畢志遠(yuǎn)，李睿瑜，蔣剛，薛洋

【摘 要】 為推進(jìn)綠色港口建設(shè)，治理港口大氣污染，以《港口工程大氣污染物排放清單編制技術(shù)指南第1部分：集裝箱碼頭》為依據(jù)，介紹集裝箱碼頭的大氣污染源構(gòu)成和不同污染源的大氣污染物排放量計(jì)算方法，以青島前灣聯(lián)合集裝箱碼頭為例計(jì)算并分析各類大氣污染物排放情況和排放量，由此提出積極推進(jìn)靠港船舶使用岸電、推進(jìn)港口作業(yè)機(jī)械和運(yùn)輸車輛電氣化、建立能耗和環(huán)境智慧管控系統(tǒng)、構(gòu)建大氣污染源排放清單編制機(jī)制與體系、積極參與創(chuàng)新交流活動(dòng)等建議。

【關(guān)鍵詞】 環(huán)境保護(hù)；綠色港口；大氣污染物；測(cè)算排放量

0 引 言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式由粗放型向集約型轉(zhuǎn)變，港口貨物吞吐量日益增大，在保證經(jīng)濟(jì)發(fā)展、港口運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，需要船舶、港口作業(yè)機(jī)械、水平搬運(yùn)機(jī)械、集疏運(yùn)鐵路內(nèi)燃機(jī)車、生產(chǎn)配套設(shè)施等進(jìn)行相匹配的生產(chǎn)活動(dòng)，而隨之產(chǎn)生的大氣污染物問(wèn)題也愈發(fā)突出。筆者以《港口工程大氣污染物排放清單編制技術(shù)指南第1部分：集裝箱碼頭》為依據(jù)，以青島前灣聯(lián)合集裝箱碼頭為例對(duì)大氣污染物排放量進(jìn)行分析測(cè)算，為其他集裝箱碼頭提供參考依據(jù)。

1 集裝箱碼頭大氣污染物構(gòu)成

在集裝箱碼頭裝卸生產(chǎn)活動(dòng)中，港口作業(yè)機(jī)械和運(yùn)輸車輛產(chǎn)生的廢氣及靠港船舶、駛?cè)敫蹆?nèi)的集疏運(yùn)車輛產(chǎn)生的廢氣都是港內(nèi)大氣污染物排放源。港口作業(yè)機(jī)械、運(yùn)輸車輛、船舶等產(chǎn)生的有害氣體包括氮氧化物（NOx）、硫氧化物（SOx）、一氧化碳（CO）、碳?xì)浠衔铮℉C）、可吸入顆粒物、細(xì)顆粒物等。

港口大氣污染物形成的酸雨對(duì)植物、海洋生物及農(nóng)作物會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的危害，其所產(chǎn)生的溫室氣體也會(huì)對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響；世界衛(wèi)生組織研究發(fā)現(xiàn)，在燃油燃燒產(chǎn)生的大氣污染物中，顆粒物、硫化物、氮化物都會(huì)對(duì)生物和人類的健康產(chǎn)生危害：大氣污染治理不容忽視。

2 集裝箱碼頭大氣污染物計(jì)算方法

針對(duì)集裝箱碼頭大氣污染物排放源，依據(jù)《港口工程大氣污染物排放清單編制技術(shù)指南第1部分：集裝箱碼頭》，僅對(duì)CO、HC、NOx、PM10、PM2.5、SO2等污染物排放量進(jìn)行計(jì)算。

2.1 港口作業(yè)機(jī)械大氣污染物排放量計(jì)算方法

集裝箱碼頭港口作業(yè)機(jī)械可分為電動(dòng)機(jī)械和燃油驅(qū)動(dòng)流動(dòng)作業(yè)機(jī)械，其中：電動(dòng)機(jī)械包括岸橋、軌道式龍門(mén)吊等，因其驅(qū)動(dòng)能源為電力，作業(yè)過(guò)程不會(huì)直接產(chǎn)生大氣污染物；燃油驅(qū)動(dòng)流動(dòng)作業(yè)機(jī)械大氣污染物排放量分別選取動(dòng)力法和物料平衡法進(jìn)行測(cè)算。

2.1.1 動(dòng)力法

動(dòng)力法是根據(jù)燃油、燃?xì)庾鳂I(yè)機(jī)械的額定功率和平均負(fù)荷率動(dòng)力等參數(shù)來(lái)計(jì)算大氣污染物排放量的。筆者采用動(dòng)力法對(duì)CO、HC、NOx、PM10、PM2.5等大氣污染物排放量進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算式為

E1，i＝ Q1 ？P？L1？D？Aj，k ？t1？0Ha6（1）

式中：? E1，i為作業(yè)機(jī)械第i種污染物的排放量，t；Q1為作業(yè)機(jī)械的保有量；P為作業(yè)機(jī)械額定功率，kW； L1為作業(yè)機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)平均負(fù)荷率，%；D為作業(yè)機(jī)械動(dòng)力法排放因子，g/（kW穐）；t1為作業(yè)機(jī)械的工作時(shí)間，h；T為排放控制技術(shù)修正因子（無(wú)量綱）；i為污染物種類；j1為作業(yè)機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)功率段，kW；k1為作業(yè)機(jī)械排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.2 大氣污染物SO2排放量計(jì)算

