为贯彻落实交通强国建设战略部署,推动内河航运高质量发展,服务国家战略实施,助力中国特色社会主义现代化强国建设,交通运输部于近日印发并公布了《内河航运发展纲要》(以下简称《纲要》)。《纲要》的发布为内河航运发展指明了方向,定下了主基调。

奠定绿色发展主基调

《纲要》指出,我国内河航运发展源远流长,历史上为维护政权稳定、促进经济发展、增进文化交流和推动社会进步发挥了十分重要的作用。改革开放以来,伴随着经济社会的快速发展,以长江、珠江、淮河等水系为主体,发挥内河航运运能大、占地少、能耗低、污染小的优势,我国内河航运建设与发展取得了显著成效,特别是2011年国务院出台《关于长江等内河水运发展的意见》以来,内河航运在助推国家战略实施和综合交通运输体系建设中的地位与作用更加突出。但与建成“人民满意、保障有力、世界前列”的交通强国以及构建“安全、便捷、高效、绿色、经济”的现代化综合交通体系目标要求相比,内河航运的比较优势和在综合交通运输体系中的作用尚未充分发挥,离经济社会发展要求还存在一定差距。

据中国船级社武汉规范所工业技术部(研发部)副主任吴顺平介绍:“数据显示,现有船舶约12.4万艘,总吨1.35亿吨,平均吨位996吨。尽管我国内河拥有如此数量规模巨大的船队,但其中大部分船舶能耗高、技术落后,成为制约内河绿色发展的主要障碍。”

针对我国内河实际情况及发展痛点,《纲要》明确要求贯彻落实新发展理念,以交通强国建设为统领,以高质量发展为导向,坚持生态优先、绿色发展,坚持衔接协调、融合发展,坚持整体推进、协同发展,坚持创新驱动、科学发展,科学开发和保护内河航运资源,着力补齐发展短板,加强与其他运输方式衔接,加快提升效率效益,充分发挥比较优势,有力促进运输结构优化,实现内河航运现代化,更好服务交通强国建设和国家重大战略实施。并提出了2035年、2050年建设现代化内河航运体系的相关发展目标。同时,《纲要》还给出了践行资源节约环境友好的绿色发展方式、强化创新引领技术先进的航运科技保障、构建多方共建共治共享的现代行业治理体系等八项具体发展任务,为我国内河发展指明了前进方向的同时,也定下了“绿色”主基调。

近年来,交通运输部一直大力推进绿色清洁能源和绿色技术在内河航运的应用,有效促进了长江等内河航运高质量发展。6月12日,由CCS全程给予技术指导、中国长江航运集团旗下的国内首艘“油气电”混合动力内河船舶“新长江26007”轮清洁能源改造首航仪式在重庆轮船有限公司东风船厂举行。6月19日,该船与“港盛1005”轮(使用LNG/柴油双燃料动力)一同下行安全平稳驶出三峡南线船闸闸室,标志着LNG动力船舶通过三峡船闸实现零突破。该船的成功交付不仅与《纲要》形成了呼应,更是翻开了我国内河航运绿色环保的新篇章。据介绍,“新长江26007”轮以LNG为主燃料,采用直流组网及推进电机驱动的双动力,是国内第一艘“油气电”混合动力内河船舶。这一技术创新将为长江干线船舶适应特殊航行条件,并同时满足安全经济性要求起到示范引领作用。同时,该轮也是第一艘使用直流组网技术的电力推进散货船,开创了直流电推技术在长江大型散货船应用的先河,为后续锂电池、氢燃料电池等清洁能源在船舶上的应用提供了参考和借鉴。

在行业人士看来,《纲要》的出台将对我国内河发展起到极大促进作用,同时还将带动相关产业的协同发展。吴顺平表示:“《纲要》的发布,将有效引导并加快老旧船舶逐步退出航运市场,提升新技术环保船舶的比例。其次,将推动低碳和零碳燃料的应用与推广,例如LNG、甲醇燃料、氢燃料等,进而推动船舶行业的减排进程,最终朝着零碳和可再生能源目标进发。第三,LNG、锂电池、氢燃料等新能源的推广与应用定会促进相关新型动力装备的发展,进而推动船舶新技术的应用。第四,将加速清洁能源在水运行业应用相关配套基础设施的建设和完善。第五,将带动绿色相关产业的发展,例如船用绿色技术研发中心、水上绿色综合服务示范区等。第六,从成本、能效、环保等角度来看,推进内河水运绿色高效发展将有助于助力江海联运和多式联运的发展。”

