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論說EEDI的強制實施的合理性
摘要：EEDI(船舶能效設計指數(shù))作為對未來造船界有深遠影響的一項新的IMO法規(guī)，從政治、經(jīng)濟及技術(shù)等各個方面對船舶能效設計指數(shù)推出的合理性進行了全面的分析和論述，并針對當前的船舶工業(yè)界的現(xiàn)狀，提出了現(xiàn)階段實施EEDI的可行建議。
關鍵詞：船舶、艦船工程；能效設計指數(shù)(EEDI)；東京議定書
0 引 言
2012年l0月6日至10日，MEPC(Marine Environment Protection Committe)58次會議在英國倫敦IMO(Intemational Maritime Organization)總部／lt~,N召開，會議對GHG(Green House Gas)減排的各個方面進行了深入的討論，尤其是二氧化碳排放新船設計指數(shù)即現(xiàn)在的EEDI能效設計指數(shù)。對于該指數(shù)是否應該強制實施，各方也表示了不同的意見，部分國家表示了支持如英國，法國，德國，挪威， 塞浦路斯等，但也有部分國家表示了反對如巴西，印度及歐洲造船協(xié)會等。中國作為正在發(fā)展中的造船大國，也從政治，經(jīng)濟及技術(shù)等各方面對該指數(shù)強制實施的合理性進行了深入的研究。
1 EEDI與UNFCCC 確定的“共同但有差別的責任”原則的關系
自從MEPC57次會議提出IMO應對“減少溫室氣體排放”的九條框架原則以來，會員國對于其中的條款就存在著很大的分歧，尤其是其中的第二條“為了避免逃避，應平等無差別地適用于所用船旗國”。在MEPC57次會間和MEPC58次會議上對于這個問題各國也進行了深入的討論，但并沒有達成一致意見。
有一種觀點認為： “如果不是平等地適用于所有的船旗國，那么就會造成很容易通過轉(zhuǎn)船旗來逃避GHG排放規(guī)則”。但事實上，不同的船旗國對于船舶的設計和建造都有它們自身的要求，而且這種區(qū)別是無法逃避的，因此必須更改船舶的設計和建造，因此轉(zhuǎn)船旗國并不是一個容易的過程。另外有些國家對于掛自己國家旗的船舶有一定的優(yōu)惠政策如希臘，因此必須符合一定的條件，才能掛該國的船旗。
需要強調(diào)一點，中國作為發(fā)展中國家的一員，對全球氣候的變化也深切關注，并在積極采取行動來減少溫室氣體的排放，包括我國國策的制定等，無意也不會去逃避自己應有的責任。但必須看到，盡管中國這幾年船舶行業(yè)發(fā)展迅速，但畢竟是屬于發(fā)展中國家，沒有積累，在船舶設計和建造技術(shù)上，和先進國家日本，韓國及歐洲都有很大的差距，在EEDI指數(shù)計算中涉及到的耐波性的問題，節(jié)能環(huán)保設計的問題以及柴油機等關鍵設備的設計問題，都處于劣勢，甚至完全受制于日本和西方發(fā)達國家。
如日本對于船舶線型快速性，操縱性及耐波性的研究和長期的積累，廢熱回收裝置及節(jié)能裝置(如PBCF，扭曲舵)等的利用，以及我國自主品牌的柴油機油耗偏高，而低速機更是完全依賴于國外的技術(shù)。因此與發(fā)達造船國家的船型，如日本的散貨船和尺度類似的船型相比，我們計算出EEDI能效指數(shù)與日方會相差很大，這樣如果采用無差別的原則，勢必對整個發(fā)展中國家的船舶工業(yè)帶來極大的影響，甚至影響到他們的經(jīng)濟及整個國家的穩(wěn)定。由此可見，UNFCCC 的“共同但有差別的責任”原則是十分符合當前發(fā)展中國家的國情的，若IMO強制實施EEDI的設計指數(shù)，不僅與UNFCCC的精神相違背，而且將對發(fā)展中國家的經(jīng)濟穩(wěn)定乃至世界的經(jīng)濟和穩(wěn)定帶來不利的影響。
