（轮机工程专业论文）船舶温室气体排放总量基线研究.pdf

中文摘要 摘要 随着 京都议定书 的正式生效 人类活动所排放的温室气体将受到严格限 制 船舶作为环境友好型的运输方式存在着能耗低 效率高等优点 是全球贸易 运输的主要方式 但随着世界经济的高速发展 船舶营运中所带来的污染越来越 受到人们的关注 国际海运界也积极应对船舶温室气体减排 并开展了相关的科 研和探讨 船舶温室气体基线的确定是船舶实现减排的首要步骤 只有在确定了基线的 前提下才能对我国船舶温室气体的排放情况有全面的认识 才能进一步制定适合 我国国情的减排措施和减排目标 进而在船舶温室气体减排的国际谈判中为我国 航运发展争取最大利益 而我国的相关工作才刚刚开始 本文首先回顾了 京都议定书 产生及发展的背景 以及航运界温室气体减 排发展的方向和进展 分析了我国宏观温室气体减排的政策和目标 在对我国船 舶现状进行了深入了解的基础上 根据国际海事组织 i m o 颁布的 船舶温室 气体排放指数导则 对我国主要的船舶类型进行了温室气体排放总量的实际测试 建立了我国分类船舶温室气体排放总量的基线 并与国外船舶排放基线进行了比 较 根据统计资料进一步建立了我国船舶温室气体排放总量的基线模型并进行了 预测 文章探讨了指数导则在实际应用方面的不足 并提出了建议 最后在分析 了我国船舶温室气体排放总量基线的基础上提出了我国在船舶温室气体减排方面 应采取的措施和减排方案的选择 关键词 温室气体 基线 排放指数 英文摘要 a b s t r a c t w i t ht h e k y o t op r o t o c o l 竹f o r m a l l ye n t r yi n t of o r c e t h eg r e e n h o u s eg a so m i s s i o n s o fh u m a na c t i v i t i e sw i l lb es t r i c t l yl i m i t e d a sa ne n v i r o n m e n t a l l yf r i e n d l ym o d eo f t r a n s p o r ts h i p p i n gw h i c hi st h em a i n f o r mo ft r a n s p o r ti ng l o b a lt r a d eh a st h ea d v a n t a g e o fl o we n e r g yc o n s u m p t i o na n dh i g he f f i c i e n c y b u tw i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to ft h e w o r l de c o n o m y t h ep o l l u t i o no ft h es h i p so p e r a t i o nh a sc a u s e dm o r ea n dm o r ep e o p l e s a t t e n t i o n i n t e r n a t i o n a lm a r i t i m e s h i p p i n g s e c t o rh a sa l s o a c t i v e l yd e a l e d 玩t h g r e e n h o u s eg a se m i s s i o n s a n dc a r r i e do u tr e l a t e dr e s 戗l r c ha n de x p l o r a t i o n t os e ts h i p p i n gg r e e n h o u s eg a sb a s e l i n ei st h ef i r s ts t e pt oa c h i e v et h ee m i s s i o n a b a t e m e n t o n l ya f t e rt h eb a s e l i n ew h i c hi st h ep r e m i s ei sd e t e r m i n e d t h et o t a la m o u n t o fg r e e n h o u s eg a se m i s s i o n so fc h i n a ss h i p p i n gc o u l db ec o m p r e h e n s i v d yu n d e r s t o o d 勰w e l la st h em e a s l l r e sa n dt h et a r g e t so fs h i p p i n g sg r e e n h o u s eg a se m i s s i o na b a t e m e n t c o u l db em a d e t h e r e b yt h em o r ei n t e r e s t si ni n t e r n a t i o n a ln e g o t i a t i o n so ns h i p p i n g s g r e e n h o u s eg a se m i s s i o n sa b