論說(shuō)EEDI(能效設(shè)計(jì)指數(shù))的強(qiáng)制實(shí)施的合理性
摘要：EEDI(船舶能效設(shè)計(jì)指數(shù))作為對(duì)未來(lái)造船界有深遠(yuǎn)影響的一項(xiàng)新的IMO法規(guī)，從政治、經(jīng)濟(jì)及技術(shù)等各個(gè)方面對(duì)船舶能效設(shè)計(jì)指數(shù)推出的合理性進(jìn)行了全面的分析和論述，并針對(duì)當(dāng)前的船舶工業(yè)界的現(xiàn)狀，提出了現(xiàn)階段實(shí)施EEDI的可行建議。
關(guān)鍵詞：船舶、艦船工程;能效設(shè)計(jì)指數(shù)(EEDI);東京議定書(shū)
引 言
2008年l0月6日至10日，MEPC(Marine Environment Protection Committe)58次會(huì)議在英國(guó)倫敦IMO(Intemational Maritime Organization)總部/lt~,N召開(kāi)，會(huì)議對(duì)GHG(Green House Gas)減排的各個(gè)方面進(jìn)行了深入的討論，尤其是二氧化碳排放新船設(shè)計(jì)指數(shù)即現(xiàn)在的EEDI能效設(shè)計(jì)指數(shù)。對(duì)于該指數(shù)是否應(yīng)該強(qiáng)制實(shí)施，各方也表示了不同的意見(jiàn)，部分國(guó)家表示了支持如英國(guó)，法國(guó)，德國(guó)，挪威， 塞浦路斯等，但也有部分國(guó)家表示了反對(duì)如巴西，印度及歐洲造船協(xié)會(huì)等。中國(guó)作為正在發(fā)展中的造船大國(guó)，也從政治，經(jīng)濟(jì)及技術(shù)等各方面對(duì)該指數(shù)強(qiáng)制實(shí)施的合理性進(jìn)行了深入的研究。
1、EEDI與UNFCCC 確定的“共同但有差別的責(zé)任”原則的關(guān)系
自從MEPC57次會(huì)議提出IMO應(yīng)對(duì)“減少溫室氣體排放”的九條框架原則以來(lái)，會(huì)員國(guó)對(duì)于其中的條款就存在著很大的分歧，尤其是其中的第二條“為了避免逃避，應(yīng)平等無(wú)差別地適用于所用船旗國(guó)”。在MEPC57次會(huì)間和MEPC58次會(huì)議上對(duì)于這個(gè)問(wèn)題各國(guó)也進(jìn)行了深入的討論，但并沒(méi)有達(dá)成一致意見(jiàn)。
有一種觀點(diǎn)認(rèn)為： “如果不是平等地適用于所有的船旗國(guó)，那么就會(huì)造成很容易通過(guò)轉(zhuǎn)船旗來(lái)逃避GHG排放規(guī)則”。但事實(shí)上，不同的船旗國(guó)對(duì)于船舶的設(shè)計(jì)和建造都有它們自身的要求，而且這種區(qū)別是無(wú)法逃避的，因此必須更改船舶的設(shè)計(jì)和建造，因此轉(zhuǎn)船旗國(guó)并不是一個(gè)容易的過(guò)程。另外有些國(guó)家對(duì)于掛自己國(guó)家旗的船舶有一定的優(yōu)惠政策如希臘，因此必須符合一定的條件，才能掛該國(guó)的船旗。
需要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，中國(guó)作為發(fā)展中國(guó)家的一員，對(duì)全球氣候的變化也深切關(guān)注，并在積極采取行動(dòng)來(lái)減少溫室氣體的排放，包括我國(guó)國(guó)策的制定等，無(wú)意也不會(huì)去逃避自己應(yīng)有的責(zé)任。但必須看到，盡管中國(guó)這幾年船舶行業(yè)發(fā)展迅速，但畢竟是屬于發(fā)展中國(guó)家，沒(méi)有積累，在船舶設(shè)計(jì)和建造技術(shù)上，和先進(jìn)國(guó)家日本，韓國(guó)及歐洲都有很大的差距，在EEDI指數(shù)計(jì)算中涉及到的耐波性的問(wèn)題，節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)的問(wèn)題以及柴油機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備的設(shè)計(jì)問(wèn)題，都處于劣勢(shì)，甚至完全受制于日本和西方發(fā)達(dá)國(guó)家。
