彭传圣：靠港集装箱船岸电技术的应用

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1、靠港集装箱船岸电技术的应用彭传圣（交通运输部水运科学研究院，北京100088）靠港船舶通常利用辅机发电，满足船上冷藏、空调、加热、通讯、照明、应急和其它设备的电力需求。船舶辅机为燃油发电机，在消耗燃油的过程中，排放出CO2和包括氮氧化物、硫氧化物、碳氢化合物、一氧化碳、挥发性有机化合物VOC、可入肺颗粒物PM2.5和可吸入颗粒物PM10等在内的污染物，破坏港区及港区周边的环境和生态。靠港船舶利用岸上市政电网供应的电力取代辅机发电，将减少船舶靠港期间在港区的CO2和污染物排放。在我国推广靠港船舶使用岸电技术，既有利于保护港区及其周边的环境和生态，也有利于降低我国水运排放强度，缓解我国对进口石油

2、的依赖状况。本文介绍靠港船舶使用岸电技术的开发应用背景以及集装箱码头应用该项技术的现状，分析存在的问题。1靠港船舶使用岸电技术开发与应用背景港口CO2排放主要来源于船舶在港区内航行、靠离泊位操作、靠港辅机发电；码头燃油装卸设备操作和水平运输车辆的运行；集疏运车辆运行。我国港口目前缺少详细的相关分析数据，美国西雅图港公布的2005年CO2排放来源分析结果表明，靠港船舶辅机发电、港内运行以及港作船运作排放的CO2分别占全港CO2排放的35%、4%和5%，同期港口装卸设备排放的CO2仅占全港CO2排放的33%。燃油设备运行消耗燃油、排放CO2的同时伴随着污染物的排放。燃油设备和燃油品质的差异使得污

3、染物的排放因子有所差异，我国目前没有权威性和代表性的船舶辅机排放因子测量结果（《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法》GB20891-2007仅仅提供了限值，并不是实际船舶辅机的排放测量结果），《2010[1]年英国船舶排放清单》提供的数据显示：2007年在英国靠港船舶辅机发电每消耗1t燃料油排放氮氧化物59.2kg、硫氧化物20.3kg、CO23178.8kg、挥发性有机化合物（VOC）3.0kg、可入肺颗粒物（PM2.5）2.4kg和可吸入颗粒物（PM10）2.5kg；鹿特丹港在分析靠港船舶辅机发电的排放时，每消耗1t燃料油排放污染物重量取值如表1所示。港口污染物来源与港口

4、范围内的燃油消耗密切相关，靠港船舶辅机发电是港口污染物的主要来源之一。表1鹿特丹港靠港船舶辅机发电消耗1t燃料油产生的各种排放物重量排放物重量(kg)油品氮氧化物SO2CO2COVOCPM10含硫0.1%柴油68.115313012.152.612.11含硫0.2%柴油68.1110314012.152.612.1含硫2.7%重油68.1154317012.152.613.14研究表明，在欧盟范围内，由于大量利用清洁能源和非化石能源发电（2007年欧盟27[2]国，核、水力和天然气发电份额分别达到30%、10%和20%，风力和其它可再生能源达到5%），发电厂发电的CO2排放为330g/kWh

5、，而靠港船舶辅机发电的CO2排放达到690-720g/kWh，因此，即使计算间接排放，靠港船舶使用岸电也有利于减少CO2排放。由于目前我国主要利用燃煤发电，发电厂发电CO2排放较欧盟大，尽管我国船舶辅机燃料消耗率较欧盟稍高，但是如果考虑间接排放，靠港船舶使用岸电减少CO2排放的效果远没有欧盟显著，随着我国非化石能源发电份额的增加，情况会有所改善。在港口减少燃料油的使用，能够有效减少污染物的排放，由于我国港区使用燃油的质量要求没有欧盟高，减少污染物排放的效果较欧盟更加显著。上述情况表明，应用靠港船舶使用岸电技术，减少港区污染物的排放，会有效地改善港区环境质量，协调港口和城市的发展。为此，早在2

6、000年瑞典哥德堡港就在全球首先开发靠港船舶使用岸电技术并应用在其渡船码头上，使得靠港船舶排放减少了94-97%。我国港[3-4]口2010年开始将靠港船舶使用岸电技术应用在集装箱码头和滚装船码头上，实践证明效果显著。2靠港集装箱船使用岸电技术的应用2.1技术应用现状日本横滨港和清水港集装箱码头堆场作业采3用常规轮胎式集装箱门式起重机，与我国集装箱码-1横滨港集装箱码头头工艺类似，这2个码头2002年的CO2排放来源清水港集装箱码头2[5]如图1所示，结果表明码头区CO2排放大部分来排放/10kgTEU2源于船舶操作和靠港辅机发电，集装箱码头本身的1装卸和水平运输作业排放的CO2仅相当于的船

7、舶操作和靠港辅机发电CO2排放的1/4。我国大部分集单位吞吐量CO装箱码头已经将轮胎式集装箱门式起重机进行了0船舶操作及码头装卸及陆路集疏运“油改电”，有些码头还在进行港内水平运输车辆靠港发电水平运输的“油改电”或“油改气”的探索，使得靠港船舶集装箱码头区产生CO2排放的操作图1集装箱码头CO2排放来源辅机发电排放占码头区排放的份额更加突出。2鉴于美国加州环保要求高，考虑到集装箱船靠港时间相对较长、靠港期间耗