我国水路运输碳排放现状及减碳路径分析

交通节能与环保
Transport Energy Conservation &Environmental Protection
第17卷第82期2021年4月
V ol.17No.2April .2021
我国水路运输碳排放现状及减碳路径分析
李庆祥
（交通运输部水运科学研究院，北京100088）
摘要：本文在阐述我国水路运输碳排放现状的基础上，分析了水路运输减少碳排放过程中存在的主要问题，提出了水路运输减碳主要路径和政策建议，为相关部门开展碳减排工作提供参考。

关键词：水路运输；碳排放；问题；减碳路径中图分类号：X820.1
文献标识码：A
文章编号：1673-6478（2021）02-0001-04
Carbon Emission Status and Carbon Reduction Path Analysis of
Waterway Transport in China
LI Qingxiang
（China Waterborne Transport Research Institute ，Beijing 100088，China ）
Abstract ：On the basis of describing the current situation of carbon emission from waterway transport in China ，this paper analyzes the main problems existing in the process of reducing carbon emission from waterway transport ，puts forward the main path and policy suggestions for reducing carbon emission from waterway transport ，and provides reference for relevant departments to carry out carbon emission reduction work.
Key words ：waterway transport ；carbon emission ；problem ；carbon reduction path
0引言
近期，2030年“碳达峰”和2060年“碳中和”问题已成为我国的热点问题，并引起全社会的高度关注。

交通运输业是社会主要碳源之一，备受全社会持续瞩目，发展低碳交通势在必行。

水路运输是我国综合运输体系中的重要组成部分，由港口和航运两部分组成，承担了我国90%以上外贸货物的运输工作[1]，在有力保障国民经济发展的同时，也消耗大量化石能源，排放了大量二氧化碳，是交通运输业碳排放主要贡献者之一。

因此，有必要对水路运输碳排放现状和减碳路径进行分析研究。

1水路运输碳排放现状
1.1
水路运输发展现状
2019年，我国拥有水上运输船舶13.16万艘，比上年下降4.0%；净载重量25684.97万吨，增长
2.3%；集装箱箱位22
3.85万标准箱，增长13.8%。

全年完成货运量7
4.72亿吨，增长6.3%，完成货物周转量10万亿吨公里，增长
5.0%。

2019年，全国港口拥有万吨级及以上泊位2520个，其中，沿海港口万吨级及以上泊位2076个，内河港口万吨级及以上泊位444个。

全国港口完成货物吞吐量139.51亿吨，比上年增长5.7%。

其中，沿海港口完成91.88亿吨，增长4.3%；内河港口完成47.63亿吨，增长9.0%。

具体全国水上运输船舶构成情况和港口情况分别见表1、表2所示[2]。

1.2水路运输面临的减碳压力
“十三五”期，国内交通领域年能耗量已突破5亿吨标准煤，公路水路油耗占全国石油制品消耗量30%以上，交通能耗年增速6.4%[3]。

水路运输领域，2018年消耗2730万吨燃料油和柴油；2019年消耗2870万吨燃料油和柴油，能耗年增速为5.1%[4]。

粗略估算，2018年和2019年两年的二氧化
doi :10.3969/j.issn.1673-6478.2021.02.001
收稿日期：2021-04-16
作者简介：李庆祥（1967-），男，江苏盐城人，研究员，研究方向为水运行业节能环保.（921047186@ ）
交通
节能与环保第17卷
碳排放量分别为：8813万吨和9261万吨，二氧化
碳排放总量可观。

