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致谢
首先，特别感谢洛克菲罗兄弟基金会对本项目的资助及支持。《白皮书》的编制得到了国内相关政府部门，环境保护部机动车排污监控中心和交通运输部水运科学研究院等研究机构，以及能源基金会中国的支持和协助，在此一并表示感谢。我们还要感谢对《白皮书》进行同行评议的内部专家：自然资源保护协会（NRDC）的 Diane Bailey 和施某某；以及外部专家：环境保护部机动车排污监控中心的丁焰副主任和 Gladstein, Neandross & Associates（GNA）的 Rich Kassel；以及对编写“岸电”章节提供资料和修改建议的 GNA 的 Patrick Couch 和 Rich Kassel。最后我们要感谢 NRDC 的 David Pettit、方某某、Sean Song 等同事协助我们完成该《白皮书》；尤其感谢陈颢刚和 Christine Xu 在编制过程中提供的大力帮助。
关于 NRDC
自然资源保护协会（NRDC）是一家国际非营利环保机构，拥有逾 140 万会员及支持者。自 1970 年成立以来，NRDC 的环境律师、科学家及环保专家们一直在为保护自然资源、公众健康及环境而进行不懈努力。NRDC 在美国、中国、印度、加拿大、墨西哥、智利、哥斯达黎加、欧盟等国家及地区开展工作。请登录网站了解更多详情 doc.001pp.com。
目录
图表目录 I
缩略语列表 II
名词解释一览表 III
摘要 1
前言 3
我国的XX与航运 3
内容概述 4
船舶及XX废气排放及其影响 5
船舶和XX废气排放 5
船舶废气排放的主要影响 12
法规框架 15
国际公约 15
我国的法规政.和策 16
备选政策及措施 24
转用低硫油 26
岸电/冷熨烫 27
液化天然气 30
废气洗涤器 32
其他废气治理技术 33
降低船舶航速 33
扩展《乘风约章》 35
补贴与折扣 35
排放控制区 35
备选方案对我国大气污染物排放的影响 37
5 结论 38
附录. 岸电分析方法概述 40
尾注 43
图表目录
表 1： 2013 年全球 20 大集装箱码头及其吞吐量表 2： 船舶废气排放控制的主要政策和措施
表 3： 不同船舶减速情况下污染物排放量（单位：吨/年；2008 年数据） 表 4： 香港和珠三角地区四种船舶废气排放控制情景下的污染物减排潜力
图 1： 中国车用柴油、非道路机械用柴油及国际海事组织关于远洋船的燃油含硫量标准对比图 2： 中国道路和非道路柴油机 NOx 排放标准与 IMO 船用发动机排放标准对比
图 3： 船舶废气排放量占香港废气排放总量的比例，2012 年数据图 4： 香港船舶废气排放量，2007 年数据
图 5： 香港水域远洋船二氧化硫排放分布（单位：吨/年），2007 年数据图 6： 2009 年香港集装箱港附近的葵涌区的二氧化硫排放的空间分布
图 7： 2007 年珠三角地区远洋船二氧化硫排放的空间分布（单位：吨/年） 图 8： 2020 年美国不实施排放控制区情景下船舶对 PM2.5 年均浓度的贡献值图 9： 全球船舶 PM2.5 排放引发的心肺疾病过早死亡病例分布
图 10：2008 年至 2025 年，IMO 船用燃料油含硫量标准及欧盟和美国加州海域燃油含硫量限值图 11：全球四个排放控制区覆盖范围：波罗的海、XX、北美洲和美国加勒比海排放控制区 图 12：泊岸船舶使用燃料油、柴油和岸电情景下生命周期内大气污染物排放量对比
缩略语列表
AQG 空气质量指南
AQI 环境空气质量指数
AQO 香港空气质素指标
CARB 美国加州空气资源委员会
CO 一氧化碳
CO2 二氧化碳
ECA 排放控制区
EGR 废气再循环
HAM 湿空气动力系统
HC 碳氢化合物
HFO 燃料油
IMO 国际海事组织
LNG 液化天然气
MARPOL 防治船舶污染国际公约
MDO 船用柴油
