guī)定的低硫船用燃料油。船用燃料的規(guī)定,不僅適用于新生產(chǎn)的船舶,同時也適用于正在使用的所有船舶。
8.目前正在使用的船舶也需要達到標準要求嗎?
總體來說,該標準主要是針對新定型和新生產(chǎn)的船用發(fā)動機,目的是從源頭控制污染物排放的增長,削減新增船舶的污染物排放量。對新設(shè)計、新生產(chǎn)發(fā)動機提出更嚴格的排放要求,促進采用新技術(shù)改進燃燒,采用排放控制裝置削減污染物排放。標準中規(guī)定的型式檢驗、生產(chǎn)一致性檢查、耐久性要求等都只針對新船;大修的要求針對在用船;船用燃料的規(guī)定,不僅適用于新生產(chǎn)的船舶,同時也適用于正在使用的所有船舶。
9.執(zhí)行該標準需要哪些技術(shù),經(jīng)濟成本如何?
新標準第一階段的排放控制水平相當(dāng)于非道路發(fā)動機排放控制標準GB20891-2007第二階段(已于2009年10月1日實施)的排放控制水平。船用發(fā)動機和非道路機械用發(fā)動機雖用途不同,但同屬內(nèi)燃機,所采用的排放控制技術(shù)措施,不管是機內(nèi)的措施還是機外的后處理凈化措施都類似。要達到該標準第一階段要求,若不改變?nèi)加拖到y(tǒng),通過增加中冷器散熱面積,提高增壓壓力,采用廢氣再循環(huán)裝置(EGR),優(yōu)化噴射等技術(shù)改善機內(nèi)燃燒可以達標,成本增加較少,幾千元到十余萬元不等,占船機成本的5%～20%,約占船舶成本的2%以下;如果將燃油供給系統(tǒng)電控化,由機械泵改為電控燃油噴射,則這種情況下增加的成本較多,約占船機成本的40%～50%,船舶成本的5%以下,但其優(yōu)點是,由于采用了先進供油技術(shù),為今后排放法規(guī)進一步加嚴打下了較好的基礎(chǔ),會降低將來的排放達標成本。
新標準第二階段的排放控制要求和第一階段相比較,HC+NOx總體加嚴了20%以上,PM加嚴了40%。要達到第二階段要求,通過增壓中冷(更高增壓壓力和更高效水—空中冷)、發(fā)動機燃燒系統(tǒng)和進氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進一步優(yōu)化改進、發(fā)動機噴油正時調(diào)整、廢氣再循環(huán)裝置(EGR)等改善機內(nèi)燃燒技術(shù),必要情況下采用選擇性催化還原裝置(SCR)等后處理措施,成本增加幾千元到十余萬元,占原機成本的6%～20%,約占船舶成本的2%以下。
10.標準實施將帶來怎樣的環(huán)境效益?對改善我國沿海、沿江及港口城市環(huán)境空氣質(zhì)量有何作用?
所有內(nèi)河、沿海及漁業(yè)船舶,若都能按新標準規(guī)定使用低硫燃料,內(nèi)河船和江海直達船使用符合GB252標準的柴油,沿海船舶第一階段能夠使用硫含量不超過5000mg/kg的船用燃料油,第二階段使用硫含量不超過1000mg/kg的船用燃料油,將立刻帶來巨大的環(huán)境效益。將對所有在用船舶的SO2和PM排放有明顯的減排效益。經(jīng)估算,僅全國運輸船舶(不包括漁船),通過提高燃油品質(zhì),若第一階段燃料油硫含量不超過5000mg/kg,將使SO2排放每年削減約54萬噸,PM排放每年削減約4萬噸;若第二階段的燃料油硫含量降低到1000mg/kg以下,將在此基礎(chǔ)上,每年繼續(xù)減少SO2排放約11萬噸,減少PM排放約1萬噸。
我國沿海、沿江及港口城市將是上述減排效益的主要受益方,對于改善這些地方和城市的環(huán)境空氣質(zhì)量具有重要意義。
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