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論說(shuō)EEDI(能效設計指數)的強制實(shí)施的合理性
摘要：EEDI(船舶能效設計指數)作為對未來(lái)造船界有深遠影響的一項新的IMO法規，從政治、經(jīng)濟及技術(shù)等各個(gè)方面對船舶能效設計指數推出的合理性進(jìn)行了全面的分析和論述，并針對當前的船舶工業(yè)界的現狀，提出了現階段實(shí)施EEDI的可行建議。
關(guān)鍵詞：船舶、艦船工程;能效設計指數(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 )議在英國倫敦IMO(Intemational Maritime Organization)總部/lt~,N召開(kāi)，會(huì )議對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計指數即現在的EEDI能效設計指數。對于該指數是否應該強制實(shí)施，各方也表示了不同的意見(jiàn)，部分國家表示了支持如英國，法國，德國，挪威， 塞浦路斯等，但也有部分國家表示了反對如巴西，印度及歐洲造船協(xié)會(huì )等。中國作為正在發(fā)展中的造船大國，也從政治，經(jīng)濟及技術(shù)等各方面對該指數強制實(shí)施的合理性進(jìn)行了深入的研究。
1、EEDI與UNFCCC 確定的“共同但有差別的責任”原則的關(guān)系
自從MEPC57次會(huì )議提出IMO應對“減少溫室氣體排放”的九條框架原則以來(lái)，會(huì )員國對于其中的條款就存在著(zhù)很大的分歧，尤其是其中的第二條“為了避免逃避，應平等無(wú)差別地適用于所用船旗國”。在MEPC57次會(huì )間和MEPC58次會(huì )議上對于這個(gè)問(wèn)題各國也進(jìn)行了深入的討論，但并沒(méi)有達成一致意見(jiàn)。
有一種觀(guān)點(diǎn)認為： “如果不是平等地適用于所有的船旗國，那么就會(huì )造成很容易通過(guò)轉船旗來(lái)逃避GHG排放規則”。但事實(shí)上，不同的船旗國對于船舶的設計和建造都有它們自身的要求，而且這種區別是無(wú)法逃避的，因此必須更改船舶的設計和建造，因此轉船旗國并不是一個(gè)容易的過(guò)程。另外有些國家對于掛自己國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，才能掛該國的船旗。
需要強調一點(diǎn)，中國作為發(fā)展中國家的一員，對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，包括我國國策的制定等，無(wú)意也不會(huì )去逃避自己應有的責任。但必須看到，盡管中國這幾年船舶行業(yè)發(fā)展迅速，但畢竟是屬于發(fā)展中國家，沒(méi)有積累，在船舶設計和建造技術(shù)上，和先進(jìn)國家日本，韓國及歐洲都有很大的差距，在EEDI指數計算中涉及到的耐波性的問(wèn)題，節能環(huán)保設計的問(wèn)題以及柴油機等關(guān)鍵設備的設計問(wèn)題，都處于劣勢，甚至完全受制于日本和西方發(fā)達國家。
如日本對于船舶線(xiàn)型快速性，操縱性及耐波性的研究和長(cháng)期的積累，廢熱回收裝置及節能裝置(如PBCF，扭曲舵)等的利用，以及我國自主品牌的柴油機油耗偏高，而低速機更是完全依賴(lài)于國外的技術(shù)。因此與發(fā)達造船國家的船型，如日本的散貨船和尺度類(lèi)似的船型相比，我們計算出EEDI能效指數與日方會(huì )相差很大，這樣如果采用無(wú)差別的原則，勢必對整個(gè)發(fā)展中國家的船舶工業(yè)帶來(lái)極大的影響，甚至影響到他們的經(jīng)濟及整個(gè)國家的穩定。由此可見(jiàn)，UNFCCC 的“共同但有差別的責任”原則是十分符合當前發(fā)展中國家的國情的，若IMO強制實(shí)施EEDI的設計指數，不僅與UNFCCC的精神相違背，而且將對發(fā)展中國家的經(jīng)濟穩定乃至世界的經(jīng)濟和穩定帶來(lái)不利的影響。
2、EEDI公式技術(shù)上的可行性
EEDI的指數計算公式經(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的指數公式要全面反應船舶的能效，還是有很大差距的。
2.1公式的先天不足
IMO以前定義的規范規則基本上都是針對于船舶中的某一個(gè)局部或某一個(gè)子系統，因此比較容易找到關(guān)鍵的問(wèn)題并予以解決，但EEDI指數卻不一樣，它是對于整個(gè)船舶設計及建造水平的一個(gè)評定，涉及到船舶從設計，建造工藝到管理的各個(gè)方面，而且船舶的設計和建造通常都是單件或小批量定制生產(chǎn)，很難實(shí)現象汽車(chē)工業(yè)那樣的品牌系列化的產(chǎn)品，究其原因就是因為一艘船舶涉及到方方面面，而且不同的船東營(yíng)運的要求也是千差萬(wàn)別，因此船舶設計和建造的復雜性遠非能夠用一個(gè)只含有幾個(gè)關(guān)鍵參數的公式來(lái)評定的。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)反應船舶能效水平的指導性的公式，筆者認為對船舶的設計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公式的復雜性