nm 海里
NO2 二氧化氮
NOx 氮氧化物
O3 臭氧
PAH 多环芳径
pH 酸度
POLA 洛杉矶港
POLB 长滩港
POSD 圣地亚哥港
PM 颗粒物
ppm 百万某某
RSP 可吸入颗粒物
RTG 轮胎式集装箱门式起重机
SCR 选择性催化还原
SO2 二氧化硫
SO3 三氧化硫
SOx 硫氧化物
TEU 标准集装箱
WHO 世界卫生组织
VOC 挥发性有机化合物
名词解释一览表
转用低硫油
转用低硫油是指将船舶主机和/或辅机使用的船用燃料油（硫含量高达 35,000 ppm，即 3.5%）转换成低硫燃油（含硫量为 1,000 至 15,000 ppm，即 0.1%至 1.5%）。
岸电
使用岸电是指船舶泊岸时关闭船上发动机，并接入XX岸上提供的电力，以保持靠岸时制冷、照明、水泵和其他设施的运转。
降低船舶航速
降低航速是指远洋船以远低于最大航速的速度巡航，这样可以节省燃料并减少废气排放。
摘要
球十大集装箱XX有七个在中国，中国XX每年共处理全球三成的集装箱吞吐量。然而，每一艘进出XX的船舶和货车虽然带来了货物，促进了经济发展，但也加剧了XX和周边地区的空气污染。停泊在中国XX
的大多数船舶使用的是燃料油，即渣油；多数XX机械和港区内货车仍使用柴油。上述 船舶、机械和货车的发动机所排放的废气中，柴油颗粒物（PM)、氮氧化物（NOx）和硫氧化物（SOx）的含量极高。这些污染物均会致癌，也会引发呼吸系统和心血管疾病 1。 柴油或燃料油燃烧产生的 PM 中还含有黑碳。黑碳是一种短期气候致暖物质，会加速冰川和极地冰盖融化，并加剧气候变化。发动机排放的 NOx 会增加区域的臭氧（O3）和PM 浓度，威胁人类健康。此外，非清洁柴油和船用燃料油含硫量高，会对船舶和货车 上安装的先进的尾气处理设备造成损害，使得硫酸盐（PM 的一种成分) 和二氧化硫（SO2） 排放量较大，破坏生态系统、加剧海洋酸化。
中国正为航运所造成的空气污染付出高昂的代价。国内外研究表明，2010 年中国约有 120 万人因为空气污染而过早死亡，其中航运是导致空气污染和健康问题的重要因素之一。根据香港和XX开展的研究，XX城市的问题尤为突出 2。我国主要XX城市均属于人口密集地区， 这就意味着船舶和XX带来的空气污染，对中国的XX城市所造成的公共健康风险和环境影响较之其他国家的XX城市可能更为严重。
北美、欧洲及亚洲一些国家和地区的政府（如新加坡和香港）意识到航运的空气污染对健康和环境的影响，已采取了相关措施来防治船舶和XX的空气污染。有的政府还推出自愿性计划以鼓励使用低硫燃料和清洁技术。对于远洋船，则由联合国机构“国际海事组织”（IMO）对其制定 SOx、PM 和 NOx 的排放标准 i。IMO 还在全球设定了四个排放控制区（ECA）。其中， 在欧洲XX和波罗的海的ECA 范围内的船舶必须满足比在非 ECA 海域航行时更严格的SOx 排放限值（同时间接控制 PM 排放）；在北美洲和加勒比海 ECA 中航行的船舶则必须同时执行比在非 ECA 海域航行时更严格的 SOx 和 NOx 排放标准。在北美和欧洲的 ECA 范围内航行和停靠的船舶，其使用的燃油含硫量不可超过 10,000 ppm（1 ppm 为百万分之一）（1%）。该标准在 2015 年将收紧至 1,000 pm（0.1%）。该限值远低于船用燃料油含硫量的世界平均值（26,000 ppm，2.6%）和全球船用燃料油含硫量的最大限值（35,000 ppm，3.5%）3。自 2016 年起，所有新建的远洋船在北美洲和加勒比海 ECA（海岸线以外 200 海里内的海域）航行时，其 NOx 排放必须比现在新建的远洋船低 75%。欧盟的内河船和在美国航行的美籍非远洋船都必须执行比非道路发动机的燃油含硫量和 NOx 排放标准更严格的限值 4。香港和新加坡也推出了自愿转用清洁能源的激励政策：如果远洋船在香港泊岸时或在进入新加坡港水域后自愿转用清洁能源， 则可以获得减免XX费用的优惠。5