a t e m e n t c a r lb eo b t a i n e df o rt h ec h i n a s h i p p i n g d e v e l o p m e n t h o w e v e r t h er e l e v a n tw o r kw a sj u s tb e g u n f i r s to fa l l t h eb a c k g r o u n do f k y o t op r o t o c o l a n di t sd e v e l o p m e n tw a sr e v i w e d a sw e l la st h ed i r e c t i o na n dt h ed e v e l o p m e n to fm a r i n es e c t o rt oa b a t eg r e e n h o u s eg a s e m i s s i o n s a n dt h ep r o g r e s so fc h i n a sm a c r o g r e e n h o u s eg a se n l i s s i o na b a t e m e n t p o l i c i e sa n do b j e c t i v e sw e r ea l s oa n a l y s i s e d a st h eb a s i so fd e e p l yu n d e r s t a n d i n gt h e s t a t u sq u oo fc h i n a sf l e e t a c c o r d i n gt ot h e i n t e r i mg u i d e l i n e sf o rv o l u n t a r ys h i pc 0 2 e m i s s i o ni n d e x i n gf o ru s ei nt r a i l s w h i c hw a sp r o m u l g a t e db yi n t e r n a t i o n a lm a r i t i m e o r g a n i z a t i o n i m o t h ea c t u a lt e s t i n go nc h i n a sm a i ns h i pt p 器o fg r e e n h o u s eg a s e m i s s i o n sw a sd o n e a sw e l la st h eb a s e l i n eo fc h i n a ss h i pc l a s s i f i e dg r e e n h o u s eg a s e m i s s i o nt o t a la m o u n tw e r ee s t a b l i s h e d a n dw i t hf o r e i g ns h i pe m i s s i o n sb a s e l i n ew e r e c o m p a r e d f u r t h e rm o r ea c c o r d i n gt os t a t i s t i c s t h eg r e e n h o u s eg a se m i s s i o n sb a s e l i n e m o d e lw a se s t a b l i s h e da n df o r e c a s t e d t h et h e m ed i s c u s s e st h ed e f e c to fi m o i n d e x i n g i nt h ep r a c t i c a la p p l i c a t i o n a n dp u tf o r w a r ds u g g e s t i o n s f i n a l l yt h em e a s u r e m e n to n g r e e n h o u s eg a se m i s s i o n sa b a t e m e n ta n dt h ec h o i c eo ft h ea b a t e m e n tp r o g r a mw a s s u g g e s t e db a s e do na n a l y s i s i n gc h i n a ss h i p p i n gg r e e n h o u s eg a se m i s s i o n st o t a l a m o u n t k e yw o r d s g r e e n h o u s eg a s b a s e l i n e e m i s s i o ni n d e x 大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明 本论文是在导师的指导下 独立进行研究工作所取得的成果 撰写成硕士学位论文 魈魈显室氢佳挂趑望量基绫班塞 除论文中已经注明 引用的内容外 对论文的研究做出重要贡献的个人和集体 均已在文中以明确方 式标明 本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未 