新理念赋能内河发展

内河航运是综合运输体系和水资源综合利用的重要组成部分,在促进流域经济发展、优化产业布局、服务对外开放等方面发挥了重要作用。船舶是水运的重要载体,亦是水运污染的重要来源之一。

《内河绿色船舶规范》(2020)编写组成员,CCS武汉规范研究所高级工程师王志芳表示:“《纲要》对清洁能源应用、排放控制、绿色综合服务区、洗舱站建设及使用等方面提出了明确的发展要求,再次确定绿色发展将是内河船舶未来发展的主基调。”

CCS基于内河航运绿色生态发展新理念,综合考虑我国长江、珠江等不同水系航道、基础设施、技术发展等特点,引导业界积极使用新的绿色生态技术助力航运可持续发展,于去年年底发布了《内河绿色船舶规范》(以下简称《规范》) 2020版。该版《规范》是对《内河绿色船舶规范》2018版的细化和升级,旨在从根源上解决船舶污染问题。

王志芳介绍说:“《规范》2020版的最大特点在于理念创新。CCS转变观念,从长江等内河航运本体出发,多视角、多方位,全新理解绿色生态,探索一条生态优先、绿色发展之路,促进内河航运绿色生态的可持续、高质量发展。”

由传统经济向生态经济转变。循环经济与可持续发展一脉相承,以生态为本质、人为本、资源的高效利用和循环利用为核心,以“减量化、再利用、再循环”为原则,以低消耗、低排放、高效率为基本特征,强调社会经济系统与自然生态系统和谐共生,使社会生产从数量型的物质增长转变为质量型的服务增长,推进整个社会走上生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路。包括促进资源循环可持续发展,重视水生生物及特殊水体的保护,加强船上人员健康保护等。

由原来的终端污染防治向整个生命周期全过程的系统防控转变。从船舶生命周期全过程对污染进行控制,在标准制定阶段充分考虑水体保护需求;在设计、建造阶段加大绿色技术的应用,提高能源利用率、减少污染排放;在营运阶段大力推进能效管理措施的应用,节能减排;在船舶拆解阶段,考虑到材料的回收再利用,提高材料利用率。包括强化污染源头的控制和管理,加强营运过程终端污染排放的约束与监控,提升污染事故防范及应急处置能力等。

由被动反应向主动前瞻转变。从被动接受达标排放到主动开展新材料、新设备、新能源等的储备研究,为主动减少污染做贡献。包括提高清洁能源替代率,促进绿色技术研发及成果转化等。

相较于《规范》2018版,2020版《规范》增加了清洁能源应用、混合动力船舶EEDI计算方法等,使得《规范》涵盖内容更丰富、更详实。同时,首次采用综合评分制衡量绿色生态船舶等级,改变了以往船舶需满足各等级的所有确定性标准才可取得绿色船舶附加标志的局限性,使得绿色船舶规范标准更科学、更合理、更适用,提升船东积极性。

王志芳表示:“随着未来船舶绿色水平的不断提升,对船舶绿色技术的发展提出了更高和更多的需求,《纲要》的发布将加速可提升船舶能效水平、减少污染排放的船舶绿色技术在内河船舶上的应用发展。未来,CCS将继续加大内河绿色船舶技术应用等专题研究,并将根据《纲要》相关要求对《规范》进行进一步调整与升级,做到与国家重大战略以及重点发展方向密切结合,保持一致,共同促进内河绿色船舶的高质量可持续发展。”

“清洁能源+”为内河添“绿”

近年来,国际社会密集出台了一系列针对船舶排放的政策、法规及标准,除了对硫氧化物、氮氧化物等大气污染物的排放要求逐步严苛,还对温室气体提出了宏伟的远期减排目标,使得船舶所面临的环保和减排压力逐步升级。显然,船舶动力技术创新将成为引领航运业绿色低碳发展的重要驱动力。

本次发布的《纲要》也专门提出了“加大新能源清洁能源推广应用力度。推广LNG节能环保船舶,探索发展纯电力、燃料电池等动力船舶,研究推进太阳能、风能、氢能等在行业的应用。推进船舶靠港使用岸电。完善水上绿色综合服务区、液化天然气加注码头等绿色服务体系建设。加强港口节能减排技术应用。”的发展任务要求。王志芳表示:“随着LNG加注站、锂电池充电设施、港口对污染物接收设施等的建设和完善,为内河绿色船舶的发展提供了基础保障,为未来绿色船舶的大力发展打下了坚实的基础。”