SO2排放量計(jì)算式為

E2＝2 ？Y1 ？C ？10Ha9（2）

式中： E2為SO2排放總量，t； Y1為作業(yè)機(jī)械燃料消耗量，kg； C為燃料硫含量，kg/t。

2.2 港內(nèi)運(yùn)輸車輛大氣污染物排放量計(jì)算方法

港內(nèi)運(yùn)輸車輛大氣污染物排放量的計(jì)算采用燃料消耗法。燃料消耗法是以燃油、燃?xì)庾鳂I(yè)機(jī)械的燃料種類、消耗量為計(jì)算參數(shù)的方法，具體計(jì)算式為

E3，i＝ Q2 ？Y2 ？%j？F？0Ha6（3）

式中： E3，i為港內(nèi)運(yùn)輸車輛第i種污染物排放量，t；Q2為水平運(yùn)輸車輛的保有量，輛；Y2為水平運(yùn)輸車輛燃料消耗量，kg；F為水平運(yùn)輸車輛燃料消耗法的排放因子，g/kg； %j 為燃料密度，kg/L；? j2為水平運(yùn)輸車輛或集疏運(yùn)車輛的燃料種類；k2為水平運(yùn)輸車輛或集疏運(yùn)車輛的排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 集疏運(yùn)車輛大氣污染物排放量計(jì)算方法

港口集疏運(yùn)車輛主要為集疏港的集裝箱卡車，基于行駛里程法對(duì)CO、HC、NOx、PM10、PM2.5進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算式為

E4，i＝ Q3 ？M ？S ？0Ha6（4）

式中： E4，i為集疏運(yùn)卡車第i種污染物排放量，t； Q3為進(jìn)入港界范圍內(nèi)的集疏運(yùn)卡車數(shù)量，輛； M為入港界范圍內(nèi)集疏運(yùn)卡車行駛里程法排放因子，g/km； S為集疏運(yùn)卡車在港口內(nèi)行駛里程，km。

2.4 靠港船舶大氣污染物排放量計(jì)算方法

靠港船舶大氣污染物排放量是根據(jù)靠港船舶靠泊艘次采用動(dòng)力法進(jìn)行計(jì)算的，其計(jì)算式為

E5＝ R ？L2？A？t2 ？T ？0Ha6（5）

式中：E5為船舶輔機(jī)的大氣污染物排放量，t； R為船舶輔機(jī)額定功率，kW；L2為船舶輔機(jī)平均負(fù)荷率，%； A為船舶輔機(jī)大氣污染物排放因子，g/（kW穐）； t2為船舶輔機(jī)工作時(shí)間，h； j3為船舶燃料種類。

2.5 生產(chǎn)輔助設(shè)施大氣污染物排放量計(jì)算方法

港口生活輔助設(shè)施主要包括清掃車、灑水車等，其動(dòng)力系統(tǒng)是燃油運(yùn)力系統(tǒng)，其大氣污染物排放量計(jì)算方法參照港內(nèi)運(yùn)輸車輛大氣污染物排放量的測(cè)算方法。

3 實(shí)例分析

3.1 青島前灣聯(lián)合集裝箱碼頭概況

青島前灣聯(lián)合集裝箱碼頭有限責(zé)任公司主要從事與集裝箱裝卸等相關(guān)的物流業(yè)務(wù)，擁有9個(gè)深水集裝箱船專用泊位，可以接卸2萬(wàn)TEU以上的集裝箱船，配備34臺(tái)超巴拿馬型集裝箱岸橋、85臺(tái)雙通道電動(dòng)軌道吊、5臺(tái)集裝箱正面起重機(jī)、11輛空箱叉車及與吞吐能力配套的LNG拖車，已開(kāi)通63條航線，對(duì)接68條鐵路運(yùn)輸線路。2020年，該公司獲得“全國(guó)四星級(jí)綠色港口”的榮譽(yù)稱號(hào)，取得環(huán)境管理體系、能源管理體系雙認(rèn)證。

3.2 大氣污染物排放清單分析

排放清單測(cè)算時(shí)間范圍是2020年全年，空間范圍為青島前灣聯(lián)合集裝箱碼頭。圍繞青島前灣聯(lián)合集裝箱碼頭各大氣污染物排放源，分別對(duì)各類污染物排放量進(jìn)行估算。需要說(shuō)明的是，港內(nèi)運(yùn)輸車輛及集疏運(yùn)卡車SO2的排放量與燃油含硫量有關(guān)，碼頭98%的港內(nèi)運(yùn)輸車輛和約5%的集疏運(yùn)車輛采用的是LNG燃料，其含硫量極低，計(jì)算時(shí)忽略不計(jì)；在船舶大氣污染物排放量的測(cè)算中，僅對(duì)部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行分析。2020年青島前灣聯(lián)合集裝箱碼頭大氣污染物排放清單見(jiàn)表1。