公开发表的成果 本声明的法律责任由本人承担 论文作者签名 脚喀车 乡月长莎日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解 大连海事大学研究生学位论文提交 版权使用管理办法 同意大连海事大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论 文的复印件和电子版 允许论文被查阅和借阅 本人授权大连海事大学可以将本 学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索 也可采用影印 缩印或扫 描等复制手段保存和汇编学位论文 保密口 在年解密后适用本授权书 本学位论文属于 保密口 不保密彳 请在以上方框内打t 论文作者张跏导师躲系玮 日期 4 7 年哆月 船舶温室气体排放总量的基线研究 1 1 研究背景 第一章前言 当南极洲上空的臭氧空洞日益扩大 当喜马拉亚主峰上的景观因为冰川的消 融而发生改变 当全球海平面的不断上升威胁到太平洋小岛上的原住民的生活时 全球变暖的现实正不断地向世界各国的人们敲响警钟 随着 全球化 这一概念 不断地被赋予新的含义 扭转全球变暖趋势 给人类的子孙后代留下一个可供生 存 可持续发展的环境便成为世界各国的共识 目前 有充分的证据显示 人类 的活动导致了所谓 温室气体 在大气层的累积 这使得全球气温逐步上升 出 现全球变暖趋势的具体原因是 人们焚烧化石矿物以生成能量或砍伐森林并将其 焚烧时产生的二氧化碳进入了地球的大气层 政府间气候变化问题小组根据气候 模型预测 到2 1 0 0 年为止 全球气温估计将上升大约1 牟5 8 摄氏度 2 5 1o 4 华氏 度 l l 根据这一预测 全球气温将出现过去1 0 0 0 0 年中从未有过的巨大变化 从 而给全球环境带来潜在的重大影响 为了阻止全球变暖趋势 1 9 9 2 年联合国专门 制订了 联合国气候变化框架公约 该公约于同年在里约热内卢签署生效 依 据该公约 发达国家同意在2 0 0 0 年之前将他们释放到大气层的二氧化碳及其它 温 室气体 的排放量降至1 9 9 0 年时的水平 另外 这些每年二氧化碳合计排放量占 到全球二氧化碳总排放量6 0 的国家还同意将相关技术和信息转让给发展中国 家 发达国家转让给发展中国家的这些技术和信息有助于后者积极应对气候变化 带来的各种挑战 截止2 0 0 4 年5 月 已有1 8 9 个国家正式批准了上述公约 联合国就气候变化问题组织的谈判和磋商工作是由政府问气候变化问题小组 气候小组 支持的 气候小组由联合困环境规划署和世界气象组织于1 9 8 8 年联 合组织成立 作为一个全球性网络 该小组拥有2 5 0 0 名世界一流的科学家和专家 对气候变化领域开展的科研工作进行审核 1 9 8 9 年 气候小组研究发现 人类活 动可能导致全球气候系统的变化 这一发现促使国际社会就 气候变化框架公约 进行了谈判和磋商 到了2 0 0 1 年 由于拥有了全新的更为强大的计算机模型 气 候小组进一步发现 最新 最有力证据表明 过去5 0 年的全球变暖主要归冈于 人类自身的活动 1 2 j 第一章前言 气候小组科学家提供了以下清晰的证据 1 9 9 2 年 联合国气候变化框架公约 所设定的目标即便能如期实现 也无法阻止全球变暖趋势及其引发的一系列问题 因此 原先规定的二氧化碳及其它 温室气体 的排放量尚需进一步削减 为此 公约批准国于1 9 9 7 年再次聚会日本京都 就具有法律约束力的 京都议定书 达 成协议 依据这一议定书 发达国家以1 9 9 0 年确立的排放量削减水平为基线 将 于2 0 0 8 2 0 1 2 年问把六种温室气体的总排放量减少5 2 l 3 4 1 1 2 项目研究的目的及目标 本项研究的目的 是在对我国航运以及船舶现状有深入了解的基础上 探讨 船舶温室气体减排与i p c c 以及京都议定书的法律关系 根据统计资料分析我国船 舶温室气体排放的总体水平 针对我国船舶工业以及水路运输发展的实际情况 借助于国际海事组织公布的 船舶c 0 2 排放指数导则 的原则 模型以及方法 建立我国船舶温室气体排放总量基线 进而探讨船舶温室气体减排在我国的可行 性 以及对减排方案的选择 为进一步制定我国船舶温室气体排放清单以及制定 适合我国国情的船舶温室气体减排策略及减排指标提供理论依据 1 3 项目研究的必要性及意义 伴随经济全球化进程的加快推进 2 0 0 0 年以来的全球航运业出现了空前繁荣 的景象 据统计 截至2 0 0 6 年年底 全球商船运力已达8 9 1 9 亿载重吨 船舶大 型化趋势势不可挡 5 船舶大型化趋势带来的真接影响之一是全球航运业面临的海洋环境污染 挪 威船级社高级副总裁t e r j es t a a l s t r o m 指出 目前已有3 个主要问题摆在航运业 面 前 首先就是船舶的大气污染排放物已经明显地从硫化物和二氧化硫转变为二氧 化碳 保护海洋环境已经成为世界各国都要承担的共同事业 国际海事组织已促成 国际问缔结的几十个关于海上环保的公约 各国也逐步建立了许多对海上环保具 有革命性意义的技术措施 使整个海上环境保障体系向更高的技术层次发展 在 这一背景下 各大跨国航运公司纷纷将环境保护及社会责任问题提升到了战略的 高度 成为公司的战略之一 