各种清洁能源将逐步在船舶动力系统中得到应用。为此,CCS针对LNG、甲醇/乙醇、氢能、生物柴油、电能、太阳能等清洁能源,积极开展船舶应用清洁能源技术标准研发,以及产品检验和船舶入级服务能力建设,陆续发布了《天然气燃料动力船舶规范》《船舶应用替代燃料指南》《纯电池动力船舶检验指南》《混合动力船舶检验指南》等清洁能源应用相关规范指南,为天然气发动机、氢燃料电池、锂电池等动力装置和系统在船上的应用提供技术标准,并以此为基础为行业提供产品检验、设计认可、船舶入级等技术服务。此外,对于氨燃料动力、直流组网电力推进等前沿技术的发展需求,CCS已启动了预研,以进一步拓展船用清洁能源动力技术的研究范围。同时,CCS计划联合业界开展技术研发及验证,为船舶动力技术的创新发展和安全发展提供技术支持与服务。值得注意的是,为鼓励清洁能源在内河船舶的应用,《规范》2020版特别新增了“清洁能源应用”章节。同时,CCS还与行业企业以及相关政府部门建立了长期合作机制,旨在更好鼓励和推动清洁能源的推广与应用,共同推动内河的绿色发展,“新长江26007”轮的交付与顺利通过三峡船闸就是最好证明。

显然,清洁燃料将成为现阶段推动内河航运绿色化发展的重要手段。但是,想要达到全生命周期零排放的终极目标,仅仅依靠清洁燃料显然还不足够。因此,除了从清洁能源层面探索绿色低碳的发展路径外,还需同步启动其他脱碳技术路径和解决方案的研究与探索。

“国际海事组织(IMO)于2018年达成的温室气体初步减排战略向世界传达出一个强有力的信号——航运业已步入脱碳转型的发展进程。为助力航运业最终实现零碳目标,CCS积极探索航运业脱碳的技术路径和解决方案。经过研究讨论,将总体思路确定为探索以清洁能源为核心,以新型动力技术、能效技术、数字智能技术为辅助措施的综合性减排路径,我们将之称为‘清洁能源+’方案。”吴顺平表示。

新燃料方面,对以天然气、甲醇、生物柴油、氢、氨等为代表的低碳和零碳燃料已经开展了广泛的船用研究和实践,从燃料层面为航运减碳提供了多种可能的方向。由于各种新燃料的理化性质与燃油存在显著差异,在船上的加注、储存、供应、利用等环节需要采用新材料、新技术、新设备等,对船舶的设计、建造及营运都可能产生重大影响,因此新燃料在航运业逐步实现规模化应用是一项复杂的系统性工程。基于此,对不同新燃料应用前景的研判,需要从技术安全性、技术配套完整性、排放法规符合性、能源产业链支撑性等多方面进行综合考虑。

在电池和混合动力系统方面,现阶段受电池容量和成本的限制,纯电动和混合动力技术在主要应用于渡轮、中小型游船、工作船等船型,因为这些船型具有航线固定、航程短、工况变化频繁等特点。对于纯电池动力,电池完全通过岸基充电,因此可以实现船舶自身的零排放,但要实现全生命周期的真正零排放,必须要求上游发电采用零排放技术,例如可再生能源发电、核电,或者在化石燃料发电中使用碳捕捉与封存技术。对于混合动力,由于结合了两种或以上能源或者动力装置的优势,可以根据推进功率需求灵活地选择运行模式,从而有效降低能耗和排放。我认为,随着减排要求的不断提高,混合动力系统将从柴-电逐步朝着气-电、电-电(燃料电池-锂电池)的方向发展。

在改进设计方面,在能效设计指数(EEDI)要求不断严格的背景下,包括船体设计优化、动力系统效率提升等在内的各种技术性能效措施在新造船上已经有不同程度的应用。这类技术性措施是通过提高能源利用效率的方式间接地实现碳减排,并不能从源头上直接解决减碳的问题,并且实际减排效果受到应用船型、船舶尺度、营运工况等多方面因素的影响,因此减排潜力相对有限。但对于短期减碳目标而言,采用改进设计等技术性能效措施仍然是一种有效的手段。