国际海事组织（IMO）制定了环境保护相关的法规，即《防止船舶污染国际公约》（MARPOL）。该公约的附件 VI 是关于防治船舶空气污染的。本白皮书提到的国家和地区均签署了附件 VI，并在附件 VI 的框架下实施法律法规。更多详细内容见 4.9 节。
多项研究预计 ECA 政策具有较高的经济性。据估计，欧洲的XX和波罗的海 ECA 执行低硫燃料的标准后，其健康和环境效益将是达标所需费用的四倍。而北美洲 ECA 执行严格的 NOx、SOx 和 PM 排放标准，其所带来的效益高于达标所需费用的 10 倍。
上述法规和激励政策已推动了航运业的替代燃料和先进的船舶废气排放控制技术的发展与应用。尽管以含硫量低的船用燃料油替代高硫燃料油仍是满足燃油含硫量要求的最常用方法， 但一***也开始测试并应用末端尾气净化装置来降低尾气中的硫氧化物（SOx)。由于欧美多国实施了激励政策、北美执行了严格的 NOx 排放标准，先进的 NOx 排放控制技术（如选择性催化还原技术和废气再循环装置）也已在一些船只上应用。在美国、欧盟和中国，以液化天然气（LNG）代替船用燃料油的技术正逐渐受到重视。LNG 船舶的 NOx、SOx 和 PM 排放量比使用低硫燃料的船舶更低，而且 LNG 的价格在美国和欧盟比低硫船用油低。因此，越来越多的欧洲XX已开始建造 LNG 加注设施。另外，美国和欧盟的一些XX也鼓励、甚至强制要求远洋船靠岸时使用岸电、降低航速，以进一步减少船舶废气在XX区域的排放。
中国近年来严重的空气污染问题促使政府公布了新的空气质量标准并实施了大量提升空气质量的措施。部分沿海省市已开.经始关注船舶和XX活动的空气污染问题。香港是国内首个执行严格的本地船用低硫油标准（500 ppm，或 0.05%含硫量）的城市，并即将率先强制要求远洋船靠岸时使用低硫燃料油。继香港之后，XX市公布了一系列相关措施，推动船舶、货车和XX设备使用清洁能源。其他XX城市和地区，如XX市、XX市、XX省、XX省和XX省， 均已发布方案推广使用岸电、XX设备电气化以及电动或天然气动力货车。总体来说，由于国内对船舶和XX的大气污染防治的相关措施和研究尚处于起步阶段，船舶、货运车和XX设备还存在很大的减排空间，推动清洁化的船只、货运车辆和XX设备将能极大的促进国家和沿海的大气污染重点防控区域改善空气质量。
虽然上述规划、计划很令人鼓舞，但这些措施实施起来可能会面临许多挑战。由于缺乏足够的数据，大多数措施在拟定时未充分根据XX特点进行具体分析。多数规划仅范范的提出了规划目标，因此，具体的罚则、补贴政策等实施细则只能由省级或市级负责机构与各利益相关方（包括XX和航运业）协商后确定。但如果没有足够的分析作支撑，这些规划将难以得到XX和航运业的全力支持。航运业竞争激烈，如果邻近地区的XX不能共同推行地区性的减排政策，船舶有可能转向监管力度宽松的XX，这势必导致污染转移，并大大削弱XX已实施的防治措施的减排效果。
为了应对上述挑战和研究的不足，XX或XX区域需进行更多的研究，以建立XX大气污染物排放清单，评估一个XX或一个地区采取不同的污染控制措施所需的成本和可能的效益。例如，岸电或 LNG 船舶等措施的成本和效益可能会因XX的具体情况而具有很大差异，这种分析将有助于XX制定最优的减排方案以达到最佳控制效果。随后，可以在防治措施成本效益分析的基础上制定“XX清洁空气行动计划”，以指导如何削减船舶和XX的废气排放。政府也应评估相关的减排政策对XX竞争力的影响，并制定应对方案，这将能够为船舶和XX空气污染防治政策争取更多的支持。最终，实施区域性的、甚至全国性的废气减排方案，例如设立排放控制区（ECA），将能够有效地防止船舶转移到环保要求较宽松的XX，并确保拟定的减排方案能够实现最佳减排效果和健康效益。
前言
我国的XX与航运
