EEXI 和 CII – 您需要了解的内容
让我先在本文开头做个小说明:我并非船舶能效监管领域的专家。此类监管措施自2012年起便已存在,因此从技术层面而言,我本应有足够时间进行学习。然而,它真正成为我的关注重点是在它开始与我对排放问题的关注产生交集之后。由于与温室气体(GHG)排放或气候变化相关的监管新动态,我不得不加紧学习。尽管我还有很多需要探索的地方,但我还是想与大家分享我到目前为止所学到的内容——这些都是我曾经感到困惑的问题的答案。
EEXI – 现有船舶能效指标
我的第一个认识是,现行约10年的能效设计指数(EEDI)与新的能效现有船舶指数(EEXI)在计算方法上并无差异。EEXI本质上就是针对现有船舶的EEDI。当然,两者之间存在差异,我将在后续内容中详细阐述,但首先需要明确EEXI的适用范围。
EEXI适用于2023年1月1日前建造的所有船舶。与EEDI一样,EEXI的要求必须由满足最低尺寸要求的船舶履行。(最低尺寸因船型而异,范围在250至10,000载重吨之间。) EEXI也适用于与EEDI相同的船舶类别,即散货船、气体运输船、油轮、集装箱船、杂货船、冷藏货船、组合运输船、液化天然气(LNG)运输船、滚装货船、滚装客船和邮轮。
需特别注意:MARPOL公约附则VI第2.13条和第2.18条将“现有船舶”定义为2013年1月1日前建造的船舶。然而,此定义仅适用于EEDI与“重大改装”相关的情形,不适用于EEXI。
EEDI与EEXI的主要区别当然在于“减排系数”,该系数对现有船舶的要求通常较为宽松。大多数现有船舶只需达到第二阶段EEDI水平,但部分船型(集装箱船、邮轮、液化天然气(LNG)运输船和气体运输船)需满足与2022年4月1日起实施的新加速第三阶段EEDI减排系数相同的标准。(阶段数越高,减排系数越高。)这是否不公平——且会引发问题?
为解答此问题,我们可以参考上述受严格监管船型向国际海事组织(IMO)报告的已达成的EEDI结果。匿名化的EEDI结果向公众开放,从中可以发现,大多数第一阶段船舶(2013–2015年)已符合取代的第三阶段要求(>2025年)。自然,这就是为何对这些船型实施更严格监管(并实施新的更严格且加速的EEDI第三阶段减排系数)的原因。
谈到减排系数时,我们需要一个参考基准。EEXI与EEDI使用相同的参考基准线,这正是我们刚才进行直接比较的基础。这些参考基准线基于2008年的船队数据,但随着时间推移,部分船型已对其进行过优化和更新。如我在下一节中将解释的,碳强度指标(CII)使用不同的参考线,这使得与EEXI和EEDI的比较成为不可能。
EEXI 与 EEDI 的另一个区别在于用于计算的主机功率比例。如果现有船舶需要通过限制发动机/轴功率来满足 EEXI 要求,则进入 EEXI 计算的主机功率为该限制功率的 83%。然而,如果该数值较低,则应采用主机安装功率或最大连续额定功率(MCR)的75%——与EEDI相同。简而言之:在多数情况下,现有船舶在EEXI计算中需申报的功率低于新造船舶,这导致其获得的数值较低,从而更容易满足要求。
我最初的一个疑问是,船舶是否可以将发动机功率限制在最低推进功率要求以下。答案当然是肯定的,因为我们讨论的是船舶能够解除发动机或轴上的限制机制。该限制可因确保船舶安全或海上救生需要而解除,实际操作中可能包括在恶劣天气和冰区航行、参与搜救行动、躲避海盗或进行发动机维护等情形。若船舶解除限制机制,需记录事件详情(包括时间、原因及消耗功率)并尽快向管理部门报告。
关于EEXI,需要记住的关键点是,它是一次性评估(有人称之为“准入门槛”)。它是一项技术性监管措施,而我们将要讨论的CII则是一项运营措施。EEXI仅考虑动力装置的设计,本质上就是发动机(们)。此外,它仅考虑发电厂中与推进相关的部分——例如,不包括辅助发电机组(除非该部分对应于主发动机功率的2.5%)。因此,它远非实际排放的真实指标,也并非整个船舶能效的体现。它严格来说是一项设计措施,且是理论性的。在此方面,碳强度指标(CII)更能反映实际性能。
碳强度指标(CII)
尽管碳强度指标(CII)通常是人们唯一听到的内容,但它实际上是《MARPOL公约》第六附则要求的船舶能源效率管理计划(SEEMP)文件的一部分。SEEMP的英文全称是Ship Energy Efficiency Management Plan,其概念与能源效率设计指数(EEDI)法规同样历史悠久。