如日本對(duì)于船舶線型快速性，操縱性及耐波性的研究和長(zhǎng)期的積累，廢熱回收裝置及節(jié)能裝置(如PBCF，扭曲舵)等的利用，以及我國(guó)自主品牌的柴油機(jī)油耗偏高，而低速機(jī)更是完全依賴于國(guó)外的技術(shù)。因此與發(fā)達(dá)造船國(guó)家的船型，如日本的散貨船和尺度類(lèi)似的船型相比，我們計(jì)算出EEDI能效指數(shù)與日方會(huì)相差很大，這樣如果采用無(wú)差別的原則，勢(shì)必對(duì)整個(gè)發(fā)展中國(guó)家的船舶工業(yè)帶來(lái)極大的影響，甚至影響到他們的經(jīng)濟(jì)及整個(gè)國(guó)家的穩(wěn)定。由此可見(jiàn)，UNFCCC 的“共同但有差別的責(zé)任”原則是十分符合當(dāng)前發(fā)展中國(guó)家的國(guó)情的，若IMO強(qiáng)制實(shí)施EEDI的設(shè)計(jì)指數(shù)，不僅與UNFCCC的精神相違背，而且將對(duì)發(fā)展中國(guó)家的經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定乃至世界的經(jīng)濟(jì)和穩(wěn)定帶來(lái)不利的影響。
2、EEDI公式技術(shù)上的可行性
EEDI的指數(shù)計(jì)算公式經(jīng)過(guò)幾次會(huì)議的討論及修訂，已經(jīng)得到了很大的完善，也能夠從某些方面來(lái)反映船舶的能效水平，但從技術(shù)合理性以及公式推廣的可操作性上來(lái)看， 目前EEDI的指數(shù)公式要全面反應(yīng)船舶的能效，還是有很大差距的。
2.1公式的先天不足
IMO以前定義的規(guī)范規(guī)則基本上都是針對(duì)于船舶中的某一個(gè)局部或某一個(gè)子系統(tǒng)，因此比較容易找到關(guān)鍵的問(wèn)題并予以解決，但EEDI指數(shù)卻不一樣，它是對(duì)于整個(gè)船舶設(shè)計(jì)及建造水平的一個(gè)評(píng)定，涉及到船舶從設(shè)計(jì)，建造工藝到管理的各個(gè)方面，而且船舶的設(shè)計(jì)和建造通常都是單件或小批量定制生產(chǎn)，很難實(shí)現(xiàn)象汽車(chē)工業(yè)那樣的品牌系列化的產(chǎn)品，究其原因就是因?yàn)橐凰掖吧婕暗椒椒矫婷妫也煌拇瑬|營(yíng)運(yùn)的要求也是千差萬(wàn)別，因此船舶設(shè)計(jì)和建造的復(fù)雜性遠(yuǎn)非能夠用一個(gè)只含有幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)的公式來(lái)評(píng)定的。這也是為什么到目前為止，還遲遲找不到一個(gè)非常理想的公式的原因。但作為一個(gè)反應(yīng)船舶能效水平的指導(dǎo)性的公式，筆者認(rèn)為對(duì)船舶的設(shè)計(jì)和建造還是很有幫助的。
2.2公式中的技術(shù)問(wèn)題
2.2.1公式的復(fù)雜性
把最新的EEDI指數(shù)計(jì)算公式與最初的指數(shù)計(jì)算公式相比，會(huì)發(fā)現(xiàn)新的公式已經(jīng)復(fù)雜了好幾倍，但正是由于船舶設(shè)計(jì)和建造的復(fù)雜性，才導(dǎo)致了現(xiàn)在的EEDI指數(shù)的計(jì)算公式越來(lái)越復(fù)雜，而且如果不進(jìn)行船型的分類(lèi)，并且如果不考慮這么多的因素根本沒(méi)有辦法合理地體現(xiàn)出所有船舶的能效狀態(tài)。