把最新的EEDI指數計算公式與最初的指數計算公式相比，會(huì )發(fā)現新的公式已經(jīng)復雜了好幾倍，但正是由于船舶設計和建造的復雜性，才導致了現在的EEDI指數的計算公式越來(lái)越復雜，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)有辦法合理地體現出所有船舶的能效狀態(tài)。
但是否現在的公式就已經(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.在新的指數計算公式中，引入的失速系數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別，從而能夠更準確地反映船舶實(shí)際運營(yíng)的狀態(tài)，得出更合理的能效，但實(shí)際上影響船舶實(shí)際運營(yíng)的狀態(tài)是非常多的，例如：在營(yíng)運過(guò)程中船舶始終滿(mǎn)載航行的機會(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級風(fēng)下風(fēng)浪中航行的狀態(tài)，對此是否也需要考慮呢?再例如在營(yíng)運過(guò)程中，航運公司在航線(xiàn)上是有其選擇的，不同的航線(xiàn)平均浪級并不相同，是否又需要對現在的 的系數對相應的航線(xiàn)浪級進(jìn)行修正呢等等。
b.船東會(huì )有各種要求，很多要求會(huì )導致能耗增加，但你很難評定是否效率降低了， 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(mǎn)足其靈便型的要求配置了克令吊，而且對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算出的EEDI指數也存在一定的差別，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.指數計算公式中的C值即碳至二氧化碳的轉換系數，根據InterTanko的計算，輕質(zhì)燃油的C值高于重油約2%，而現在出于環(huán)境保護的要求，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(zhù)在公式中也要考慮這方面的因素呢?
d.新的指數計算公式已考慮了節能裝置的使用對于能效的提升，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節能裝置的影響卻并不是一件容易的事情。首先節能裝置種類(lèi)繁多，不下十幾種，對于每一種裝置，如何評估他們的效果并找到一個(gè)合適的公式本身就存在著(zhù)很大的難度;而且同一種節能裝置用在不同的船型上效果也有很大的區別，由于節能裝置和船體的線(xiàn)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能裝置的效果用一個(gè)簡(jiǎn)單的公式來(lái)表示。根據筆者的經(jīng)驗和廠(chǎng)家的介紹，同一種節能裝置在不同的船型一h節能效果會(huì )相距甚遠，例如日本的PBCF對于某些船型可以節能10%，對于另一些船型只能節能3%。
e.新的指數計算公式的能效指數計算對于不同船型的社會(huì )貢獻主要是采用使用Capacity和航速來(lái)進(jìn)行模擬，但通過(guò)分析可以發(fā)現，實(shí)際上現在的指數計算公式更適用于長(cháng)途運輸用途的散貨船，集裝箱船及油船等船型，但對于非運輸類(lèi)船舶如消防船，工程作業(yè)船，大型旅游船，渡船等船型對于社會(huì )的貢獻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運輸船的不同，有很多并不是決定于主機的功率。因此該指數計算公式并不適用于所有的船型，但如果要推廣EEDI的計算公式，又不是針對所有船型，而只對部分船型有能效的要求，又會(huì )帶來(lái)公平性的問(wèn)題。
f 新的指數計算公式中并沒(méi)有體現出由于IMO對于海上人命安全及環(huán)境保護規則的不斷完善而不斷地推出新的規范規則，從而帶來(lái)的船舶能耗的增加和社會(huì )貢獻效率的下降，如Nox，Sox新的排放要求，CSR (Common Stmcture Rules)，燃油艙保護，PMA，PSPC，BWT以及MSC216(82)對于新破艙穩性的要求等等，這些近幾年通過(guò)和即將通過(guò)的規范規則無(wú)一例外地帶來(lái)了油耗的增加和船舶載重量的減少。但如何體現出這種變化，確實(shí)存在很大的難度，因為未來(lái)的變化現在是無(wú)法預料的。
2.2.2 EEDI指數的驗證