2 船舶温室气体捧放总量的基线研究 来自中外航运界的权威人士和企业高管 在航运科技与安全国际会议上表达 了一个共识 控制和减排不仅是航运业的共同义务和责任 同时也是航运产业可 持续发展的唯一选择 针对航运业减排的具体实施途径 挪威船东协会秘书长认 为 需要用国际规则来制约 为此 她提出了3 条具有一定约束力 可操作的建 议 第一 制定和实行全球航运业二氧化碳配额制 各国航运界对自身排放量进 行有效监控 第二 将国际海运的二氧化碳通过进出口配额制纳入 京都议定书 可行使市场化运作 第三 向国际海运企业征收二氧化碳税 诚如国家发改委主任马凯在 中国应对气候变化国家方案 的发布会上所言 中国将把控制温室气体排放纳入到经济可持续发展的总体规划中 通过产业政策 和发展规划的支持 实现节能减排目标 这对构建绿色航运产生巨大的导向和推 动作用 中国交通运输协会会长钱永昌在论述 航运政策和航运科技对航运业的 影响 时表示 绿色航运一是需要 航运政策和法规的形式强制执行 二是 通过 市场杠杆对航运业发生影响 由经济利益的驱使 使相关方主动引进新科技 让 科技成为船舶和公司盈利的第一要素 针对 绿色航运 内涵的理解 一位航运企业高管认为 这不仅是指防止船舶 造成海洋环境污染 更重要的是强调航运效益和环境的相互协调 据了解 截至 目前 各国航运和港口业在具有很强的刚性约束的国际公约 法规下 已经表现 出较好的执行力 一些发达国家的航运与港口业更是在绿色环保方面作出了积极 探索和努力 如率先推行 绿色港口政策 的美国洛杉矾港 推出了 减速进出港 和 冷靠泊 等举措 即1 2 海里海域内船舶减速航行以减少船舶进出港时硫化物等 污染物排放量 船舶停靠码头后关闭船用发动机 全部改为使用岸电 以减少二二 氧化碳排放量 在船体防污涂料方面 以有机硅为原料等研发的 批新型防污涂 料正在得到广泛应用 除了政策 法规的导向和约束 各国航运 造船 港口等相关方面正在运用 高新科技探索绿色航运之路 t e r j cs t a a l s t r o m 认为 降低二氧化碳污染排放物意味 着从燃料动力 船舶结构 运输方式等诸多方面进行深入变革 作为船舶监造和 入级政策方面的专家 t c r j es t a a 1 s t r o m 指出 目前订制的船舶应当考虑适合未来海 洋环境保护的需求 他向各国造船业和船东呼吁 从船舶设计的理念和技术上 要充分考虑降低污染物排放的途径 如降低速度 提高推进效率 完善推进设计 3 第一章前言 降低阻力 同时 开发和采用燃料电池 燃气柴油发动机 高效燃气涡轮机 风 帆等附加设备 以及提高码头中船舶类型效率 完善物流运营系统等 4 船舶温室气体捧放总量的基线研究 第二章项目研究的现状 2 1 温室气体对人类社会的影响 2 0 0 7 年4 月6 日 政府间气候变化专门委员会 i p c c 第二工作组第八次全会在 比利时布鲁塞尔通过了i p c c 第四次评估报告第二卷 气候变化2 0 0 7 影响 适应 和脆弱性 的决策者摘要及主报告 i p c c 是世界气象组织 w m o 和联合国环境 规划署 u n e p 于1 9 8 8 年联合建立的政府间机构 其主要任务是对气候变化的 科学认识 气候变化的影响以及适应和减缓气候变化的可能对策进行评估 其中 第二工作组主要负责对气候变化产生的环境和社会经济影响进行评估 第二工作 组第四次评估报告是在此前开展的各项评估的基础上 吸纳了自2 0 0 1 年第三次评 估报告以来的最新科研成果 本次评估体现了当前对气候变化影响 自然和管理 系统的适应能力及其脆弱性的科学认识水平m 已观测到的气候变化影响 报告指出 人为因素导致的温度升高可能已经给许多自然和生物系统带来影 响 但由于系统自身带有一定的适应能力 同时其他非气候因子也在发挥作用 因此气候变化的很多影响很难辨别和区分出来 已观测到的气候变化影响如下 对所有大陆和大部分海洋的观测证据表明 气候变化已经对许多自然系统造成了 影响 自然系统冰川湖泊范围扩大 数量增加 多年冻土区地面的不稳定性增大 山区的岩崩增多 南北两极部分生态系统发生变化 水文系统许多来水主要靠冰雪融化的河流中 径流量和早春最大溢流量增 大 很多地区的湖水和河水温度升高 湖泊和河流的热力结构和水质受到影响 陆地生物系统树叶发芽 鸟类迁徙和产蛋等春季特有现象提前出现 动植物 物种的地理分布朝两极和高海拔地区推移 海洋和淡水生物系统高纬海洋中藻类 浮游生物和鱼类的地理分布迁移 高 纬和高山湖泊中藻类和浮游动物增加 河流中鱼类的地理分布发生变化并提早迁 徙 人为增暖可能已对许多自然和生物系统产生了影响 以下4 类证据表明 许多自然和生物系统的变化与人为增暖有关 5 第二章项目研究的现状 1 第一工作组第四次评估报告指出 观测到的2 0 世纪中期以来大部分的全球 平均温度升高 很可能是由观测到的人为温室气体浓度的增加所致 2 2 9 万多条观测资料显示 在所观测到自然和生物系统的显著变化中 有 8 9 的变化与增暖有关 3 温度显著增暖的区域与许多系统发生显著变化的区域在空间分布上非常一 致 而这种空间上的一致性不可能是由气候或系统的自然变化单独造成的 4 模式研究表明 观测到的某些自然和生物系统的响应是同人为增暖联系在 一起的 气候变化对自然和人类环境的其他影响主要包括北半球高纬地区的早春农作 物播种 