2 EEDI公式技術(shù)上的可行性
EEDI的指數(shù)計算公式經(jīng)過幾次會議的討論及修訂，已經(jīng)得到了很大的完善，也能夠從某些方面來反映船舶的能效水平，但從技術(shù)合理性以及公式推廣的可操作性上來看， 目前EEDI的指數(shù)公式要全面反應船舶的能效，還是有很大差距的。
2．1公式的先天不足
IMO以前定義的規(guī)范規(guī)則基本上都是針對于船舶中的某一個局部或某一個子系統(tǒng)，因此比較容易找到關鍵的問題并予以解決，但EEDI指數(shù)卻不一樣，它是對于整個船舶設計及建造水平的一個評定，涉及到船舶從設計，建造工藝到管理的各個方面，而且船舶的設計和建造通常都是單件或小批量定制生產(chǎn)，很難實現(xiàn)象汽車工業(yè)那樣的品牌系列化的產(chǎn)品，究其原因就是因為一艘船舶涉及到方方面面，而且不同的船東營運的要求也是千差萬別，因此船舶設計和建造的復雜性遠非能夠用一個只含有幾個關鍵參數(shù)的公式來評定的。這也是為什么到目前為止，還遲遲找不到一個非常理想的公式的原因。但作為一個反應船舶能效水平的指導性的公式，筆者認為對船舶的設計和建造還是很有幫助的。
2．2公式中的技術(shù)問題
2．2．1公式的復雜性
把最新的EEDI指數(shù)計算公式與最初的指數(shù)計算公式相比，會發(fā)現(xiàn)新的公式已經(jīng)復雜了好幾倍，但正是由于船舶設計和建造的復雜性，才導致了現(xiàn)在的EEDI指數(shù)的計算公式越來越復雜，而且如果不進行船型的分類，并且如果不考慮這么多的因素根本沒有辦法合理地體現(xiàn)出所有船舶的能效狀態(tài)。
但是否現(xiàn)在的公式就已經(jīng)很完善了，并足以反映新船的能效，答案恐怕是否定的，下面僅僅列舉幾個問題：
a．在新的指數(shù)計算公式中，引入的失速系數(shù)Fw的概念，用意是反映船舶在風浪中航行與在靜水中航行的區(qū)別，從而能夠更準確地反映船舶實際運營的狀態(tài)，得出更合理的能效，但實際上影響船舶實際運營的狀態(tài)是非常多的，例如：在營運過程中船舶始終滿載航行的機會甚少，很多船舶會有一半的時間是空載壓載航行，而空載壓載航行狀態(tài)更多于船舶在6級風下風浪中航行的狀態(tài)，對此是否也需要考慮呢?再例如在營運過程中，航運公司在航線上是有其選擇的，不同的航線平均浪級并不相同，是否又需要對現(xiàn)在的 的系數(shù)對相應的航線浪級進行修正呢等等。
b．船東會有各種要求，很多要求會導致能耗增加，但你很難評定是否效率降低了， 比如歐洲船東為了提高裝卸的效率，散貨船偏好使用雙殼，而曰本船東則為了提高裝載量，降低空船重量而偏好使用單殼，這兩種船型在同等尺度下的載重量有很大的差別；再比如有的船東為了滿足其靈便型的要求配置了克令吊，而且對于吊重也有不同的要求，這與沒有配置克令吊的船相比計算出的EEDI指數(shù)也存在一定的差別，這些因素顯然不能不考慮。這里僅舉兩例，實際上還有很多其他的要求，但即使船東中較普遍的要求要一一例舉也有一定的難度。
C．指數(shù)計算公式中的C值即碳至二氧化碳的轉(zhuǎn)換系數(shù)，根據(jù)InterTanko的計算，輕質(zhì)燃油的C值高于重油約2％，而現(xiàn)在出于環(huán)境保護的要求，船用燃油采用輕質(zhì)燃油或其它清潔燃料的要求的呼聲越來越高，是否也意味著在公式中也要考慮這方面的因素呢?