MEPC58次大會(huì )后，提出對于EEDI指數的驗證包括兩個(gè)階段，一個(gè)是設計送審階段，一個(gè)是試航驗證階段。但對于指數在試航階段進(jìn)行驗證會(huì )有很大的困難，因為在試航階段有很多船型如散貨船，集裝箱船是沒(méi)有辦法進(jìn)行滿(mǎn)載試航的，通常都是采用壓載狀態(tài)進(jìn)行試航，然后與船模試驗的壓載試驗狀態(tài)進(jìn)行對比來(lái)驗證航速，同時(shí)如果采用了節能裝置，滿(mǎn)載和壓載狀態(tài)的效果也是完全不一樣的。這樣就沒(méi)有辦法去驗證EEDI的正確性。另一方面，對于某些船型的輔機、鍋爐要在試航狀態(tài)下模擬實(shí)船運營(yíng)狀態(tài)同樣是不可能的，如主鍋爐的運行狀態(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)有辦法很好地驗證EEDI指數。
2.2.3 基線(xiàn)與EEDI計算公式的關(guān)系
由于到目前為止，EEDI的指數計算公式還遲遲沒(méi)有辦法完善，因此制定基線(xiàn)的工作只有往后推遲，但實(shí)際上要推出EEDI的指數計算公式，如果沒(méi)有一個(gè)確定的基線(xiàn)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(xiàn)的過(guò)程中也發(fā)現公式和基線(xiàn)兩者之間的密不可分性，基線(xiàn)可以說(shuō)是驗證EEDI計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(xiàn)確定的過(guò)程中，發(fā)現對于不同的船型如果全部使用DWT作為衡量指標，就會(huì )發(fā)現數據的離散度太大，而對于某些船型無(wú)法確定基線(xiàn)。因此在基線(xiàn)沒(méi)有得到驗證之前就強制推出EEDI計算公式也不是一個(gè)明智之舉。
3、EEDI指數強制推行的影響
為了應對日益惡化的全球氣候，IMO希望在自己的領(lǐng)域也有所貢獻是一個(gè)正確和負責任的想法，也是IMO 全體會(huì )員國的責任，但如果沒(méi)有進(jìn)行深入全面的研究，就倉促強制推出并不完善的EEDI指數，可能會(huì )適得其反，原因如下：
a.如上所述，EEDI指數公式中還有太多的地方不完善，如果按現在的公式進(jìn)行強制推行，很有可能定出較高且不太合理的標準，從而對在某些方面缺乏研究和關(guān)鍵技術(shù)的國家，尤其是發(fā)展中國家的造船及船舶行業(yè)帶來(lái)極大的沖擊。這些國家一種可能性就是由于無(wú)法設計出滿(mǎn)足推行的EEDI指數的船舶，只有通過(guò)向擁有相應技術(shù)但價(jià)格昂貴的國家進(jìn)行購買(mǎi)，另一種可能性是通過(guò)使用向先進(jìn)國家購買(mǎi)同樣價(jià)格昂貴的節能裝置如WHR廢熱回收裝置，優(yōu)化后的舵槳節能裝置等來(lái)達到要求，但這都無(wú)一例外地帶來(lái)了造船成本的大幅度增加，對于國力不強，資金有限的發(fā)展中國家的航運顯然會(huì )帶來(lái)很大的負擔，同時(shí)也可能造成部分船東由于成本過(guò)高轉向投資較低的其它運輸方式：如公路，鐵路等比水運更不環(huán)保的運輸方式，這樣反而加劇了對環(huán)境的影響。
b.EEDI的指數強調高的能效比是無(wú)可厚非的，但是過(guò)份強調高的能效也并不是一個(gè)很好的解決方案，因為高的能效意味著(zhù)在船舶設計中要盡量減少空船重量，提高載重量，并降低主機，輔機的功率，但為了達到高的能效比，會(huì )導致在船舶設計及建造的過(guò)程中盡量使用輕型的材料，例如在船舶設計中為了減少結構重量，高強鋼的比例會(huì )大幅度增加，并采用小的腐蝕余量，更輕但穩固性稍差的結構形式，在管系設計中選用較小的壁厚，而在設備選型中同樣會(huì )減少余量，降低冗余度，如降低主機海況裕度，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)險的。
4、結 論
綜上所述，現階段要強制推行EEDI指數公式還不具備條件，但為了讓IMO對于船舶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上形成一個(gè)EEDI船舶能效設計指南用于指導現在船舶的能效設計，并可以制定一個(gè)較先進(jìn)的基線(xiàn)作為一個(gè)參考目標，然后由發(fā)達國家和掌握了關(guān)鍵造船技術(shù)的國家指導發(fā)展中國家提高節能環(huán)保相關(guān)方面的技術(shù)，共同提高船舶的能效水平，并且各船級社可以添加相應的能效船級符號，對于滿(mǎn)足該指南的船舶賦予相應的入級符號，這樣即使在目前EEDI指數還不完善的狀態(tài)下，也可以共同把GHG 減排的工作向前推進(jìn)，也符合UNFCCC“共同但有差別責任”的精神。
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