森林火灾和虫害对森林的影响 对人类健康的影响 如欧洲热浪造成的 死亡率变化 某些地区的传染病传播媒介分布变化 北极地区的狩猎和旅行 低 海拔高山地区的山地运动等 由于存在着一些科学上的限制和认识上的不足 目 前还无法完全把观测到的变化归因于人为增暖 比如 现有的分析还存在着数量 上的不足 区域尺度的变化还不能确定是否是由人类活动所导致的 另外 区域 尺度的其它因素 如土地利用变化 污染和入侵物种 也发挥着作用 尽管如此 仍然可以得出高可信度的结论 过去3 0 年的人为增暖 已经对许多自然和生物系 统产生了可辨别的影响 未来气候变化影响 第二工作组第四次评估报告将气候变化对不同部门和不同地区的影响分别进 行了归纳和评估 水资源气候变化对水资源的影响因区域而异 在本世纪中期之 前 在高纬和部分热带湿润地区 年平均河流径流量和可用水量预计会增加1 0 4 0 而在一些中纬和热带干燥地区 则可能减少1 0 3 0 气候变化使冰川和积 雪的储水量减少 将影响当今世界上1 6 以上的人口的可用水量 同时 受干旱影 响的地区增加 强降水事件增多 洪涝风险增大 生态系统 气候变化和其他因素的综合作用可能会对生态系统造成不可恢复的影响 如 全球平均温度增幅超过1 5 2 5 1 2 约2 0 3 0 的物种有可能会灭绝 加上二氧 化碳浓度增加的作用 生态系统将发生重大变化 对生物多样性 水和粮食供应 等多方面产生不利影响 最新的研究表明二氧化碳浓度增加引起的海水酸化 可 6 船舶温室气体捧放总量的基线研究 能会对一些海洋生物产生不利影响 粮食 纤维和林产品 如温度增加l 3 多数地区农作物产量会下降 而在一些热带地区 小幅 度的增温也可能导致产量下降 发生饥荒的风险增大 气候变暖还将加重农业和 林业的病虫害 加上干旱和洪涝频率增加的影响 会造成农业生产风险增大 部 分地区经济林产量会因温度升高而增加 但森林火险和病虫害等风险也相应增加 沿海及低洼地区 气候变化和海平面上升使得沿海地区遭受洪涝 风暴以及其它自然灾害的频 率加大 人口密集和经济不发达的地区面临的风险更大 如亚洲和非洲的大型三 角洲和一些小岛屿 珊瑚礁和红树林等沿海生态系统将受到气候变化和海平面上 升带来的负面影响 工业 人居环境和社会 在一些温带和极地地区 气候变化对工业 人居环境和社会的影响是正面的 而对其他大部分地区则是负面的 并且气候变化越剧烈 负面影响也越强烈 海 岸带和江河洪涝平原地区 经济发展对气候资源依赖性强的地区 以及极端天气 事件易发地区将变得更加脆弱 而且采取适应措施所需的经济和社会成本也更高 气候变化的影响还会通过社会和经济领域的复杂联系 间接地影响到其他的地区 和部门 健康 总体而言 气候变暖对人类健康的影响以不利为主 数以百万计的人口的健 康状况可能会受到影响 但这种影响存在着区域差异 也随温度持续升高的时间 而不同 还取决于教育 卫生保健 公共卫生防御以及经济发展水平等相关因素 部分温带地区的气候变暖会带来一些好处 如寒冷所造成的死亡率下降 发展中 国家面临的风险更大 报告还分别阐述了未来气候变化对非洲 亚洲 澳大利亚 和新西兰 欧洲 拉丁美洲 北美洲 极地以及小岛屿国家可能的影响 对亚洲而言 报告指出 未来2 0 3 0 年 喜马拉雅山地区的冰川融化 预计 会增加洪水和岩崩的发生率 随着冰川的后退 将导致江河径流的减少 大部分 地区淡水资源将减少 特别是一些大的江河流域 到本世纪中期 考虑到人口增 加和生活水平上升 将有1 0 亿多人面临水资源短缺的问题 在人口众多的沿海三 7 第二章项目研究的现状 角洲地区 洪涝灾害风险增加 2 l 世纪中期 东亚和东南亚地区的农作物可能增 产2 0 9 6 左右 而在中亚和南亚 则可能减产3 0 0 5 少数发展中国家可能会面i 晦饥荒 由旱涝灾害引起的腹泻疾病的发病率和死亡率将会上升 部分地区霍乱发病率增 加 气候变化和其他环境问题的综合作用 将给大多数发展中国家的可持续发展 带来巨大的冲击 2 1 1 温室气体对气候方面的影响 由于全球气候变暖 水分蒸发量必然增加 这将导致全球平均降雨量增加 但雨量增加并不是平衡的 高纬度地区和极地增加幅度较大 且季节变化较大 在高纬度地区 因为高蒸发量 土壤水分在夏季将减少 而在冬季将增加 而在 中纬度地区 雨量也有所增加 但由于温度升高 蒸发量加大 积雪融化提前 雨季提前 故夏季也将更加干燥 土壤水分减少 内陆干旱矛盾可能在某些地区 更为突出 雨量增加的地区性差异和季节性交化 在某些地区可能导致严重的洪 灾 我国的气候变化是在全球气候变化的背景下发生的 因此各个时间尺度上的 变化在许多方面均与全球变化具有一致性 在全球因c 0 2 增加而变暖的背景下 我国的气候将随之变化 国家气象局的赵宗慈在详细评估了各种g c m 模型对中国 部分的模拟结果的基础上 选用5 种外国的g c m 模型 即美国的g f d l g i s s n c a r o s u 和英国的u k m o 模型秘叫 其结果显示各模型在温度变化趋势上是基 本一致的 但在量上有明显差异 而降水变化的模拟结果差异很大 平均而言 冬季变暖幅度为3 1 5 7 夏季为1 8 5 1 冬季降水增加o 1 o 4 m m d 夏季 降水变化的范围为 0 1 o 6 m m d 见下表 从变化的区域分布看 我国东北及南 方沿海地区有变暖变湿的趋势 而华北 华中 