节能与减排教材

第五讲船舶节能与减排技术第一节与节能、减排有关的法规第二节船舶余热利用与节能技术第三节船舶减排技术第一节与节能、减排有关的法规一、相关法规概述涉及节能减排要求的公约规则主要有《国际防止船舶造成污染公约》(MARPOL73/78)

和《控制和管理船舶压载水和沉积物国际公约》(BWM）。1997年出台并于2005年5月19日生效的MARPOL附则VI（防止船舶造成大气污染规则），主要致力于解决船舶造成的区域性空气污染问题。由于全球变暖，IMO又对刚刚生效的MARPOL附则VI进行修订，确定了如下原则:分阶段提高空气污染的限制标准，分3个阶段对新发动机的NOx

和燃油含硫量进行控制，并增加可吸入微粒物（PM）控制，开始着手解决CO2减排问题。此外，IMO在2011年7月召开的MEPC62会议上以MEPC.203(62)

决议通过了MARPOL附则VI修正案：将EEDI（船舶能效设计指数）、EEOI（船舶能效营运指数）、SEEMP（船舶能效管理计划）成为强制性要求。该能效要求将于2013年1月1日生效实施。一、相关法规概述EEDIEEOISEEMP二、防止船舶造成大气污染规则防止船舶造成大气污染规则（附则Ⅵ）第一章：通则，包括适用范围、定义、一般免除和等效；第二章：检验、发证和控制手段；第三章：排放要求；另有5个附录。任何400总吨或以上的所有的船舶、所有固定和移动式钻井平台和采油平台，都应持有主管机关签发的“国际防止大气污染证书”（IAPP），有效期5年。获得证书须经初次检验、换证检验、中期检验、年度检验或附加检验保持证书有效。证书至少使用英文、法文或西班牙文任一语言，存在争议，以发证国官方语言为准。1、排放消耗臭氧物质：根据《1987年消耗臭氧层物质蒙特利尔议定书》规定，船上使用的受控物质：1）哈龙（Halon）——灭火剂：卤化烃1211（溴氯二氟甲烷）、卤化烃1301（溴三氟甲烷）、哈龙114B2；2）含氯氟烃的制冷剂（CFCs）：CFC－11（三氯氟甲烷）、CFC－12（二氯二氟甲烷）、CFC－113（氯三氟乙烷）、CFC－114（氯四氟乙烷）、CFC－115（氯五氟乙烷）限制使用的时间：2005年5月19日以后建造的船舶上安装的设备禁止使用除氢化氯氟烃外的其他消耗臭氧的物质；2020年1月1日以后禁止使用氢化氯氟烃的物质（如R22)。船舶排放控制要求以下物质均为本规则受控物质：氮氧化物、硫氧化物、挥发性有机化合物（VOC）和消耗臭氧层物质。2.氮氧化物（NOx）阶段n/(r/min)NOx/(g/kWh)

TierI(2000年1月1日以后至2011年1月1日前安装的柴油机)<13017.0130～200045.0·n-0.2>20009.8

TierII(2011年1月1日后安装的柴油机)<13014.4130～200044.0·n-0.23>20007.7

TierIII(2016年1月1日以后安装柴油机在排放控制区内实施，控制区外执行II类标准)<1303.4130～20009.0·n-0.2>20002.0与主机的转速有关，适用于2000年1月1日安装，功率大于130KW船用柴油机，安装在救生艇仅在紧急情况下使用船用柴油机，不受限制。船上使用燃油含硫量限制：燃油硫含量全球顶限（GlobalCap）：

-4.50%,

2012年1月1日前;

-3.50%,

2012年1月1日或以后;

-0.50%,

2020年1月1日或以后;在特殊区域（SECA)内（波罗的海和包括英吉利海峡在内的北海海域

-1.50%,2010年7月1日前;

-1.00%,

2010年7月1日或以后;

-0.10%,

2015年1月1日或以后;3.硫氧化物（SOx）4.挥发性有机化合物（VOCs）所有指定液货船挥发性有机化合物施放控制港口或装卸站当事国，在装卸站必须配备IMO认可的蒸气排放控制系统。受VOCs排放控制的液货船必须配备主管机关认可的蒸气排放收集系统，必须在装载有关货物时使用。装载原油的液货船须备有主管机关认可的挥发性有机化合物管理计划，国际航行船舶，用船长和高级船员工作语言编写，至少包括英语、法语和西班牙语任一种。。5.船上焚烧禁止在船上焚烧下列物质：附则I，II和III的货物残留物和相关的被沾染的包装材料；多氯联苯（PCB）；附则V中定义的含有超过微量重金属的垃圾；含有卤素化合物的精炼石油产品。三、国际船舶压载水和沉积物管理与控制公约2、压载水性能标准（D-2标准）

