海淘并发高污染？船舶尾气遥测，打赢蓝天保卫战！

海淘并发高污染？船舶尾气遥测，打赢蓝天保卫战！

      随着经济的发展与生活的改善，海淘已成为中国消费者的一大选择。大浪淘沙买全球，枕着泰国的枕头，用着意大利的牙膏，擦着日本的神仙水，穿着加拿大的鹅……预期2018年，中国的海淘族规模将超过3500万人，年消费额有望达到1万亿元人民币！
而随着海淘等全球贸易的增长，运量大、成本低的船舶更受青睐，船舶货运量不断增加。2017年末全国港口完成货物吞吐量140.07亿吨，旅客吞吐量1.85亿人，拥有水上运输船舶14.49万艘，万吨级及以上泊位2366个。
      如此大量的船舶货运却导致了并发症——船舶尾气等污染的增加！
据报道，长三角、珠三角、环渤海和长江等沿海沿江地区，船舶港口排放已成为大气污染的重要来源之一，受到社会的广泛关注。中国近周边海域范围内由于船舶活动一年产生的硫氧化物、氮氧化物、PM10分别约为87.98万吨、137.84万吨、11.73万吨。90%的船舶排放发生在距离陆地200公里的海域内。
其中，作为硫氧化物的主要成员，二氧化硫对人体健康、动植物、纺织品、建筑材料与历史古迹等都具有极其严重的危害性。历史上诸多恶名远播的环境事件如伦敦烟雾事件、马斯河谷事件和多诺拉等烟雾事件中都有二氧化硫的身影。
      船舶尾气污染问题已得到党和国家的高度关注！

1、2013年9月，国务院发布的《大气污染防治行动计划》提出，开展工程机械等非道路移动机械和船舶的污染控制。
2、2015年4月，中共中央、国务院发布《关于加快推进生态文明建设的意见》提出，加强船舶港口污染控制，积极治理船舶污染，增强港口码头污染防治能力。
3、2015年12月，交通运输部发布《珠三角、长三角、环渤海（京津冀）水域船舶排放控制区实施方案》及各控制区排放通告，设置排放控制区，预期分阶段减少二氧化硫排放。
4、2018年11月，交通运输部发布《交通运输部关于印发船舶大气污染物排放控制区实施方案的通知》。
从控制区要求看，2019年1月1日起，船舶在沿海控制区内航行及靠岸停泊，均应使用硫含量不大于0.5%m/m的船用燃油；2020年1月1日起，船舶在沿海控制区内航行应使用硫含量不大于0.5%m/m的船用燃油，靠岸停泊应使用硫含量不大于0.1%m/m的船用燃油。  
也就是说，以后在控制区内，船舶使用硫含量超标的高硫油就违、规、了！

       然而，使用硫含量较低的低硫油，船东在燃油上花费的成本要远远高于违规使用高硫油。
      据预测，合规低硫油与高硫油的价格差大概为200-250美元左右，且低硫油的价格很可能随着船舶控制区管控区域严格而升高。
      可想而知，没有严格的监管，船东主动使用低硫油的积极性……一定不怎么高……

        更纠结的是，传统的监管方法为——上、船、抽、查！也就是随机选择船舶并在其靠港期间登船检查。
这种方法成本高、效率低、耗时长，容易让执法人员分身乏术，更容易产生漏网之鱼！


       面对船东违规的利益诱惑和现有监管手段的不足，可以不登船遥测船舶尾气的黑科技们应运而生！
      嗅探法Sniffing method、差分吸收光谱法DOAS、差分激光雷达法LIDAR、紫外相机法UV Camera……
      但这么多种方法里，究竟哪种方法最好，最适合中国的排放控制区呢？
      事实上，西方发达国家的国际船舶排放控制区成立比我国早十年，积累了不少相关技术的研究成果。