西北大部分地区有可能变干 其 中 冬季东北地区变暖最为明显 约4 6 华南和西南地区增温较小 约为2 4 c 夏季增温最明显的地区是西北 大约为3 5 华中 华南 华东和西南增 幅较小 约2 3 东北地区夏季降水可能增加 华北地区冬季降水可能减少 中国北部和中部夏季土壤湿度可能降低 上述g c m 的区域模拟水平是比较低的 其预测数据有较大的不确定性 但仍然是相对比较合理的可能性较大的情形 8 船舶温室气体排放总量的基线研究 表2 1 五种g c g 模型在0 0 2 加倍条件下对我国冬夏地面温度和降水率变化 t a b 2 1c h a n g so f t h eg r o u n dt e m p e r a t u r eo f s u m m e r g r m t e ra n d p r e c i p i t a t i o n r a t i ou n d e rf i v eg c mm o d e l s0 1 1c o n d i t i o n so fc o zd o u b l i n g 模型1 2 吨用茜恝眦 6 玛刷晶蔽比 功1 2 2 月飚讨躞比 m d 6 喵月陶烛 此 m d g f 阢3 5 6 01 5 6 00 2 0 61 o 2 0 g i s s3 5 5 52 0 6 0 0 1 0 1 0 1 0 1 n c a r 2 o 6 0 0 o 4 00 4 o 7 2 0 1 0 0 s u2 5 3 52 0 3 50 1 0 40 3 0 6 删0 4 o 7 53 5 6 0 0 1 一0 10 5 1 5 平均 3 1 5 71 8 一5 10 1 o 4 0 1 0 6 全球变暖 特别是伴随全球变暖条件下出现的气候极值的变化 可能改变我 国各种自然灾害的发生频率和强度 不同程度的加剧或减轻某些自然灾害对国民 经济的损失 主要体现如下 干旱与旱灾趋于扩大 洪涝灾害增加 海平面上升 海岸带灾害加剧发展 农林生物灾害增加 滑坡 泥石流等地质灾害增多 水土流失和土壤侵蚀加剧 寒 冻 冰 雪灾害进一步减轻 2 1 2 温室气体排放概况 1 全球温室气体排放简介 下图是2 0 0 0 年全球温室气体排放的流程图 从中可以清晰的看到 初始能源 是如何经过消费最终转化为温室气体排放进大气 9 船舶温室气体捧放总量的基线研究 在地球大气层中有多种温室气体 包括一氧化碳 二氧化碳 甲烷 水蒸气 等 但由于起产生的途径以及在地球环境系统中所起作用各不相同 所以有些气 体并不是人类减排的对象 京都议定书 列出了六种需要缔约国控制的温室气体 二氧化碳 c 晚 甲烷 c h 4 氧化亚氮 n 2 0 氟氢碳化物o 邗c s 全氟碳化 物 p f c s 及上氟化硫 s f 6 姗 表2 2 各种温室气体温暖化潜势及产生原因 t a b 2 2w a r mp o t e n t i a l i t ya n dg e n e r a t i o nr e 嗣l b o n 8o f v a r i o u sg h g 温室气体温暖化潜势 二氧化碳 c 0 9 l 甲烷 c h 4 2 1 氧化亚氮 1 4 2 0 3 1 0 氟氢碳化物 h f c 2 3c h f 31 1 7 0 0 h f c 3 2c h 2 f 2 6 5 0 h f c 4 lc h 3 f1 5 0 眦 4 3 10 m e ec 5 h 2 f 1 0 1 3 0 0 h f c 1 2 5c 2 h f 52 8 0 0 h f c 13 4c 2 h 2 f 4 c h f 2 c h f 1 0 0 0 h f 1 3 4 ac 2 h 2 f 4 c h 2 f c f 3 l 3 0 0 h f c 1 5 2 ac 2 h 4 f 2 c h 3 c i i f 2 1 4 0 h f c 1 4 3c 2 h 3 f 3 c h f 2 c h 2 3 0 0 h f c 1 4 3 ac 2 h 3 f 3 c f 3 c i 1 3 3 8 0 0 h f c 2 2 7 e ac 3 h f 72 9 0 0 h f c 2 3 6 f ac 3 h x f 66 3 0 0 h f c 2 4 5 c ac 3 h 3 f 5 5 6 0 全氟碳化物 全氟化甲烷c f 46 5 0 0 全氟乙烷c 2 f 69 2 0 0 全氟丙烷c 3 f 87 0 0 0 全氟丁烷c 4 f i o7 0 0 0 全氟环丁烷c c 4 f s8 7 0 0 全氟戊烷c 5 f 1 27 5 0 0 全氟己烷c 6 f 1 4 7 4 0 0 六氟化硫s f 6 2 3 9 0 0 产生原因 煤 石油 天然气等化石燃料燃烧 人类活动和农业活动 地质开采 物质经由燃烧及使用尿素肥料 工业化产物 人类活动排放 工业化产物 人类活动捧放 工业化产物 人类活动排放 注 以上数字为以c 0 2 温室效应强度为l 所折算出的数字 温室气体最主要的来源是人类燃烧了大量化石能源所产生 而化石能源是当 前的主要能源 在中国和世界一次商品能源消费结构中 分别占9 3 和9 0 化石 能源的大规模低效开发和利用导致大量资源的浪费和严重的环境污染 国内外较 多能源专家指出 现行的能源生产 使用方式是不可持续的 按照现在的能源发展 模式 在一定时期内 