：1、活的海生物：1）

10个/m³（生物最小尺寸

50um）2）10个/ml（10um生物最小尺寸<50um）2、微生物的排放指标（cfu---菌群单位）1）有毒霍乱弧菌<1cfu/100ml；2）浮游动物样品<1cfu/g（湿重）；3）大肠杆菌<250cfu/100ml；

肠道球菌<100cfu/100ml。履约状况：8个国家已签署压载水管理公约：阿根廷、澳大利亚、巴西、芬兰、马尔代夫、荷兰、西班牙和叙利亚。自2005年6月22日递交其批准书后，马尔代夫成为首个缔约国。1、压载水更换标准（D-1标准）1）进行的压载水更换的船舶应达到其所载压载水量的95%的更换量。对于使用注入排出法进行压载水更换的船舶，注入排出压载舱三倍容积的水量，应被视为满足上述标准。2）如果船舶能够证明满足了至少95%的更换量，注入排出少于3倍水量也可以被接受。完根据船舶营运能效指数（EEOI）要求，强制要求营运船舶建立并实施船舶能效管理计划（ShipEnergyEfficiecyManagementPlan）SEEMP；要求公司必须为所辖船舶量身制订船舶能效管理计划（SEEMP），以落实EEOI。舶能效管理计划（ShipEnergyEfficiecyManagementPlan）SEEMP———具体营运船舶，根据体系管理原理提高能源效率的结构化和文件化的体系，类似SMS，目标是节能（节能必然减排）。船舶SEEMP与公司能效管理，不是船舶能够独自完成的，还涉及公司的资源配置，包括人力、物力和财力等的投入并与公司安全管理体系相承。公司也应该建立和实施以SEEMP为核心的公司的船舶能效管理体系。虽然目前这还只是MEPC的建议，估计不久将成为强制性要求。D-1和D-2标准的实施时间要满足D-2标准必须加装认可的压载水处理装置。船舶能效设计指数（EnergyEfficiencyDesignIndexEEDI）在船舶设计阶段，对于每单位船舶运输量（货运量）所产生的CO2排放的一个估算。EEDI只是一个设计指标，其考虑船舶在设计工况下产生CO2排放的主要因素和可能的改进手段，并鼓励船舶设计单位、造船厂、设备制造厂采取各种措施来改进船舶能效，促进技术进步和革新，而与船舶的运营情况无关。采用船舶能效设计指数，就是要在船舶设计阶段提高船舶运输量并通过各种手段降低CO2的排放量。船舶能效设计指数（EEDI）第二部分：为保证主机在第一部分所述的状态下工作辅机所消耗的燃油转换成的CO2排放量；第三部分：当船舶设有轴马达和废热回收系统时，贡献的轴功率与辅机燃油消耗之乘积所转换成的CO2排放量；第四部分：采用新的节能技术减少的燃油消耗所转换成的CO2排放量.2）分母部分：船舶的载重量（Capacity）与该载重量下的航速（Vref）的乘积，并考虑了因技术和规范要求对Capacity的限制系数fi

和恶劣海况对航速的限制系数fw；上公式可以看出，对新造船能效设计指数起决定作用的主要是航速、载重量或总吨位、达到该航速所需的功率，而采用新型的节能技术也是优化EEDI的一种重要措施。该公式可分为分子和分母两部分：1）分子部分：表示船舶航行过程中消耗燃油所转换成的CO2

排放量：第一部分：船舶以一定航速运输一定装载量所消耗的燃油转换成CO2排放量；EEDI计算公式在能效运营指数中，考虑主机、副机、锅炉等所有设备产生的CO2排放量，由于各种设备使用的燃油可能不同，因此要进行求和，j表示各种不同的燃料。分母部分为船舶的总运输量，用载货量（mcargo）和船舶航行的里程D的乘积表示；船舶能效营运指数实际上就是运输每吨海里货物所产生的CO2排放量。根据EEOI的定义，EEOI值越小，表明船舶的能效越高。降低船舶能效营运指数，可通过降低船舶每海里油耗、提高船舶载重量，或使用低CO2排