2012 年，全球XX集装箱吞吐量总计为 6 亿TEUs（一个标准集装箱 (TEU) 长 20 英尺， 宽 8 英尺）ii，其中我国XX集装箱吞吐量占全球的三成，接近 1.78 亿TEUsiii。目前，世界十大XX有七个在中国，而世界前二十大XX中我国占十席 6，这十大XX的吞吐量占全球吞吐量的 26%（超过 1.68 亿TEUs，见表 1）。与全球其他重要的XX地区相比，我国前七大XX所处地区人口密集度高，船舶活动频繁，船舶造成的空气污染可能对国内XX城市居民的健康影响更大。
35 年前，中国大陆还没有大规模的集装箱XX，那时香港是中国主要的集装箱港，满足我国的进出口运输需求。如今，中国已建立的集装箱XX，如XX港，不仅促进了中国的进出口贸易，还成为东北亚地区的进出口枢纽 7。珠三角地区的三大集装箱XX（XX港、香港XX和XX港）分别是世界第三大、第四大和第八大集装箱XX，也成为了中国南方主要的制造业基地和消费基地的门户 8，详见表 1。
表 1：2013 年全球 20 大集装箱码头及其吞吐量 9
排名
XX名
国家
吞吐量
（百万 TEU）
占世界总吞吐量比例
1
XX
中国
33.6
5%
2
新加坡
新加坡
32.6
5%
3
XX
中国
23.3
4%
4
香港
中国
22.3
3%
5
釜山
韩国
17.7
3%
6
XXXX
中国
17.4
3%
7
XX
中国
15.5
2%
8
XX
中国
15.3
2%
9
迪拜
阿拉伯联合酋长国
13.5
2%
10
XX
中国
13.0
2%
11
鹿特丹港
荷兰
11.6
2%
12
巴生港
马来西亚
10.2
2%
13
XX
中国
10.0
2%
14
台湾高雄
中国
9.9
2%
15
汉堡
德国
9.2
1%
16
安特卫某某
比利时
8.6
1%
17
XX
中国
8.0
1%
18
洛杉矶
美国
7.90
1%
19
丹戎帕拉帕斯港
马来西亚
7.5
1%
20
长滩
美国
6.7
1%
中国前 20 XX
168.3
26%
世界前 20 XX
293.8
46%
世界总量
641.0
100%
标准集装箱（TEU）未考虑集装箱的高度，其高度从 4 英尺至 9 英尺不等。
包括中国大陆、香港和台湾的所有XX。
从 2002 年到 2012 年，XX港（18%）、XX港（18%）和XX港（16%）的货运量年平均增长率都超过了香港（4%）10。由于香港缺乏充足的土地对XX进行升级和扩展，使得香港集装箱码头的运输成本和装卸成本较高，这也是其竞争力弱于区域内其他XX的重要原因 11。由于预期增长速度将进一步放缓，香港政府认为开发第十号集装箱码头的计划尚不具有经济可行性，已将计划推迟 12。相比之下，中国大陆的沿海地区，如广东、XX和浙江，已经制定了宏伟的发展规划，并投入了大量的资源用于XX扩建、铁路和内河航道的网络布局，旨在增强连通性、提高效率，进而提高珠三角和长江三角洲地区XX的竞争力 13。
内容概述
中国XX和航运业的持续发展虽然推动了经济发展，但也为国内日趋严重的空气污染带来了新污染源。国内现在尚缺乏控制船舶废气排放的法规，但一些地方政府已开.经始寻找减缓船舶和XX空气污染的方案。本白皮书旨在为关注船舶和XX废气排放的监管机构和利益相关方提供相关的背景知识，包括船舶、XX废气排放对环境和健康的影响，以及欧美国家治理XX空气污染和控制船舶废气排放的各类措施和解决方案。我们希望本白皮书所提供的基础信息有助于政府机构更好的设计船舶和XX空气污染的防治政策和措施。由于每一个XX均有其特点， 因此，本白皮书并未推荐国内XX应当采取的具体策略。国内的主要XX需开展详细的、针对每个XX的分析，因地制宜的选择经济、高效的措施；全国范围也需开展相关研究和分析。
白皮书第一章为前言，介绍了我国的XX和航运业的概况。第二章概述了船舶和XX大气污染物的主要来源、对空气污染的贡献，以及相关的健康和环境影响。第三章介绍了香港及中国大陆空气质量管理和船舶XX空气污染防治的法规规定，以及控制废气排放的激励政策和自愿性政策。第四章对各类控制船舶废气排放的政策和技术措施进行了综述，并分析了这些政策和措施的效果以及实施中可能面临的挑战。第五章总结了现存的问题，着重探讨未来的计划和建议。