d．新的指數(shù)計算公式已考慮了節(jié)能裝置的使用對于能效的提升，這是很合理的而且也是必須的，但是如何在公式中合理地體現(xiàn)節(jié)能裝置的影響卻并不是一件容易的事情。首先節(jié)能裝置種類繁多，不下十幾種，對于每一種裝置，如何評估他們的效果并找到一個合適的公式本身就存在著很大的難度；而且同一種節(jié)能裝置用在不同的船型上效果也有很大的區(qū)別，由于節(jié)能裝置和船體的線型，推進裝置是相互作用，且成為一個整體的，因此很難孤立地把節(jié)能裝置的效果用一個簡單的公式來表示。根據(jù)筆者的經(jīng)驗和廠家的介紹，同一種節(jié)能裝置在不同的船型一h節(jié)能效果會相距甚遠，例如日本的PBCF對于某些船型可以節(jié)能10％，對于另一些船型只能節(jié)能3％。
e．新的指數(shù)計算公式的能效指數(shù)計算對于不同船型的社會貢獻主要是采用使用Capacity和航速來進行模擬，但通過分析可以發(fā)現(xiàn)，實際上現(xiàn)在的指數(shù)計算公式更適用于長途運輸用途的散貨船，集裝箱船及油船等船型，但對于非運輸類船舶如消防船，工程作業(yè)船，大型旅游船，渡船等船型對于社會的貢獻并不是以載重量及航速來衡量的，而且這類船型的油耗也與常規(guī)運輸船的不同，有很多并不是決定于主機的功率。因此該指數(shù)計算公式并不適用于所有的船型，但如果要推廣EEDI的計算公式，又不是針對所有船型，而只對部分船型有能效的要求，又會帶來公平性的問題。
f 新的指數(shù)計算公式中并沒有體現(xiàn)出由于IMO對于海上人命安全及環(huán)境保護規(guī)則的不斷完善而不斷地推出新的規(guī)范規(guī)則，從而帶來的船舶能耗的增加和社會貢獻效率的下降，如Nox，Sox新的排放要求，CSR (Common Stmcture Rules)，燃油艙保護，PMA，PSPC，BWT以及MSC216(82)對于新破艙穩(wěn)性的要求等等，這些近幾年通過和即將通過的規(guī)范規(guī)則無一例外地帶來了油耗的增加和船舶載重量的減少。但如何體現(xiàn)出這種變化，確實存在很大的難度，因為未來的變化現(xiàn)在是無法預料的。
2．2．2 EEDI指數(shù)的驗證
MEPC58次大會后，提出對于EEDI指數(shù)的驗證包括兩個階段，一個是設計送審階段，一個是試航驗證階段。但對于指數(shù)在試航階段進行驗證會有很大的困難，因為在試航階段有很多船型如散貨船，集裝箱船是沒有辦法進行滿載試航的，通常都是采用壓載狀態(tài)進行試航，然后與船模試驗的壓載試驗狀態(tài)進行對比來驗證航速，同時如果采用了節(jié)能裝置，滿載和壓載狀態(tài)的效果也是完全不一樣的。這樣就沒有辦法去驗證EEDI的正確性。另一方面，對于某些船型的輔機、鍋爐要在試航狀態(tài)下模擬實船運營狀態(tài)同樣是不可能的，如主鍋爐的運行狀態(tài)模擬，冷藏集裝箱狀態(tài)的模擬等等，這同樣也說明在試航狀態(tài)下沒有辦法很好地驗證EEDI指數(shù)。
2．2．3 基線與EEDI計算公式的關系