但是否現(xiàn)在的公式就已經(jīng)很完善了，并足以反映新船的能效，答案恐怕是否定的，下面僅僅列舉幾個(gè)問(wèn)題：
a.在新的指數(shù)計(jì)算公式中，引入的失速系數(shù)Fw的概念，用意是反映船舶在風(fēng)浪中航行與在靜水中航行的區(qū)別，從而能夠更準(zhǔn)確地反映船舶實(shí)際運(yùn)營(yíng)的狀態(tài)，得出更合理的能效，但實(shí)際上影響船舶實(shí)際運(yùn)營(yíng)的狀態(tài)是非常多的，例如：在營(yíng)運(yùn)過(guò)程中船舶始終滿載航行的機(jī)會(huì)甚少，很多船舶會(huì)有一半的時(shí)間是空載壓載航行，而空載壓載航行狀態(tài)更多于船舶在6級(jí)風(fēng)下風(fēng)浪中航行的狀態(tài)，對(duì)此是否也需要考慮呢?再例如在營(yíng)運(yùn)過(guò)程中，航運(yùn)公司在航線上是有其選擇的，不同的航線平均浪級(jí)并不相同，是否又需要對(duì)現(xiàn)在的 的系數(shù)對(duì)相應(yīng)的航線浪級(jí)進(jìn)行修正呢等等。
b.船東會(huì)有各種要求，很多要求會(huì)導(dǎo)致能耗增加，但你很難評(píng)定是否效率降低了， 比如歐洲船東為了提高裝卸的效率，散貨船偏好使用雙殼，而曰本船東則為了提高裝載量，降低空船重量而偏好使用單殼，這兩種船型在同等尺度下的載重量有很大的差別;再比如有的船東為了滿足其靈便型的要求配置了克令吊，而且對(duì)于吊重也有不同的要求，這與沒(méi)有配置克令吊的船相比計(jì)算出的EEDI指數(shù)也存在一定的差別，這些因素顯然不能不考慮。這里僅舉兩例，實(shí)際上還有很多其他的要求，但即使船東中較普遍的要求要一一例舉也有一定的難度。
C.指數(shù)計(jì)算公式中的C值即碳至二氧化碳的轉(zhuǎn)換系數(shù)，根據(jù)InterTanko的計(jì)算，輕質(zhì)燃油的C值高于重油約2%，而現(xiàn)在出于環(huán)境保護(hù)的要求，船用燃油采用輕質(zhì)燃油或其它清潔燃料的要求的呼聲越來(lái)越高，是否也意味著在公式中也要考慮這方面的因素呢?
d.新的指數(shù)計(jì)算公式已考慮了節(jié)能裝置的使用對(duì)于能效的提升，這是很合理的而且也是必須的，但是如何在公式中合理地體現(xiàn)節(jié)能裝置的影響卻并不是一件容易的事情。首先節(jié)能裝置種類(lèi)繁多，不下十幾種，對(duì)于每一種裝置，如何評(píng)估他們的效果并找到一個(gè)合適的公式本身就存在著很大的難度;而且同一種節(jié)能裝置用在不同的船型上效果也有很大的區(qū)別，由于節(jié)能裝置和船體的線型，推進(jìn)裝置是相互作用，且成為一個(gè)整體的，因此很難孤立地把節(jié)能裝置的效果用一個(gè)簡(jiǎn)單的公式來(lái)表示。根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)和廠家的介紹，同一種節(jié)能裝置在不同的船型一h節(jié)能效果會(huì)相距甚遠(yuǎn)，例如日本的PBCF對(duì)于某些船型可以節(jié)能10%，對(duì)于另一些船型只能節(jié)能3%。
e.新的指數(shù)計(jì)算公式的能效指數(shù)計(jì)算對(duì)于不同船型的社會(huì)貢獻(xiàn)主要是采用使用Capacity和航速來(lái)進(jìn)行模擬，但通過(guò)分析可以發(fā)現(xiàn)，實(shí)際上現(xiàn)在的指數(shù)計(jì)算公式更適用于長(zhǎng)途運(yùn)輸用途的散貨船，集裝箱船及油船等船型，但對(duì)于非運(yùn)輸類(lèi)船舶如消防船，工程作業(yè)船，大型旅游船，渡船等船型對(duì)于社會(huì)的貢獻(xiàn)并不是以載重量及航速來(lái)衡量的，而且這類(lèi)船型的油耗也與常規(guī)運(yùn)輸船的不同，有很多并不是決定于主機(jī)的功率。因此該指數(shù)計(jì)算公式并不適用于所有的船型，但如果要推廣EEDI的計(jì)算公式，又不是針對(duì)所有船型，而只對(duì)部分船型有能效的要求，又會(huì)帶來(lái)公平性的問(wèn)題。