难以达到可持续发展的目标 因此必须研究能源发展的新思 路和新模式n 第二章项目研究的现状 表2 3 世界及中国化石能源探明可采储量 t a b 2 3v e r i f i e da v a i l a b l ef o s s i le n e r g yr e s e r v ei nt h ew o r l da n dc h i n a 化石能源煤炭石油天然气 世界总可开采储量9 8 4 2 亿吨1 4 3 4 亿吨1 4 6 4 0 万亿吨 中国可开采储量1 1 4 5 亿吨3 8 亿吨1 3 7 万亿吨 中国所占比例 1 1 62 60 9 中国储采比 9 22 45 8 世界储采比 2 1 84 16 3 表2 4 世界能源消费预测单位 mt e c t a b 2 aw o r l de n e r g yc o n s u m p t i o nf o r e c a s t i n g 年份 2 0 0 0 2 0 1 0 2 0 2 0 2 0 3 02 0 2 0 2 0 0 02 0 3 0 2 0 0 0 消费总量 1 3 1 1 31 5 9 0 31 8 8 1 02 1 8 l o1 4 31 6 6 煤炭 3 3 6 43 8 6 04 4 6 95 1 5 11 3 3 1 5 3 石油 5 1 4 96 1 0 37 1 4 78 2 4 11 3 91 6 0 天然气 2 9 7 93 9 9 l5 0 4 46 0 0 41 6 92 0 2 核能 9 6 31 0 7 61 0 2 7l 0 0 41 0 71 0 4 水能 3 2 63 9 14 6 75 2 31 4 31 6 1 可再生能源 3 3 3 4 8 06 5 38 8 31 9 62 6 5 美国是全球最大的能源消费国 同时也是全球最大的温室气体排放国 中国 紧随其后 而且我国温室气体排放的趋势是在不断上升 据国外科研分析 按照 现有的排放增长速度 在2 0 2 0 年以前 我国将超过美国成为世界温室气体捧放第 一大国 下表列出了全球温室气体排放量前2 0 位的国家和地区f 1 2 1 3 1 表2 5 全球温室气体排放前2 0 国家地区 t a b 2 5t o p2 0s t a t e s r e g i o n so fg h ge m i s s i o ni nt h ew o r l d 排名国家 地区 c 0 2 百万吨 排名国家 地区 c 0 2 百万吨 l美国5 7 1 31 1韩国4 3 1 2中国3 1 7 61 2法国4 1 2 3俄罗斯1 5 5 31 3 澳大利亚 3 9 1 4日本1 1 8 21 4 美国加州 3 8 3 5 印度 l o l o1 5 南非 3 7 8 6德国8 6 01 6乌克兰3 7 6 1 2 船舶温室气体捧放总量的基线研究 7 美国得州6 5 61 7墨西哥3 6 7 8加拿大5 7 71 8 巴西 3 4 7 9 英国5 7 01 9西班牙3 2 4 1 0意大利4 4 92 0 波兰 2 7 6 星堇星星曼星星垦量星垦星釜量釜星星星星星星星星璧堇量 图2 21 7 5 1 2 0 0 2 年全球化石燃料燃烧捧放g i t g 总量 f i g 2 2t o t a lg l o b a lg h g e m i s s i o n so f f o s s i lf u e lc o m b u s t i o ni n1 7 5 1 2 0 0 2 从表中我们可以看到 温室气体排放的主要国家都是工业化国家和地区 在 工业化的发展过程中伴生的排放问题是这些国家必须面对的难题之一 中国温室气体排放的现状和国际社会的减排压力使得中国在气候变化政策的 选择上面临着一些两难的困境 以积极务实和负责任的态度构建气候变化政策 是 中国政府的必然选择 我国能源的基本特点是富煤 贫油 少气 这一基本国情决定了我国是一个以 煤为主的能源生产和消费大国 因此 煤炭 石油等化石能源的消费量以及随之产 生的二氧化碳和甲烷等温室气体排放今后仍将不可避免地继续增加 现在中国的c 0 z 排放量占世界排放总量的1 4 1 根据 中华人民共和国气候变化初始国家信息通报 1 9 9 4 年中国温室气体 1 3 第二章项目研究的现状 排放总量为4 0 6 亿吨二氧化碳当量 扣除碳汇后的净排放量为3 6 5 亿吨二氧化碳 量 其中二氧化碳排放量为3 0 7 亿吨 甲烷为7 3 亿吨二氧化碳当量 氧化亚氮为 2 6 亿吨二氧化碳当量 据中国有关专家初步估算 2 0 0 4 年中国温室气体排放总量 约为6 1 亿吨二氧化碳当量 扣除碳汇后的净排放量约为5 6 亿吨二氧化碳当量 其 中二氧化碳排放量约为5 0 7 亿吨 甲烷约为7 2 亿吨二氧化碳当量 氧化亚氮约为 3 3 亿吨二氧化碳当量 从1 9 9 4 年至1 2 0 0 4 年 中国温室气体排放总量的年均增长率 约为4 二氧化碳排放量在温室气体排放总量中所占的比重由1 9 9 4 年的7 6 上升 到2 0 0 4 年的8 3 中国温室气体历史排放量很低 且人均排放一直低于世界平均水平 根据世 界资源研究所的研究结果 1 9 5 0 年中国化石燃料燃烧二氧化碳排放量为7 9 0 0 万吨 仅占当时世界总捧放量的1 3 1 1 9 5 0 2 0 0 2 年闯中国化石燃料燃烧二氧化碳累 