那顏
一進入2020年,全球的船運公司就攤上大事兒了——有些船舶或許不能再航行了。這件事還要從“2020全球限硫令”說起。
隨著全球貿(mào)易一體化的深入推進,國家與國家之間的貨物交換變得越來越頻繁。水運是最經(jīng)濟的運輸方式,而遠洋船舶則肩負了全球近九成的貨物運輸。長久以來,為了節(jié)約成本,遠洋船舶一直靠吃“粗糧”過活。這些由渣油和柴油調(diào)和而成的重質(zhì)燃料油,平均硫含量約為2.7%,被稱為“高硫油”。
2016年10月,國際海事組織(IMO)對外宣布“從2020年1月1日起,全球范圍內(nèi)船舶燃油硫含量必須從3.5% 直降到0.5%”。隨后,世界各國積極響應,紛紛出臺了相應的法令法規(guī)。這也意味著,全球正式進入了低硫時代。想要繼續(xù)航行,船運公司必須對原本吃“粗糧”的遠洋船舶進行改造,以適應新規(guī)的要求。
那么,“硫”到底惹啥事了?為何如此不受待見呢?
說到“二氧化碳”和“溫室效應”,大家都很熟悉,但說到“二氧化硫”可能就有些陌生了。其實,二氧化硫和二氧化碳一樣存在于空氣中,它是一種無色氣體,有強烈的刺激性氣味,是大氣的主要污染物之一。
現(xiàn)代工業(yè)社會以煤和石油為主要能源,這兩者通常都含有硫化合物,燃燒后會釋放二氧化硫。研究發(fā)現(xiàn),只要大氣中的二氧化硫濃度達到0.5毫克/ 升,就會對人體產(chǎn)生影響。隨著二氧化硫濃度的升高,人們會出現(xiàn)呼吸道不適、黏膜潰瘍、肺部水腫,甚至致癌的情況。
更嚴重的是,二氧化硫能與空氣中的水蒸氣結合,形成酸雨。早在20世紀70年代,地球上還只是局部降酸雨,進入80年代,酸雨迅速擴展到了世界范圍。在歐洲,雨水的酸度每年增加10%;在北美洲,pH 值為3~4的酸雨司空見慣。
鐵欄桿和建筑物被銹蝕、嶄新的共享單車很快變成“ 銹色車”……這都是酸雨作的惡。除了腐蝕金屬和其他材料外,酸雨還會使土壤酸化,從而影響農(nóng)作物的生長。有數(shù)據(jù)表明,我國受酸雨危害的土地面積已占國土面積的40%,每年因此而損失的木材達6億元,森林生態(tài)效益損失約54億元。
萬幸的是,人類已經(jīng)意識到二氧化硫所帶來的嚴重危害,也有了改善“硫”氣橫行現(xiàn)狀的決心和技術。
為了應對城市的大氣污染,很多家庭會配備空氣凈化器??諝鈨艋魍ㄟ^特殊的濾網(wǎng),將空氣中的污染物過濾掉,從而達到凈化空氣的目的。為了應對“2020全球限硫令”,有人就萌生了給船舶加裝一個“空氣凈化器”的想法,從而讓高硫油燃燒后排放的廢氣變成符合環(huán)保排放標準的氣體,這就催生了船舶用脫硫塔。
脫硫塔的全稱叫作“廢氣清洗系統(tǒng)”。根據(jù)它的工作方式,可分為開式脫硫塔、閉式脫硫塔和混合式脫硫塔。開式脫硫塔利用海水來“清洗”廢氣,廢氣中的二氧化硫會被堿性的海水中和,并以硫酸鹽的形式直接排放到海洋中。相較于閉式脫硫塔,開式脫硫塔可以就地取材、就地排放,使用成本更低廉,因此深受船運公司的喜愛。
開式脫硫塔的支持者認為,海水中本就含有豐富的硫,平均每噸海水中約含有1千克硫(大都以硫酸鹽的形式存在于海水中),就算再接收一些也不會有大問題。嘉年華游輪集團表示,曾對脫硫塔的環(huán)境影響進行過一項為期3年的調(diào)研,結果表明脫硫塔排放的廢水在相關法規(guī)限制的范圍之內(nèi)。日本國土基礎設施運輸和旅游部也曾開展類似的研究,認為使用開式脫硫塔并不會對海洋有機物以及海水質(zhì)量造成“難以接受”的影響。
