MARPOL公约的实施及船用柴油机的发展

《MARPOL》公约的实施对船用柴油机的影响

摘要：《MARPOL》公约附则VI的出台,反映了人类对环境问题的高度重视;柴油机作为船舶主机的地位在未来相当长的时间内不会有根本性的改变;船用柴油机的废气中加带的有害排放物,是大气污染的主要根源之一,它们对人类有直接或间接的危害; 本文介绍了船用柴油机有害排放物形成机理及其改善措施,讨论了《MARPOL》公约附则VI的实施对船用柴油机发展的影响，并有针对性的提出了我国的履约对策。

关键词：《MARPOL》公约船用柴油机废气污染控制

一、船用柴油机有害排放物形成机理及其改善措施

（一）氧化硫产物

船用柴油机大都燃用含硫量较高的燃油,在柴油机气缸中的燃烧和其后的过程中,燃料中的硫分几乎全部燃烧,形成燃烧产物SO2和SO3。尽管可用水洗方法除去废气中的氧化硫产物,但目前看来,降低燃料含硫量是减少废气中氧化硫产物的唯一有效方法。因为,在每一条船上装设庞大的氧化硫处理设备,不论是从经济性的角度,还是从环保的角度,都是不可取的。（二）氮氧化物

在柴油机内的燃烧过程中，有些氮气会氧化形成NO、NO2和N2O。它们合称为氮氧化物。目前，我们已知降低最高燃烧温度是最有效的和最直接的减少氮氧化物的手段，但随着燃烧温度的下降，废气中的颗粒杂质和不完全燃烧碳氢化合物(CH)将增加，热效率下降，燃油消耗率明显上升。ABB公司的研究成果表明，如果允许柴油机的燃油消耗率上升5%~8%，可靠性适当降低，采用其他方法解决起动困难问题，只通过直接的方式(改善燃烧、燃用乳化油、延迟喷射等)而不需要过后处理，就可将NOX降低40%。但是，对柴油机的改装费用也将是昂贵的。

（三）二氧化碳

二氧化碳是以碳氢化合物为主的燃油燃烧所不可避免的产物，它是形成温室效应的主要原因之一。减少二氧化碳唯一的办法就是提高柴油机的热效率，减少单位千瓦小时的二氧化碳产量。我们知道，柴油机是所有热机中热效率最高的。因此，就二氧化碳产量来讲，柴油机所造成的污染已是所有热机中最小的。

二、MARPOL公约附则VI的实施对船用柴油机发展的影响

为了满足《MARPOL》公约附则VI对船用柴油机排放标准的要求,在未来几年,船舶柴油机技术研究开发的重点将是降低柴油机的有害排放物而又不降低柴油机的热效率,即船舶柴油机动力装置的环境经济性。这样在船舶柴油机的设计与使用上必然会带来相应的改动,甚至有可能在某种程度上制约着柴油机的发展。

（一）对船舶柴油机生产和制造的影响

《MARPOL》公约附则VI中规定的排放限制标准的具体数值,基本上反映了目前船用柴油机生产制造的最高水平。当今,世界上有许多国家包括发展中国家经过自身的努力和技术引进,都可以生产制造船用柴油机。但发展中国家的技术和制造工艺水平还不够高,无论从经济性方面,还是从环保方面,都不能与先进的船用柴油机生产国相比。正是如此,工业发达国家才要极力促使MARPOL公约附则VI的制定和实施。有些国家甚至在自己控制的海域内首先使用地方性法规,以期抑制发展中国家的生产能力,控制船用柴油机的市场。

（二）对船用柴油机使用燃料油的影响

船用柴油机的废气中氧化硫(SOx)排放物的多少主要是由燃油中的硫分所决定的,因此《MARPOL》公约附则VI对燃料含硫量的规定,对目前主要以低质燃料油为主要燃料的船舶

