
歐盟關于船舶能效設計指數(EEDI)問卷簡報
2022-05-23 09:09:05
來源:IMO工作機制
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國際船舶網
我有話要說
2020年,為推進落實IMO實施EEDI第3階段折減率、為第4階段工作提供技術指導,歐盟委員會協助IMO,開展當前全球船舶能效設計指數(EEDI)執行情況、存在問題和問題解決方案的的調查研究。
2021年初,歐盟委員會委托英國造船工程師協會(RINA),制定并開展有關“國際海事 EEDI 執行情況和未來展望”的調研問卷工作。RINA 向活躍造船專家聯盟(ASEF),征求有關問卷意見,中國船舶工業行業協會作為時任ASEF的副主席單位,積極推進此項調研工作。
鑒于 IMO 實施下階段 EEDI關系到 ASEF 成員尤其是中國船舶工業的利益,中國船舶工業行業協會委托國際造船新公約規范標準工作機制辦公室(中國船舶集團第十一研究所),廣泛征求國內船舶工業界意見,形成意見報告,并通過ASEF反饋至RINA,以支持歐盟委員會的調查研究。
1、EEDI的基本情況
船舶能效設計指數(EEDI)于國際海事組織(IMO)海洋環境保護委員會第62次會議(MEPC 62、2011/07)上通過,為執行所有船舶的船舶能效管理計劃(SEEMP)而制定的強制措施,并作為《防止船舶造成污染國際公約》(MARPOL)附件VI中的重要內容。EEDI要求不同船型在每標準單位(每噸英里)的能效必須保持在一定水平以上,即不能低于設計的最低水平。
自2013年1月1日實施以來,在最初的兩年0階段之后,IMO明確了不同船型的EEDI參考基線(初值),新船設計需要滿足本船型的EEDI參考基線,該參考基線每5年大致提高10%。
EEDI涵蓋了MARPOL附件VI中定義的各類船型,使用IHS數據庫中1998至2009年建造的船舶數據,來計算能效的回歸值(估計指數值、EIV)。
由于數據庫中不同船型的樣本數量不同,樣本數量少的船型的回歸值與實際存在顯著偏差,且船舶設計航速和實際運營航速差距較大的船型具有較差的回歸特征。
但即便如此,EEDI創造性的為行業提供了一個描述和比較船舶能效的標準,同時,EEDI的出現恰逢國際航運市場低迷和碼頭價格高企的特殊時期,市場認可并支持了這一“監管”措施來提高船舶能效和減少成本支出。
通過對IMO的EEDI數據庫數據分析顯示,在執行EEDI后的近10年中,2013年開始船舶能效出現了明顯提升,隨后到2015年進入相對平穩的發展階段。尤其是在2012年至2020年期間的EEDI數據顯示,散貨船和油輪的能效改善顯著,這主要歸功于船型設計的改進而非是航速的降低,而集裝箱船則恰好相反。
雖然不同船型的載貨種類、載貨方式、載貨數量、航線等等都有顯著差異(IMO應在后續工作中重視區分),但分析表明船體設計和航行速度是影響船舶能效的兩大關鍵因素。
而目前船舶能效發展相對平穩,主要原因是在船體設計和航行速度既定的情況下,加裝其他節能設備對船舶總體EEDI的邊際影響已經很小,例如,某新設計集裝箱船的EEDI較其參考基線已經提升了30%,如再在動力系統上加裝一套設計節能5%的節能裝置,其再提升效果必然低于5%。這也意味著未來EEDI的改進速度必然低于剛執行的年份。
2、新的節能技術應用
根據各項技術的特性以及對EEDI的影響,IMO通函MEPC.1 Circ.815將創新能效技術分為(A)、(B)和(C)三類,又將(B)和(C)類技術進一步劃分為(B-1)、(B-2)和(C-1)、(C-2)。
A類是水動力技術(設計和航速),直接影響和改變船速功率曲線,涵蓋了消渦鰭、前置定子、前置導管、前置導輪,以及直接影響船舶水動力性能的低摩擦涂層和船體/螺旋槳/舵優化等節能附體(ESD)技術;