開式脫硫塔的反對者認為,污染物受海流影響,不可能待在原地不動,僅憑對周圍海洋環(huán)境的監(jiān)測就得出“無害”的結論,顯然是失之偏頗的。此外,海洋是一個開放的大環(huán)境,相關數(shù)據(jù)會有滯后性。等數(shù)據(jù)上出現(xiàn)明顯變化時,實際已經(jīng)太晚了。所以人類不能重蹈全球變暖的覆轍,應該防患于未然。
其實安裝脫硫塔并非新鮮點子,一些沿海的火力發(fā)電廠早已使用開式脫硫塔多年。環(huán)保監(jiān)測表明,使用開式脫硫塔并沒有對發(fā)電廠周圍的海洋環(huán)境造成什么壞影響。也是因此,這種脫硫塔被宣傳為一種無害且成熟的技術。
瑞典科學家研究發(fā)現(xiàn),未經(jīng)處理的開式脫硫塔廢水中含有重金屬及其他污染物質(zhì),會對環(huán)境造成嚴重污染?;鹆Πl(fā)電廠排放的廢水之所以“無害”,是因為經(jīng)過海水處理廠的特殊處理,去除了這些污染物。船舶用開式脫硫塔的構造中并沒有類似的環(huán)節(jié),廢水中含有的重金屬及其他污染物質(zhì)會直接排入海中。
2019年5月,為保護海洋環(huán)境,28個歐盟國家聯(lián)合向國際海事組織提交文件,表明使用開式脫硫塔“可能會導致海洋環(huán)境惡化,因為排放的廢水中含有有毒物質(zhì)”。鑒于支持者和反對者各執(zhí)一詞,國際海事組織決定開展開式脫硫塔廢水的環(huán)境風險評估。
中國、新加坡、阿聯(lián)酋(富查伊拉)、巴拿馬、德國、愛爾蘭、比利時、美國(加利福尼亞州、康涅狄格州、夏威夷州)和馬來西亞等國家和地區(qū),已制定了相應的法律和法規(guī),禁止船舶在進入港口范圍內(nèi)使用開式脫硫塔。
2019年10月,中國海事局頒布了《2020年全球船用燃油限硫令實施方案》,明確規(guī)定自2020年1月1日起,國際航行船舶在我國管轄水域不得使用含硫量超過0.5% 的燃油,進入我國內(nèi)河船舶排放控制區(qū)不得使用含硫量超過0.1% 的燃油(2022年控制區(qū)擴大至海南水域),不得在我國船舶大氣污染物排放控制區(qū)內(nèi)排放開式廢棄清洗系統(tǒng)洗滌水。
盡管船運公司可以將開式脫硫塔升級為閉式脫硫塔或混合式脫硫塔,但這仍是一種治標不治本的權宜之計。在注重環(huán)保的大環(huán)境下,“限硫”這一緊箍咒勢必會越收越緊,最穩(wěn)妥的辦法還是改用低硫油。想要實現(xiàn)這一改變,仍然困難重重。
從煉油廠的角度來說,為了生產(chǎn)低硫油,勢必要對原有的生產(chǎn)設備進行升級改造,這就需要大量資金的投入。雖然低硫油比高硫油價格高,但相比汽油、煤油和柴油,仍屬于低附加值產(chǎn)品。從企業(yè)經(jīng)營的角度來說,煉油廠更愿意生產(chǎn)利潤高的高附加值產(chǎn)品。
從船運公司的角度來說,為了使用低硫油,勢必要對原有的發(fā)動機進行升級換代。這也需要大量資金的投入。升級發(fā)動機價格不菲,加之低硫油價格上漲,便會導致經(jīng)營成本增加,這樣一來,水運價格勢必也得跟著上漲。
水運是價格最便宜的運輸方式。采用水運運輸?shù)呢浿?,大多是價格敏感者。運價上漲,勢必會引發(fā)連鎖反應,甚至影響貿(mào)易全球化的進程。此外,由于低硫油的產(chǎn)量不足,目前已出現(xiàn)商人囤貨的情況,這也將進一步推高運價。