我国碳排放存量较高（2019年能源碳排放量为98亿吨碳当量），按期实现碳达峰和碳中和具有很大的挑战性[5，6]。

水路运输业主要消耗石油制品，每年碳排放量近亿吨，要为国家实现碳达峰和碳中和目标做出应有的贡献，显然面临着较大的减碳压力，必须统筹好发展和减碳两者之间的关系。

2
水路运输减少碳排放存在的主要问题
水路运输业的碳排放主要在航运领域。

相对于航运而言，港口的碳排放量较小，但由于港口是对外开放的窗口，减碳工作不可小视。

经过调研分析，本文
表12019年全国水上运输船舶构成（按航行区域分）
Tab.1
Composition of national water transport vessels in
2019（by navigation area ）
指标
运输船舶数量净载重量载客量集装箱箱位运输船舶数量净载重量载客量集装箱箱位
运输船舶数量净载重量载客量集装箱箱位
计量单位万艘万吨万客位万TEU 万艘万吨万客位万TEU 万艘万吨万客位万TEU
实绩11.95
13080.08
62.7239.1710364
7079.9823.4963.261664
5524.912.37121.41比上年增长/%
-3.91.3
-12.415.8-0.12.83.611.7
-26.14.0
14.914.2内河运输船舶
沿海运输船舶
远洋运输船舶
表22019年全国港口万吨级及以上泊位数量
Tab.2
The number of berths of 10,000-ton class and above
in China's ports in 2019
比上年增加145362176
沿海港口6702977034062076
比上年增加-25-7
泊位吨级1~3万吨级
（不含3万）3~5万吨级（不含5万）5~10万吨级（不含10万）10万吨级以上合计全国港口8594218224182520
比上年增加143312169
沿海港口18912411912444
对水路运输碳减排存在的主要问题进行了归纳分析。

2.1航运方面
我国的运输船舶具有量大面广、流动性强、单价高、管理难度大等行业特点，主要消耗燃料油和柴油等能源品种。

近年来，行业在内河运输推广应用了部分天然气燃料船，但由于所占比重很低，可以忽略。

在减少碳排放方面存在以下问题：
（1）运力结构需要进一步调整
近年来，行业大力推行内河船型标准化工作，修订了《老旧运输船舶管理规定》、对进口二手船也规定了环保要求等，使得我国水路运输运力结构有较大的改观。

从交通运输部历年的统计公报来看，船舶总量在逐年减少，但总载重吨在逐年提升，表明船舶大型化趋势明显。

但是，由于种种原因，内河船队结构没有得到根本改观，内河船型标准化推行工作仍然任重道远；对于进口二手船虽然设置了环保要求，但由于没有设置能效指标，能耗高的船舶进入营运市场不可避免；对于老旧船舶的管理，重点关注的是船龄和船舶安全性能，船舶能效指标也未做规定；另外，还存在部分新造劣质船舶投入运营的现象。

因此，继续推行内河船型标准化，大力淘汰老旧船，控制劣质船、二手船投放市场，是今后水路运输运力结构调整的重要内容。

（2）运输组织水平需要进一步提高
运输组织水平直接影响船舶实载率，进而影响船舶能效水平。

当前市场经济形势下，航运市场存在着市场混乱、竞争无序的情况。

航运企业为追求经济效益，争相揽货，实载率较低，存在交叉放空的现象。

目前，国内小型航运企业众多，尤其在内河运输领域，存在大量以家庭为单位的航运个体，给航运管理和运输组织造成了较大困难。

近年来，航运企业通过兼并、重组，成立了中远海运为代表的大型航运企业，集团化、规模化、集约化效益已经显现，运输组织水平有大幅提高，但仍有较大改进空间。

继续做好控制运力投放、提高运输组织水平工作，可以大幅度提高船舶实载率，从而有效降低船舶单耗，减少碳排放。

（3）相关法规、标准需要完善
《营运船舶燃料消耗限值及验证方法（JT /T826）》及《营运船舶CO 2排放限值及验证方法（JT/T827）》两项标准已发布多年，在内河航运得到了局部应用，但由于两项标准均为推荐性标准，缺乏强制性，应用效果总体不够理想，未能充分发
2
第2期
挥应有的作用。

在当前“碳达峰”和“碳中和”形势下，尽快修订并强制实施这两项标准已势在必行，以便从源头把住船舶准入关，有效控制高能耗船舶的建造和投放，进而逐步改善我国船队结构；另外，尚需考虑船舶强制退出标准。

目前，国内采用根据船舶船龄标准的办法，强制淘汰老旧船舶。

采用船龄标准控制的手段，操作方便、简单易行，但要求不够严格，可以通过科学制订船舶退出能耗限值的办法，促使能耗偏高的老旧船加速淘汰。

制定实施营运船舶燃料消耗量限值标准，是落实《节约能源法》的要求，也是提高船舶能效、降低碳排放的重要手段。

2.2港口方面
港口分为沿海港口和内河港口两大类。

港口的能源消耗品种主要是电力、柴油及少量煤炭等其他类型的能源。

近年来，国内众多港口持续开展绿色港口创建工作，已建立了良好的基础和环境，但在减少碳排放方面仍然存在一些问题：
（1）港口货物集疏运方式需要优化
目前，国内有相当数量的港口由于建港条件等因素限制，大宗货物采用公路运输方式集疏港，不仅能源单耗高，而且严重污染道路周边环境。