B類是節省推進動力的技術,即在恒定船速下降低推進功率但不發電的技術,如氣層潤滑等全時段有效的技術被劃分為(B-1)類,如風力助推轉子等有限條件生效的技術被劃分為(B-2)類;
C類是發電的技術,如廢熱回收發電等全時段有效的技術被劃分為C-1類,如太陽能發電等有限條件生效的技術被劃分為C-2類。
然而,根據現有數據顯示,B類和C類等新型技術的船上應用還很少,發展趨于靜態,表明這些創新的技術沒有完全發揮作用,或者沒有被完全安裝到船舶上。
為更多了解創新技術的應用情況,歐盟委托RINA進行了利益相關者的問卷調查。問卷調查主要分為兩個對象,一是83家船東代表了約3600艘船(散貨船、油輪和集裝箱船),二是14家亞洲船廠代表了約2400艘船(同上)。
調查分析中有幾點值得IMO和業界進一步考慮:
1)改善動力系統性能是當前改善EEDI的重要途徑。雙沖程發動機的使用、降速和改善螺旋槳直徑等等,提升EEDI的同時也推動了AER的改進。
2)船廠認為LNG是滿足下階段EEDI的首選替代燃料(能源)。船東和設備商對未來的燃料選擇沒有明確偏好,而船廠則明確表示了對LNG的偏好。當被問及替代燃料(能源)在5-7年內可以提高多少EEDI時,多數船廠選擇了0-5%和5-10%兩個選項。
3)幾乎所有調研涉及到的船型,都涉及某種形式、某種程度的水動力能效技術。但這不足以說明,單純的使用水動力能效創新技術,和EEDI的提升有極強的正向線性關系,因為不同船型會采用不同的技術組合策略,這對提升EEDI的效果有很大差異。
4)一些創新技術雖然被采用到船上但沒有用于EEDI計算。主要原因是這些創新技術的制造商(第三方)無法保證成本或風險可控,而造船廠也不愿承擔這些風險。
此外,在針對未來EEDI或相關技術改進預期的描述中,多數船東認為,EEDI合規主要是造船廠應該考慮的問題,船東及其他利益相關者出于運營收益的考慮,不一定完全按照EEDI的框架來考慮或執行能效。
3、主要節能技術及EEDI第4階段建議
對于當前應用較少的B類和C類節能技術,針對其各自存在的發展瓶頸和技術特征,有如下建議供業界參考:
對于氣層潤滑技術,建議進一步制定水池試驗及試航校正程序的方法;
對于風力推進技術,需要制定確認試航過程性能增益的方法,以及使用全球風力矩陣的替代方案;
對于廢熱回收系統技術,鑒于廢熱回收率的局限性,建議減少對這類技術在EEDI計算中的過度激勵,以與軸帶發電機等類似技術保持一致。
對于EEDI第4階段,總結如下觀點和建議,供業界參考:
按照EEDI通信組的觀點,EEDI第4階段開始的時間從2027年或2030年開始,即在當前第3階段的基礎上增加5年。一般而言,第3階段開始日期提前至2022年的船型(雜貨船、郵輪、液化天然氣船),通常是由于原始參考基線繪制錯誤,或者市場條件改變了1998年至2008年期間原有用于EEDI計算的平均設計船速。否則,在能效提升優化方面,與2025年起實施第3階段的其他船型沒有明顯差別。
因此,對于EEDI第4階段,建議結合參考基線的修訂,重新調整所有船型的日期,即2027年開始第4階段為時過早,應考慮更晚的日期。同時,隨著CII評級機制和其他措施的實施,需要重新評估EEDI的必要性和相關性。
同時,建議EEDI以基于能源的設定,即不允許使用除船用柴油以外的任何Cf,其概念是將確保最低水平的能效,將燃料轉換問題放置于CII框架解決。
這一方案的挑戰在于,與只有液體燃料箱的傳統船舶相比,使用替代燃料的船舶由于圍護系統和燃料裝卸系統的原因,對于相同尺寸的船舶,其載重量通常較小。在EEDI計算中,這將減少分母的大小,而分子保持不變,因此與傳統燃料船舶相比處于不利地位。