f 新的指數(shù)計(jì)算公式中并沒(méi)有體現(xiàn)出由于IMO對(duì)于海上人命安全及環(huán)境保護(hù)規(guī)則的不斷完善而不斷地推出新的規(guī)范規(guī)則，從而帶來(lái)的船舶能耗的增加和社會(huì)貢獻(xiàn)效率的下降，如Nox，Sox新的排放要求，CSR (Common Stmcture Rules)，燃油艙保護(hù)，PMA，PSPC，BWT以及MSC216(82)對(duì)于新破艙穩(wěn)性的要求等等，這些近幾年通過(guò)和即將通過(guò)的規(guī)范規(guī)則無(wú)一例外地帶來(lái)了油耗的增加和船舶載重量的減少。但如何體現(xiàn)出這種變化，確實(shí)存在很大的難度，因?yàn)槲磥?lái)的變化現(xiàn)在是無(wú)法預(yù)料的。
2.2.2 EEDI指數(shù)的驗(yàn)證
MEPC58次大會(huì)后，提出對(duì)于EEDI指數(shù)的驗(yàn)證包括兩個(gè)階段，一個(gè)是設(shè)計(jì)送審階段，一個(gè)是試航驗(yàn)證階段。但對(duì)于指數(shù)在試航階段進(jìn)行驗(yàn)證會(huì)有很大的困難，因?yàn)樵谠嚭诫A段有很多船型如散貨船，集裝箱船是沒(méi)有辦法進(jìn)行滿載試航的，通常都是采用壓載狀態(tài)進(jìn)行試航，然后與船模試驗(yàn)的壓載試驗(yàn)狀態(tài)進(jìn)行對(duì)比來(lái)驗(yàn)證航速，同時(shí)如果采用了節(jié)能裝置，滿載和壓載狀態(tài)的效果也是完全不一樣的。這樣就沒(méi)有辦法去驗(yàn)證EEDI的正確性。另一方面，對(duì)于某些船型的輔機(jī)、鍋爐要在試航狀態(tài)下模擬實(shí)船運(yùn)營(yíng)狀態(tài)同樣是不可能的，如主鍋爐的運(yùn)行狀態(tài)模擬，冷藏集裝箱狀態(tài)的模擬等等，這同樣也說(shuō)明在試航狀態(tài)下沒(méi)有辦法很好地驗(yàn)證EEDI指數(shù)。
2.2.3 基線與EEDI計(jì)算公式的關(guān)系
由于到目前為止，EEDI的指數(shù)計(jì)算公式還遲遲沒(méi)有辦法完善，因此制定基線的工作只有往后推遲，但實(shí)際上要推出EEDI的指數(shù)計(jì)算公式，如果沒(méi)有一個(gè)確定的基線是沒(méi)有任何用處的，這就象有把很名貴的手，但沒(méi)有子彈一樣。而且在確定基線的過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)公式和基線兩者之間的密不可分性，基線可以說(shuō)是驗(yàn)證EEDI計(jì)算公式是否合適的一個(gè)重要的手段，例如：正是由于在基線確定的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)對(duì)于不同的船型如果全部使用DWT作為衡量指標(biāo)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的離散度太大，而對(duì)于某些船型無(wú)法確定基線。因此在基線沒(méi)有得到驗(yàn)證之前就強(qiáng)制推出EEDI計(jì)算公式也不是一個(gè)明智之舉。
3、EEDI指數(shù)強(qiáng)制推行的影響