针对上述现象，国家加大了整治力度，印发了相关文件[7]，重点以京津冀及周边地区、长三角地区、汾渭平原等区域为主战场，以推进大宗货物运输“公转铁”、“公转水”为主攻方向，完善综合运输网络，提高运输组织水平，减少公路运输量，增加铁路运输量。

（2）港口装卸工艺有改进空间
港口装卸由于货种繁多，会采用不同的装卸工艺。

如果装卸工艺选择不当，会出现增加装卸工艺环节、装卸设备“大马拉小车”、装卸流程不够顺畅等各种情况，从而大大增加了装卸作业能源单耗。

较为典型的案例如下：
某港大宗干散货需要进行“水水中转”作业，由于沿海码头（卸船码头）与内河码头（装船码头）之间有数公里间隔，传统做法是通过汽车短途倒运作业，作业能耗大、污染严重。

工艺改进推荐方法是：由于码头转水量较大，如果考虑在两个码头之间修建带式输送机廊道，采用皮带机输送作业工艺，可以大幅度降低能耗和碳排放。

（3）港口能源消费结构需要调整
港口直接用于装卸生产作业的能源品种主要是电力和柴油。

根据相关调研材料测算：目前，港口每年直接用于装卸生产作业的总能耗大约200万吨标准煤，其中柴油消耗大约60万吨，折合87.4万吨标准煤，占比43.7%，直接排放二氧化碳190万吨。

调整港口能源消费结构，使港口用能尽量向电动化方向发展，从而大幅度降低港口二氧化碳直接排放，是港口实现碳达峰和碳中和的重要手段之一。

港口耗油装卸机械，主要包括集卡、正面吊、单斗装载机、挖掘机、牵引车等作业机械，用途不同、种类繁多、数量庞大。

将港口耗油装卸机械电动化或清洁能源化，是港口调整能源消费结构的主要途径，但是目前存在技术不够成熟、配套设施跟不上、投资改造成本高等一系列难题需要克服。

另外，在港口大力发展风力发电、光伏发电，争取做到“自发自用”，也是港口实现碳达峰和碳中和的重要手段，但是也存在着港口风能、太阳能资源不均衡现象，不能做到普遍推广，只能因地制宜、灵活应用；再有，储能设施的建设，由于存在容量小、投资高，不能充分满足港口实际生产需要的问题，需要在今后工作中，依靠科技进步，克服上述难题。

（4）节能能力有提升空间
技术层面，港口经过多年绿色港口创建，节能减排效果显著的节能技术和产品，如轮胎式集装箱门式起重机“油改电”技术，基本上得到了广泛应用。

目前，需要研发出更多、更好的节能技术和产品，并应用于港口企业，以便促进港口进一步降低装卸能源单耗。

管理层面，目前港口企业经营模式形式多样，有相当数量的港口企业水平运输作业分包给社会上运输企业，其能源管理意识和节能减碳意识均相对薄弱。

港口企业对其进行能源管理的主动性、积极性和创造性，有待提高。

3水路运输减碳总体思路及主要路径
3.1总体思路
水路运输减碳工作应以调整行业能源消费结构和提高交通装备能效为核心[8]，通过提高清洁能源和可再生能源比例、推进节能低碳技术应用、优化运输组织和工艺等措施，大幅度降低碳排放，抵减碳足迹，实现碳达峰和碳中和战略目标。

在研究确定减碳路径时，应考虑遵循以下原则：（1）系统谋划、统筹兼顾。

水路运输碳减排是一项系统工程，涉及面广、难度大，需要结合水路运输特点和实际情况，做好顶层设计，统筹好发展和减碳
李庆祥，我国水路运输碳排放现状及减碳路径分析3
的关系，因地制宜地采取切实有效措施，将减碳工作抓好做实，避免出现一窝蜂、一刀切的现象。

（2）创新驱动、供需互促。

技术创新、模式创新、管理创新，均是推动减碳工作的强大驱动力，能够有效促进能效提升和碳排放下降。

供给侧和需求侧双方应有充分的沟通、交流，在充分了解需求侧一方的需求时，供给侧一方才能做到有的放矢，提供合适的节能技术和产品。

供需双方相互促进，可以起到事半功倍的效果。

（3）分类施策、突出重点。

水路运输包括航运和港口，航运又可分为海洋运输和内河运输；同样，港口按货种又可分为集装箱码头、干散货码头、件杂货码头等不同类型码头。

不同类型船舶和码头，其耗能品种和数量有较大差异；甚至同类型码头，由于所处地理位置不同，也会在风能、太阳能等自然条件上存在不小差异，因此，分类施策、突出重点十分必要。