       2005年国际海事组织IMO制定国际防污公约MARPOL73/78附则VI-“防止船舶大气污染规则”正式生效之际，瑞典Chalmers大学率先开展了Identification of Gross Polluting Ships (IGPS)项目，研究遥测技术识别在鹿特丹港区违法使用重硫油的船只。
      2009年9月，欧盟联合研究中心JRC在鹿特丹启动了SIRENAS-R项目（船舶尾气NOX和SO2远程监测研究），比较了多种现有船用油硫份含量的遥测方法，证明了嗅探法的优势。
2014-2016年间，欧盟成员国芬兰、瑞典、比利时、荷兰、丹麦和德国成立了Compliance Monitoring for Marpol Annex VI (CompMon)联盟，在船舶密集的区域共建立了11个固定监测点位，配备了3架监测飞机，确立了嗅探法的主流技术地位。
也就是说，嗅探法，最好！

      嗅探法的原理很简单：
      燃油中的C含量稳定在85～87%左右，燃油中的C元素和S元素经过燃烧氧化后生成了尾气中的CO2和SO2，通过监测尾气中SO2和CO2的比例反推燃油中的硫含量。

      嗅探法最好的原因：
      只有嗅探法是直接出结果，其它方法都只是监测SO2浓度，还需要风速、船舶功率、航速等数据支持下才能计算出尾气排放源强，继而推算出燃油硫含量。复杂的过程增加了误差。


       在选定嗅探法后，由方法到仪器，还有很多困难要克服。国外基于嗅探法研制的遥测仪，基本都为研究中心和高校自行研发的仪器，未投入市场。
为满足国内船舶尾气监管要求，交通运输部天津水运工程科学研究院（天科院）迅速组建船舶尾气科研团队并自筹经费立项开展监管技术与装备研发，在研究过程中得到江苏、天津等海事局与多个省部级项目支持，已申请发明专利3项、实用新型专利1项、软件著作权1项。

项目组开展了大量现场实验：
天津新港船厂的18万吨新建大型散货船，出海试航期间跟船，证明嗅探法估算燃油硫含量的有效性，大幅降低了硫含量误差；天津港实验煤码头装卸机实验，证明在岸上监管高硫油船舶的可行性，获取了有效距离与最佳风速；与江苏海事局联合开展苏通大桥实验，证明在桥上监管高硫油船舶的可行性，明确了适宜条件。
而基于以上实验，自主研发出性能稳定、可靠的船舶尾气遥测仪样机，在苏通大桥建立全国首个试点，2018年1月运行至今，成功抓出300余艘次的违规船舶！

船舶尾气遥测仪TK-II

苏通大桥

      与此同时，配套开发了船舶尾气遥测大数据分析平台，实现服务器端建站管理、数据管理、数据处理和结果分发等功能，为海事局提供识别嫌疑船舶清单的服务和嫌疑船舶跟踪到港提示的服务，能确保提前锁定目标，节约了对合规船舶的不必要检查，为船舶排放控制区海事执法提供了一种高效率和高效力的手段。


       据调研所得，检查一艘船需要大约2小时，油样送检成本300～500元。根据欧美经验，船舶违规率在5%以下。因此船舶尾气遥测仪的应用，有助于精准锁定嫌疑船舶，可有效解决执法成本约95%以上。
      经济效益十分显著~~

      但……
      面对着我国大气污染防治的严峻形势，感受着加强我国船舶港口污染防治、改善区域大气环境质量的迫切……

      船舶尾气控制，无论国外还是国内依旧任重道远。
      监管困难，缺乏区域联防联控
      大量监测结果表明，国外控制区内合规率约95%左右，但是约13%的船舶在离开SECA的时候（英吉利海峡）就过早的切换使用高硫油。因此船舶尾气监测必须要将技术与管理结合，合理布局，同时加强区域联防联控，全面控制移动污染源。
国内船舶排放控制区离国际水平仍有差距
国际排放控制区自2015年开始燃油硫含量水平已达0.1%，我国排放控制区燃油硫含量水平为0.5%，且到2019年才全面实施。国际排放控制区一般为海基线外200海里的封闭区域，而我国的排放控制区相对较小。国家和地方层面的船舶港口排放清单还需完善，国家与地方层面的船舶保有量及活动水平统计数据还不够系统、全面，存在数据缺失等因素导致的不确定性。
      明确的排放清单、先进的技术支撑、好用高效的仪器、切实的成果落地、完善的管理体系……
      以上既需要不断努力的方向，更是让港口共享蓝天白云的必备前提！
（正文完）