由于到目前為止，EEDI的指數(shù)計算公式還遲遲沒有辦法完善，因此制定基線的工作只有往后推遲，但實際上要推出EEDI的指數(shù)計算公式，如果沒有一個確定的基線是沒有任何用處的，這就象有把很名貴的s槍，但沒有子彈一樣。而且在確定基線的過程中也發(fā)現(xiàn)公式和基線兩者之間的密不可分性，基線可以說是驗證EEDI計算公式是否合適的一個重要的手段，例如：正是由于在基線確定的過程中，發(fā)現(xiàn)對于不同的船型如果全部使用DWT作為衡量指標，就會發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的離散度太大，而對于某些船型無法確定基線。因此在基線沒有得到驗證之前就強制推出EEDI計算公式也不是一個明智之舉。
3 EEDI指數(shù)強制推行的影響
為了應對日益惡化的全球氣候，IMO希望在自己的領域也有所貢獻是一個正確和負責任的想法，也是IMO 全體會員國的責任，但如果沒有進行深入全面的研究，就倉促強制推出并不完善的EEDI指數(shù)，可能會適得其反，原因如下：
a．如上所述，EEDI指數(shù)公式中還有太多的地方不完善，如果按現(xiàn)在的公式進行強制推行，很有可能定出較高且不太合理的標準，從而對在某些方面缺乏研究和關鍵技術(shù)的國家，尤其是發(fā)展中國家的造船及船舶行業(yè)帶來極大的沖擊。這些國家一種可能性就是由于無法設計出滿足推行的EEDI指數(shù)的船舶，只有通過向擁有相應技術(shù)但價格昂貴的國家進行購買，另一種可能性是通過使用向先進國家購買同樣價格昂貴的節(jié)能裝置如WHR廢熱回收裝置，優(yōu)化后的舵槳節(jié)能裝置等來達到要求，但這都無一例外地帶來了造船成本的大幅度增加，對于國力不強，資金有限的發(fā)展中國家的航運顯然會帶來很大的負擔，同時也可能造成部分船東由于成本過高轉(zhuǎn)向投資較低的其它運輸方式：如公路，鐵路等比水運更不環(huán)保的運輸方式，這樣反而加劇了對環(huán)境的影響。德安縣農(nóng)村飲水安全工程建管機制探索
b．EEDI的指數(shù)強調(diào)高的能效比是無可厚非的，但是過份強調(diào)高的能效也并不是一個很好的解決方案，因為高的能效意味著在船舶設計中要盡量減少空船重量，提高載重量，并降低主機，輔機的功率，但為了達到高的能效比，會導致在船舶設計及建造的過程中盡量使用輕型的材料，例如在船舶設計中為了減少結(jié)構(gòu)重量，高強鋼的比例會大幅度增加，并采用小的腐蝕余量，更輕但穩(wěn)固性稍差的結(jié)構(gòu)形式，在管系設計中選用較小的壁厚，而在設備選型中同樣會減少余量，降低冗余度，如降低主機海況裕度，減小軸系直徑，這些都會帶來船舶航行中的安全隱患，因此IMO要想強制推行EEDI，這些問題不進行深入的研究是存在很大的風險的。
4 結(jié) 論
綜上所述，現(xiàn)階段要強制推行EEDI指數(shù)公式還不具備條件，但為了讓IMO對于船舶GHG減排的工作向前推進，更可行的辦法是建議IMO在前面的研究成果的基礎上形成一個EEDI船舶能效設計指南用于指導現(xiàn)在船舶的能效設計，并可以制定一個較先進的基線作為一個參考目標，然后由發(fā)達國家和掌握了關鍵造船技術(shù)的國家指導發(fā)展中國家提高節(jié)能環(huán)保相關方面的技術(shù)，共同提高船舶的能效水平，并且各船級社可以添加相應的能效船級符號，對于滿足該指南的船舶賦予相應的入級符號，這樣即使在目前EEDI指數(shù)還不完善的狀態(tài)下，也可以共同把GHG 減排的工作向前推進，也符合UNFCCC“共同但有差別責任”的精神。淺談軟件工程的發(fā)展
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