（4）示范引领、以点带面。

港航企业经营主体存在多元化现象，导致港航企业对节能减碳的认识水平有较大差异；又由于节能减碳工作经济效益近期不够显著，导致港航企业参与这项工作的积极性有较大差异，因此，需要选取理念先进、基础条件好、积极性高的港航企业进行碳达峰碳中和试点示范，从中凝练可复制、可推广的经验，形成示范效应，进而带动全行业开展碳达峰碳中和工作。

3.2主要路径
（1）调整能源消费结构
推广清洁低碳的港作机械和运输装备，既有港口作业机械加大电气化改造力度，新购置或淘汰更新的港口作业机械要优先使用电力、新能源或清洁能源驱动；加强节能减碳技术研发，提升港口“油改电”作业机械的技术成熟度；鼓励港航企业进行氢能试点应用。

推动可再生和清洁能源基础设施建设。

加强港区供电、加气或加氢等配套基础设施建设，以便满足港口和船舶的充电、加气或加氢的需求；港口根据区域条件和规划，因地制宜启动分布式风力发电、光伏发电基础设施的建设；加快港口储能技术研发推广，鼓励港口分布式发电项目安装储能设施，提升供电灵活性和稳定性，达到港口可再生能源发电“自发自用”，达到“自平衡”。

（2）提升交通装备能效
对于已投入运营的船舶，可考虑加装桨前导流鳍、补偿导管、前置固定导轮等船舶单项附体节能装置；采用新型船舶防污涂料，减少船体航行阻力；采用气象导航、优选最佳航线；航行过程中采用经济航速等手段，达到降低船舶单耗的目的。

对于新造船舶及新购置的二手船舶，应实施船舶燃料限值标准，控制新增船舶运力的能耗水平，避免高能耗船舶进入营运市场。

对于已投入运营的码头，应根据港口实际，加大节能减碳改造力度，推广应用节能减排新技术、新装备，重点推广应用列入行业节能低碳目录的节能低碳技术。

对于新建或改扩建码头，应全面推进节能型通用设备在港口的应用，变压器、泵、空调、风机等均应采用国家标准规定的低能耗、高能效产品。

照明系统采用LED等绿色照明灯具并实施智能化控制。

（3）优化运输组织和工艺
鼓励航运企业兼并、重组，提高航运企业集团化、规模化、集约化水平，从而提高运输组织水平；利用信息化手段，建立物流服务信息平台，实时发布运输需求消息，提高船舶实载率。