柴油机来说将产生重大的影响。低质燃料油的使用是船舶柴油机发展中的一项重要技术成果。使用低质燃料油可以大幅度降低船舶营运成本，同时可以合理使用石油资源。为了满足《MARPOL》公约附则VI的要求,特别是在氧化硫控制区内,一种途径是对燃料油进行脱硫处理,以降低燃料中的含硫量,从而降低废气排放物中的氧化硫含量；另一种途径是采用除去废气中氧化硫的办法,即采用水洗法,但由于水洗箱的体积较大,其容量一般为柴油机总排量的4050倍,显然在每一条船舶上装设这种庞大的氧化硫处理设备是不可取的。采用其它清洁燃料也可以满足要求,但目前的技术水平和生产,运输,储存能力,还不可能全面取代石油产品。（三）对船舶柴油机的影响

为使柴油机排出废气中的氮氧化物含量符合《MARPOL》公约附则VI的要求,目前控制氮氧化物排放的主要方法有机内处理和机后处理两种。机内处理方法关键是改善燃烧过程,以控制排气中的有害物成分。目前的主要途径是开发污染物排放量低的直喷式燃烧室。但会使柴油机的热效率下降,运行经济性变差。机后处理是对排出的废气在进入大气前进行的处理,使废气中的有害物成分进一步降低。这种方法虽然不会影响柴油机的热效率,但设备的增加必然引起船舶造价的提高和船员维护管理工作的增加。

虽然MARPOL公约附则VI的实施会给船用柴油机的发展带来一些不利的影响,但由于柴油机具有在各种热能动力机械中油耗最低,热效率最高,能燃用价格低廉的劣质油,启动迅速,运行安全,操作维修方便,使用寿命长等优点,所以在可以预见的未来或更长的时间,柴油机仍将是最主要的船舶推进发动机。

三、国内《MARPOL》公约附则VI履约对策

（一）研发与应用减排技术

根据船机排气污染物的种类，以及影响排气污染物的生成因素，业界已提出或已采用很多降低排气污染物的控制技术，主要从发动机改善燃油品质、改进燃烧过程以及排气后处理等方面采取措施。

（二）适度提高排放标准

从当前生产出厂的船舶柴油机的技术水平以及国内供给燃油的质量（含硫量）来说，对船舶NOX和SOX的排放控制，可在现行国内法规的基础上适度提高标准。当然，具体提高排放限值要求到什么程度，不可机械照搬国际公约的要求，应该充分酝酿、调研和讨论。结合我国实际情况，考虑相关船舶柴油机厂商的技术储备、在航船舶的实际状况等，采取积极的“分步走”战略，有效稳妥推进国内法规与国际公约的逐步无缝对接。

（三）制定财税鼓励措施

征税和奖励措施主要是为鼓励减少废气排放。国外已经有一些成熟的做法值得我们借鉴，如挪威NOx税、瑞典分化港务费、温哥华分化港务费等。欧美等发达国家在船舶废气排放的财税法规政策制定和实施上积累了一些成熟的经验，我国可扬长避短、借鉴利用，探索一套适合我国国情的做法，综合运用财税等经济调节杠杆手段，建立并完善国内防止船机废气排放的激励与制衡机制体系。选择更合适的财税鼓励与约束措施，比如财政收入的减免、财政补助、贴息、征税范围的调节、税率费率的设置与调节等，这些财政税收政策都可直接影响到船舶减排的各环节。

（四）强化监督管理

当前我国主管机关在船机废气排放控制上的监管工作有一些薄弱环节。相应主管机关，比如海事部门，作为海上防治船舶污染的管理者和监督者，负有对船舶废气排放实施严格监管的责任和义务。现实中，我国船舶废气排放监管涉及到多个机构，各个机构职能配置不太合理，资源整合相对比较欠缺，同时，监管中未充分运用现代先进监控技术。因此，我国应该整合资源，调整完善各机构职能配置，引进现代先进监控技术，促进对船舶废气排放的有效监管、国际公约的履约和其它相关法规的到位实施。