船舶和XX废气排放及其影响
船舶和XX废气排放
主要的大气污染物
绝大部分远洋船是由大型压燃式发动机推动的，其颗粒物（PM）、硫氧化物（SOx）和氮 氧化物（NOx）等大气污染物的排放量很高。远洋船主要使用燃料油（也称为渣油或重油）来提供动力、供热和电力。船用燃料油是炼油的残余产物，具有含硫量高、粘度高的特点，还含有重金属，如镉、钒和铅等。发动机内的燃料燃烧后，燃料油中的硫转化成二氧化硫（SO2）， 一小部分被氧化为三氧化硫（SO3），产生硫酸和硫酸盐气溶胶，直接以颗粒物形式排出。SOx 和NOx的排放也加剧了副产物PM2.5（粒径小于 2.5 微米的细颗粒物）的生成 14。二氧化硫和以硫酸盐为主的颗粒物在发动机烟气中的浓度与燃油含硫量成一定比例。因此，即使没有任何排放控制设备，单靠转用低硫油也能够直接降低二氧化硫和颗粒物的排放量 15。根据道路污染源的防控经验，将柴油含硫量控制在较低水平（＜350 ppm (0.035%)；甚至更低，如＜10 ppm (0.001%)），还有助于高效的排放控制技术的使用，例如控制氮氧化物的选择性催化还原（SCR）技术，以及颗粒物去除率高于 90%的颗粒物捕捉器等 16。
中国等发展中国家目前还没有出台船舶废气排放控制的法律法规。作为国际海事组织（IMO） 的成员国之一，中国签署了《防止船舶污染国际公约》（MARPOL），应执行其对国际船舶的环保要求，包括该公约的附件VI。附件VI是专门针对船舶空气污染防治的，该法规允许远洋船 燃烧的船用燃料油含硫量高达 35,000 ppm（3.5%）iv。我国船舶的相关规范尚不完善，与之形
成对比的是，道路车辆和非道路移动机械发动机（如农用拖拉机及建筑设备）使用的柴油含硫量已实施严格限值，即控制在 350 ppm（0.035%）以内。在珠江三角洲和长江三角洲地区的主
要城市，机动车用柴油和汽油的含硫量控制在 50 ppm（0.005%）以下；XX、XX和香港的车用燃油含硫量标准更为严格，为 10 ppm（0.001%），与美国、欧盟及日本的水平大致相同 17。各类标准及要求参见图 1。
50000
40000
30000
20000
10000
0
2002 2003
自愿
2013 粤现状/
2015年全国
港/京/ 沪现状/
2018年全国
2000 2013 全球现状
2013
ECA
2015
ECA
车用柴油 非道路移动机械用柴油 远洋船燃料
注：车用柴油低含硫量限值已经在一 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 n Engines at or Above 30 Liters per Cylinder,” 2010,
doc.001pp.com/articles/2010/04/30/2010-2534/control-of-emissions-from-new-marine-compression-ignition-engines-at
-or-above-30-liters-per-cylinder.
USEPA, “Designation of North American Emission Control Area,” 见 尾 注 23.
Kilburn et al., A Price Worth Paying, 见 尾 注 29.
同上。另参见 Hong Kong Environment Bureau, Future Fuel Mix for Electricity Generation, 见尾注 119..
根据 Ng, Booth, and Fung, Working Towards a Quality Living Region 数据整理, 见尾注 115.
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