优化港口集疏运组织方式。

港口货物集疏运尽量通过水路、铁路方式完成，压缩公路集疏运比例。

优先安排铁路进港等优化港口集疏运的项目实施。

大力发展铁水联运、江海联运、江海直达、水水中转等多式联运等运输组织方式。

优化码头装卸工艺系统。

针对各类码头，优化工艺运输组织，使工艺系统各环节能力匹配，提高装卸效率、降低能耗。

集装箱码头采用全场设备智能调度作业系统。

干散货码头水平运输采用燃油流动机械改为电力流程化作业，实现作业工艺“油改电”。

通用码头针对干散货或件杂货选择高效节能的工艺流程，使用专业工属具。

鼓励实施集装箱和干散货的自动化工艺流程改造等。

（4）加强能力建设
加强能耗和碳排放统计监测考核。

完善能耗和碳排放相关制度和标准，建立碳排放监测核算、报告、核查体系，使碳排放信息可测量、监测、统计以及核查。

建立碳排放总量和强度控制制度和目标责任体系，定期开展碳排放考核评估，对碳排放较高的单位采取措施要求整改。

完善碳排放政策标准体系。

提出落实港航企业碳达峰目标的配套政策和保障措施。

加强顶层设计，编制碳减排规划和实施方案，制订碳排放达峰行动路线图等。

（下转第12页）
城市，应积极响应国家号召，提前实现我国碳达峰及碳中和的目标。

雄安新区开展绿色物流即是新区内碳中和、近零排放目标实现的具体途径，又可为其他领域低碳化发展提供经验借鉴，有利于加快整个新区碳达峰与碳中和目标的实现。

4结论
本文通过构建电动车辆减碳测算模型对雄安新区货车电动化所产生的减碳量进行估算，并对其产生的经济效益进行估算和社会效益进行分析。

研究结果表明，雄安新区货运年减碳量可观，减排效益明显。

积极推进雄安新区物流运输工具能源消费结构的转型升级，即是打造绿色生态雄安的具体途径，又可为其他领域低碳化发展提供经验借鉴，有利于加快整个新区碳达峰目标的实现。

参考文献：
[1]王勇，韩舒婉，李嘉源，李博．五大交通运输方式碳
达峰的经验分解与情景预测——以东北三省为例[J]．
资源科学，2019，41（10）：1824-1836．
[2]张诗青，王建伟，郑文龙．中国交通运输碳排放及影
响因素时空差异分析[J]．环境科学学报，2017，37
（12）：4787-4797．
[3]IPCC2006，2006年IPCC国家温室气体清单指南[M]．
国家温室气体清单计划编写，日本全球环境战略研究
所，2006．
[4]全国能源基础与管理标准化技术委员会（SAC/TC20）．
综合能耗计算通则（GB/T2589-2020）[S]．2020-09-29．[5]International Carbon Action Partnership(ICAP)．(2020)．
Global carbon market progress：2020．annual report．
Berlin．（ICAP）．
[6]关于油价调整[J]．汽车与安全，2010（11）：13．
[7]高金贺，黄伟玲，蒋浩鹏．城市交通碳排放预测的多
模型对比分析[J]．重庆交通大学学报（自然科学
版），2020，39（07）：33-39．
[8]李阔，熊伟，潘婕，林而达，李迎春，韩雪．未来升
温1．5℃与2．0℃背景下中国玉米产量变化趋势评估
[J]．中国农业气象，2018，39（12）：765-777．
[9]王克，刘芳名，尹明健，刘俊伶．1．5℃温升目标下
中国碳排放路径研究[J]．气候变化研究进展，2021，
17（01）：7-17．
[10]新华网．习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论
上的讲话（全文）[EB/OL]．2020[2020-10-05]．
4结论与展望
4.1结论
（1）水路运输碳减排工作是一项系统工程，涉及面广、困难较多，需要进行顶层设计，出台指导意见或行动方案，统一指导水路运输碳减排工作。

（2）科技创新工作需列为重中之重工作，只有突破技术瓶颈，研发出节能减碳效果显著的技术和产品，才能为节能减碳工作提供有力技术保障。

（3）重视和加强基础能力建设是保障水路运输碳减排工作顺利开展的有效抓手。

准确、及时、有效的数据，不仅有助于港航企业碳减排精细化管理，同时能够保证行业主管部门做出正确的宏观决策。

4.2展望
作为我国综合运输体系的重要组成部分，水路运输行业碳达峰和碳减排工作是一项长期而艰巨的任务，做好此项工作责无旁贷。

展望今后水路运输碳达峰和碳中和愿景如下：
（1）我国港口能够在2030年前率先达峰，国内主要港口基本实现了全电气化，可再生能源发电在港口得到普及，部分港口用电实现了“自发自用”。

（2）我国航运能够在2030年如期达峰，营运船舶使用燃油和柴油的比重大幅度下降，纯电动船、氢燃料电池船在航运业得到了较为广泛的应用，相应的充电、加氢配套基础设施建设齐全，能够满足水路运输正常运营需要；水路运输组织水平大幅度提高，船舶实载率显著增加，船舶能源单耗大幅度下降，达到国际先进水平。

参考文献：
[1]贾大山.海运强国战略[M].上海交通大学出版社，2013.
[2]交通运输部．2019年交通运输行业发展统计公报[M]．2020.
[3]能源经济委员会·中国（CCEEE）．中国能效2020[M].
北京：安能翼科能源咨询发展中心，2020．
[4]王庆一.2020能源数据[M].北京：绿色创新发展中心，2020．
[5]胡鞍钢．中国实现2030年前碳达峰目标及主要途径[M]．
北极星大气网，2021-01-28．
[6]林卫斌，朱彤．实现碳达峰与碳中和要注重三个“统
筹”[M]．中国节能网，2021-01-20．
[7]国务院办公厅关于印发推进运输结构调整三年行动计
划（2018－2022年）的通知（国办发［2018］91号）
[M]．国务院办公厅，2018．
[8]白泉．建设“碳中和”的现代化强国始终要把节能
增效放在突出位置[M]．中国能源报，2021-01-31．
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