高硫油和低硫油之間存在的價格差,引發(fā)了戲劇性的結果。之前法國一家名叫“Alphaliner”的航運咨詢機構曾做過一項調(diào)查,結論是全球安裝脫硫塔的集裝箱船不會超過400艘。然而事實上,這一數(shù)量已超過了800,后續(xù)還有大量船舶在排隊等待安裝脫硫塔。
目前,全球排名前12的船運公司都決定嘗試安裝脫硫塔。其中長榮海運旗下有近三分之二的船舶已經(jīng)或準備安裝脫硫塔;太平船務旗下60%的船舶,也正在安裝脫硫塔。也是因此,幾乎全球所有船廠都被這項業(yè)務給“撐爆”了。
液化天然氣大家都很熟悉,因為每家每戶都會用到它。它的主要成分是甲烷,無色、無味、無毒且無腐蝕性,質(zhì)量僅為同體積水的45%左右,是地球上最干凈的化石能源。
其實,液化天然氣不但可以用來燒菜,還能用作無硫“燃油”,為車輛船舶提供動力。十幾年前,為了應對油價上漲,杭州的出租車就曾進行過“油改氣”項目。改造后的出租車既能使用汽油,也能使用天然氣。自“2020全球限硫令”出臺后,我國就致力于推進船舶的“油改氣”盡快完成。
使用液化天然氣的船舶被稱為液化天然氣船,簡稱LNG 船。相比傳統(tǒng)的柴油動力船,LNG船航行時的能耗可降低20%,二氧化碳的排放可降低21%,氮氧化物的排放可降低81%,并且基本不會排放二氧化硫和固體顆粒物。
LNG船不但解決了限硫問題,也比使用傳統(tǒng)燃油更省錢??梢哉f,這是一種清潔、高效、價廉的無硫“燃油”。然而,我國營運性的LNG船只有幾百艘,遠遠比不上數(shù)目龐大的柴油動力船。
對于這種既環(huán)保又省錢的美事,為什么大多數(shù)船運公司仍持觀望態(tài)度呢?
制約LNG船發(fā)展的,首先是成本問題。以新造一艘1500噸級船為例,LNG船的造價高達300多萬元,比同等級的柴油動力船高出100多萬元。使用液化天然氣雖然比柴油省錢,但是回本周期長,不足以抵消造價高昂的劣勢。
此外,LNG船需要通過專門的船用LNG 加注站來補充液化天然氣。以行駛在長江中的LNG船為例,LNG儲罐的容量最大為20立方米。一艘3000~4000噸級的LNG 船,加滿一罐燃料后可行駛3000千米,相當于在武漢與上海之間跑1.5個來回。遠洋船舶的航程動輒數(shù)倍于這個距離,沿途補給就成了大問題。
LNG船為低硫時代提供了一個較徹底的解決方案。因為配套設施仍不夠完善,目前它主要用于內(nèi)河航運。但隨著LNG加注站的逐步完善,以及全球各造船廠對LNG船的重視,LNG船不但隊伍日益壯大,而且已經(jīng)踏上從內(nèi)河開向大海之路。
中國的船舶限硫之路
2016年1月1日,我國設立了珠三角、長三角和環(huán)渤海(京津冀)水域這三個船舶排放控制區(qū)。按照規(guī)定,船舶只要進入控制區(qū),就必須使用硫含量小于0.5%的燃油,或采取其他替代措施,降低硫的排放量。實行控制區(qū)限硫后,區(qū)域內(nèi)大氣質(zhì)量持續(xù)向好,二氧化硫含量的降幅十分明顯。
2017年,以上三個控制區(qū)內(nèi)的船舶減排二氧化硫約6.9萬噸、顆粒物約0.8萬噸,減排量分別占控制區(qū)內(nèi)船舶排放總量的14% 和11%。
2018年年底,我國又將長江干線、西江干線的部分水域設為內(nèi)河控制區(qū)。
2019年,我國把排放控制區(qū)范圍擴展到全國12 海里范圍,比國際上制定此規(guī)定提早了整整一年。