计捧放量占世界同期的9 3 3 人均累计二氧化碳捧放量6 1 7 吨 居世界第9 2 位 根据国际能源机构的统计 2 0 0 4 年中国化石燃料燃烧人均二氧化碳捧放量为3 6 5 吨 相当于世界平均水平的8 7 经济合作与发展组织国家的3 3 n 射 在经济社会稳步发展的同时 中国单位国内生产总值 g d p 的二氧化碳排放 强度总体呈下降趋势 根据国际能源机构的统计数据 1 9 9 0 年中国单位g d p 化石燃 料燃烧二氧化碳排放强度为5 4 7 k g c o d 美元 2 0 0 0 年价 2 0 0 4 年下降2 7 6 k g c 0 2 美元 下降了4 9 5 而同期世界平均水平只下降了1 2 麟 经济合作与发展组织 国家下降了1 6 1 n 目 与其他传统运输方式比较 船舶运输对环境的危害是最小的 同时也是能效 比较高的运输方式 但是由于船舶运输量占全球贸易总量的9 0 左右 随着全球 经济的发展 船舶排放温室气体数量的绝对值在快速增加 在全球温室气体排放 中所占份额也有所增加 另外 对于某些地处重要航运枢纽的港口以及地区 船 舶排放的温室气体就显得格外重要了 船用柴油机废气中含有氧 氮 碳的氧化物 水蒸汽 氮氧化合物 硫氧化 合物 不燃的碳氢化合物 碳粒子和金属粒子 其中s o x n o x c o 被认为是有 害气体 s o x 对人类的呼吸 植物的生长和建筑材料均有不利影响 雨水可冲洗排气 中的s o x 但会使土壤中的酸度增高 大气中的n o x 成雾状 成为一些大城市的 1 4 船舶温室气体捧放总量的基线研究 大雾问题 n o 在大气中会不断转化为n 0 2 n 0 2 不像n o 那样不易溶于水 所以会被雨水冲洗 也会增加土壤的酸度 n o x 的污染效果与s o x 相似 但n o x 的排放量与燃油品种无关 一氧化碳c o 有毒 一般扫气充分 c o 会继续燃烧 废气中含量不多 只有 在不完全燃烧时 空气燃油混合比不充分 燃烧室温度不当等条件下会产生 这 常发生在维护不良的发动机 c 0 2 和水蒸汽形成于碳氧化合物燃油的燃烧过程中 它们的排放量取决于燃油 燃烧的型式和质量 发动机的输出功率和效率 c c h 作为最主要的温室气体 会使 地球产生温室效应而使气候变暖 碳氢成分 一般是c r h 是由于燃油和滑油不完全燃烧或未燃烧的结果 与油 种有很大关系 虽然船舶废气在全球废气排放中所占份额比较有限 但对于某些港口城市 海峡国家及地区 其引起的环境污染是不容忽视的 1 9 9 0 年在世界最繁忙海域之 一的多佛尔海峡到北海南面 每年来往有6 万多船次 以位于荷兰亚斯海尔德水 道口的弗利辛恩 v l i s s i n g e n 城为基地 在冬季和夏季分别进行4 个星期的一系列 空气质量测量 测量结果经过考虑航运 停港 锚泊 途径等情况的修正 小船 燃用轻柴油 大船燃用重质燃油 含硫量分别为0 5 和2 7 0 0 将海域2 5 0 0 k i n 划 分为ll 锄的网格以确定污染轻重区域 测试结果n o x 的排放与工业区每天每平 方公里的排放率差不多 s o x 和c o 约为相同条件下工业区的2 0 和4 0 事实上 对于繁忙水道 港口城市 船舶排放的主要温室气体c 0 2 对环境与 气候的影响同样也是不容忽视的 日本船舶与海洋基金会在经过研究后发现 全球船舶排放的温室气体种 除 c 0 2 以外的其他温室气体总排放率相对c 0 2 的总排放率而言仅占3 4 所以船舶 温室气体减排的主要目标是c 0 2 的减排 2 2 有关公约与法规的现状分析 国际社会对温室气体的关注始于上世纪7 0 年代 科学界经过研究地球温度变 化以及大气中成分组成变化 提出了温室效应 引起了全世界的广泛关注 气候变化源于环境保护的考虑 但1 5 年来的有关研究和决策实践表明 它已 1 5 第二章项目研究的现状 经超越了环境保护的范围 成为当今国际经济关系和国际政治的一个焦点问题 相关的国际公约也经历了一个逐步发展 完善的过程 而海事方面的公约及议案 也是在这样的大背景下逐渐产生和发展的 2 2 1 国际公约的发展历程 由于气候变化问题与其他的环境问题相比 不确定性很多 需要汇集并科学 评估全世界的科学成果 在这样的背景之下 政府间气候变迁咨询委员会 m c c 于1 9 8 8 年由联合国环境规划署 u n e p 和世界气象组织 w m o 共同发起成立 1 6 lo 自i p c c 成立以来 先后提出了三次综合评估报告 1 9 9 0 年 1 9 9 5 年 2 0 0 1 年 是一个评估范围不断扩展并且分析不断深入的过程 i p c c 政策分析范围的 扩展 可以理解为分析者一直愿意和能够处理的不确定性类型和程度逐渐扩展的 过程 1 9 9 0 年1 2 月 联合国大会做出为缔结防止气候变化公约开始政府间谈判的决 议 1 9 9 2 年在巴西里约热内卢召开的联合国环境与发展大会上 可持续发展战略 成为全世界的共识 达成了全球可持续发展战略文件 2 1 世纪议程 和防范全球 气候变暖的 联合国气候变化框架公约 i n 妤c c c 虽然公约明确了 共同 但有区别的责任 的原则 但是在政策上却无法落实 由于公约只是一般性地确 立了温室气体的减排目标 没有硬性规定发达国家减排的具体指标 绝大多数都 不能实现预期n 2 0 0 0 年温室