為了應(yīng)對(duì)日益惡化的全球氣候，IMO希望在自己的領(lǐng)域也有所貢獻(xiàn)是一個(gè)正確和負(fù)責(zé)任的想法，也是IMO 全體會(huì)員國(guó)的責(zé)任，但如果沒(méi)有進(jìn)行深入全面的研究，就倉(cāng)促?gòu)?qiáng)制推出并不完善的EEDI指數(shù)，可能會(huì)適得其反，原因如下：
a.如上所述，EEDI指數(shù)公式中還有太多的地方不完善，如果按現(xiàn)在的公式進(jìn)行強(qiáng)制推行，很有可能定出較高且不太合理的標(biāo)準(zhǔn)，從而對(duì)在某些方面缺乏研究和關(guān)鍵技術(shù)的國(guó)家，尤其是發(fā)展中國(guó)家的造船及船舶行業(yè)帶來(lái)極大的沖擊。這些國(guó)家一種可能性就是由于無(wú)法設(shè)計(jì)出滿足推行的EEDI指數(shù)的船舶，只有通過(guò)向擁有相應(yīng)技術(shù)但價(jià)格昂貴的國(guó)家進(jìn)行購(gòu)買(mǎi)，另一種可能性是通過(guò)使用向先進(jìn)國(guó)家購(gòu)買(mǎi)同樣價(jià)格昂貴的節(jié)能裝置如WHR廢熱回收裝置，優(yōu)化后的舵槳節(jié)能裝置等來(lái)達(dá)到要求，但這都無(wú)一例外地帶來(lái)了造船成本的大幅度增加，對(duì)于國(guó)力不強(qiáng)，資金有限的發(fā)展中國(guó)家的航運(yùn)顯然會(huì)帶來(lái)很大的負(fù)擔(dān)，同時(shí)也可能造成部分船東由于成本過(guò)高轉(zhuǎn)向投資較低的其它運(yùn)輸方式：如公路，鐵路等比水運(yùn)更不環(huán)保的運(yùn)輸方式，這樣反而加劇了對(duì)環(huán)境的影響。
b.EEDI的指數(shù)強(qiáng)調(diào)高的能效比是無(wú)可厚非的，但是過(guò)份強(qiáng)調(diào)高的能效也并不是一個(gè)很好的解決方案，因?yàn)楦叩哪苄б馕吨诖霸O(shè)計(jì)中要盡量減少空船重量，提高載重量，并降低主機(jī)，輔機(jī)的功率，但為了達(dá)到高的能效比，會(huì)導(dǎo)致在船舶設(shè)計(jì)及建造的過(guò)程中盡量使用輕型的材料，例如在船舶設(shè)計(jì)中為了減少結(jié)構(gòu)重量，高強(qiáng)鋼的比例會(huì)大幅度增加，并采用小的腐蝕余量，更輕但穩(wěn)固性稍差的結(jié)構(gòu)形式，在管系設(shè)計(jì)中選用較小的壁厚，而在設(shè)備選型中同樣會(huì)減少余量，降低冗余度，如降低主機(jī)海況裕度，減小軸系直徑，這些都會(huì)帶來(lái)船舶航行中的安全隱患，因此IMO要想強(qiáng)制推行EEDI，這些問(wèn)題不進(jìn)行深入的研究是存在很大的風(fēng)險(xiǎn)的。
4、結(jié) 論
綜上所述，現(xiàn)階段要強(qiáng)制推行EEDI指數(shù)公式還不具備條件，但為了讓IMO對(duì)于船舶GHG減排的工作向前推進(jìn)，更可行的辦法是建議IMO在前面的研究成果的基礎(chǔ)上形成一個(gè)EEDI船舶能效設(shè)計(jì)指南用于指導(dǎo)現(xiàn)在船舶的能效設(shè)計(jì)，并可以制定一個(gè)較先進(jìn)的基線作為一個(gè)參考目標(biāo)，然后由發(fā)達(dá)國(guó)家和掌握了關(guān)鍵造船技術(shù)的國(guó)家指導(dǎo)發(fā)展中國(guó)家提高節(jié)能環(huán)保相關(guān)方面的技術(shù)，共同提高船舶的能效水平，并且各船級(jí)社可以添加相應(yīng)的能效船級(jí)符號(hào)，對(duì)于滿足該指南的船舶賦予相應(yīng)的入級(jí)符號(hào)，這樣即使在目前EEDI指數(shù)還不完善的狀態(tài)下，也可以共同把GHG 減排的工作向前推進(jìn)，也符合UNFCCC“共同但有差別責(zé)任”的精神。
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