將碼頭作業(yè)機(jī)械和水平運(yùn)輸車輛按照機(jī)械和車輛種類進(jìn)一步劃分后，各類機(jī)械、車輛、船舶的大氣污染物排放量見(jiàn)圖1和表2。

由表1、表2和圖1可知：靠港船舶大氣污染物排放量合計(jì) t，占碼頭各項(xiàng)污染源大氣污染物排放總量的97%；其次是水平運(yùn)輸車輛，其大氣污染物排放量合計(jì)303.844 t，占碼頭各項(xiàng)污染源大氣污染物排放總量的2.26%。

綜合2020年青島前灣聯(lián)合集裝箱碼頭各項(xiàng)污染源產(chǎn)生的大氣污染物情況分析，SO2的排放量為 t，NOx的排放量為10 160.672 t，CO的排放量為938.248 t， HC的排放量為325.847 t，PM10的排放量為235.880 t，PM2.5的排放量為213.763 t?？梢?jiàn)，港區(qū)各項(xiàng)污染源產(chǎn)生的大氣污染物排放量從大到小依次為NOx＞SO2＞CO＞HC＞PM10＞PM2.5，具體占比情況見(jiàn)圖2。

4 集裝箱碼頭大氣污染防治建議

4.1 積極推進(jìn)靠港船舶使用岸電

加快推進(jìn)船舶岸電設(shè)施建設(shè)，并嚴(yán)格落實(shí)新建、改建、擴(kuò)建碼頭同步建設(shè)岸電設(shè)施的要求，持續(xù)完善港口岸電設(shè)施建設(shè)，實(shí)現(xiàn)船舶、港口岸電設(shè)施能力同步提升；積極配合落實(shí)具備受電設(shè)施的船舶?？烤哂邪峨娫O(shè)施的碼頭超過(guò)3 h應(yīng)當(dāng)使用岸電的規(guī)定，合理安排調(diào)度，保證具有受電設(shè)施的船舶?？吭诰哂懈劭诎峨娫O(shè)施的泊位，持續(xù)提升船舶岸電使用率。

4.2 推進(jìn)港口作業(yè)機(jī)械和運(yùn)輸車輛電氣化

加快完成新能源集卡應(yīng)用，新購(gòu)集卡采用電動(dòng)等新能源設(shè)備，并完成老舊集卡淘汰更新，提高新能源集卡使用率；開(kāi)展電動(dòng)空箱堆高機(jī)、電動(dòng)正面吊試點(diǎn)應(yīng)用，并適時(shí)推廣；持續(xù)關(guān)注氫燃料電池、氫能儲(chǔ)能等技術(shù)發(fā)展，適時(shí)開(kāi)展港口機(jī)械應(yīng)用氫能驅(qū)動(dòng)；探尋先進(jìn)的合作模式推進(jìn)集疏運(yùn)車輛應(yīng)用電動(dòng)設(shè)備，積極與外租車輛公司進(jìn)行溝通，通過(guò)制定優(yōu)惠舉措鼓勵(lì)外租作業(yè)機(jī)械采用電動(dòng)車輛。

4.3 建立能耗和環(huán)境智慧管控系統(tǒng)

建立以信息化、可視化為平臺(tái)的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)微站、燃油在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，合理進(jìn)行港區(qū)布點(diǎn)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)于大氣污染區(qū)域化精準(zhǔn)研判，對(duì)大氣污染較嚴(yán)重的區(qū)域采取相應(yīng)的環(huán)保措施；轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)人工操作方式，建設(shè)能耗、環(huán)保智慧管控系統(tǒng)，對(duì)港口用能進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)和智能分析，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。

4.4 構(gòu)建大氣污染源排放清單編制機(jī)制與體系

建立完整的港口年度大氣污染源排放清單編制計(jì)劃，編制以港區(qū)為劃分單元，涵蓋港口全污染物、多時(shí)空分布的大氣污染源排放清單，精準(zhǔn)識(shí)別大氣污染源防治工作重點(diǎn)，提高港口大氣污染防治科學(xué)決策水平，實(shí)現(xiàn)減污降碳協(xié)同效應(yīng)。

4.5 積極參與創(chuàng)新交流活動(dòng)

積極參與國(guó)內(nèi)外綠色港口交流活動(dòng)；建立用于環(huán)保預(yù)算的專項(xiàng)資金，做到?？顚Ｓ?；加大對(duì)環(huán)保領(lǐng)域創(chuàng)新項(xiàng)目的政策激勵(lì)，鼓勵(lì)全員創(chuàng)新；主動(dòng)對(duì)外公布港口環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)結(jié)果，通過(guò)公共平臺(tái)與社會(huì)公眾就港口環(huán)境的熱點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題積極開(kāi)展交流和對(duì)話，樹(shù)立中國(guó)港口行業(yè)典范。