SEEMP旨在促进船舶整体运营的能源效率。它为每年提升船舶能源效率制定了路径,但若船舶未能达到自身设定的目标,并无相应处罚措施。目前,行政机构尚无有效的SEEMP执行手段,这意味着CII也无法得到有效执行——至少目前尚无法实现。
CII是SEEMP的近期扩展,要求船舶每年减少碳排放至与载重吨位和航行海里数相关的特定水平。如我此前所提,这些数值无法与EEXI/EEDI数值进行比较。CII是针对单艘船舶而非船队(许多人曾希望后者能激励更智能的管理和循环经济思维)。该标准适用于总吨位超过5000 GT的船舶,这本身就阻止了与EEXI/EEDI的比较,因为后者(除邮轮外)是根据载重吨位对船舶进行分类的。总体而言,需要报告CII的船舶数量多于需要遵守EEXI的船舶数量。
尽管CII与EEXI使用相同的计量单位(CO2/DWT-nm),但两者不可直接比较。CII是基于船舶实际加注的燃油量计算的年度平均值,而EEXI则基于船舶动力系统中用于推进部分的理论燃油需求量。因此,CII包含用于货物操作的燃油消耗,而EEXI则不包含。尽管船舶从未按照设计状态运行(EEXI基于75%或83%最大连续运行功率),CII却是其实际运行状况的直接反映,即使允许某些豁免(如冰况、恶劣天气、等待靠港时间等)。
与EEXI和EEDI类似,CII也采用参考线,船舶需将其年度减排系数与之对比。然而,CII的参考线基于2019年通过欧盟MRV(监测、报告和核查)法规及国际海事组织(IMO)第四次温室气体研究收集的数据。若条件允许,IMO本可基于2008年数据设定CII参考线,因2030年和2050年的碳强度减排目标均以该年为基准。由于使用了较晚的数据,法规中规定的减排系数反映了2019年与2030年目标之间的差距——这意味着它们不会累积达到2030年40%的减排目标。
在就减排系数达成协议之前,各方对减排目标的水平或雄心存在分歧。部分国家认为2019年是异常运营年份,导致排放量异常偏低,而另一些国家则认为2019年反映了航运业预期中的下降趋势。换言之,双方对航运业是否已达到峰值存在分歧。由于这一争议,CII减排系数仅设定至2026年,而非原先预期的2030年。这意味着2026年的审查不仅需评估实施经验,还需重新审视基准线,以完成并最终确定2026年至2030年的减排系数表。
在离开这一主题之前,还有一个重要的方面需要提及,即与CII相关的评级系统。该系统通过不同的区域或带宽来展示合规水平——A为最佳,E为最差。至少,船舶必须处于C带宽内。然而,船舶没有直接激励措施进入A或B,而当前的执行水平几乎没有激励措施让船舶离开D和E。可能随着时间的推移,市场机制会根据船舶的评级创造激励措施。这或许一直是某些成员国的计划,这可以解释为何缺乏强有力的执行措施。
展望未来
如果我们试图展望未来,CII和EEDI可能会发生什么变化?EEXI在此方面不会引起关注,因为它必须在2023年1月1日之后对现有船舶进行首次检验时进行计算。
CII在2030年后仍可能具有相关性。它促进船舶全流程的能效提升,同时催生对低至零碳燃料及碳捕获技术(若该技术未来对航运业产生影响)的需求。然而,作为政策工具,它无法独立发挥作用,尤其当船舶因未达减排要求而无法被禁止运营时。确保采用低至零碳燃料的一种方法可能是建立某种货币体系,使化石燃料每兆焦耳(MJ)的价格与替代燃料相当。然而,如果实施此类体系,必须再有一项工具确保使用的替代燃料上游排放量不高于化石燃料。(否则情况将恶化而非改善。)
那么,关于EEDI呢?未来,船舶上安装的动力装置将更加多样化,并且会考虑燃料冗余设计。因此,一艘船舶可能先加注低碳强度燃料,使用后再加注高碳强度燃料。在这种情况下,其EEDI应如何计算?是应采用低碳燃料的因素还是高碳燃料的因素进行计算(需注意计算是在船舶出海前进行的)?同样,如果船舶使用氨作为燃料,其EEDI将为零——但显然其动力装置的效率不会因此达到100%?
这些问题表明,EEDI背后的思维方式已显陈旧。EEDI真正激励的仅是安装小型发动机,因其已被证明比船舶材料研发和船体设计等领域更具成本效益。目前,许多船舶方面和应用(如隔热、供暖、货物处理等)被法规忽视,而船舶制造垄断也未营造推动创新的环境。
在我看来,我们需要废除EEDI,并创建一个新的评估工具来衡量整体能源效率——一个不以排放量为定义标准的工具,因为我们已经有了CII。在创建新工具时,我们应关注整个发电厂的能源效率,这包括评估住宿区保温、船体阻力、螺旋桨效率等各项指标。通过设定船舶所有关键环节的最低效率百分比,我们最终将获得一个实现可持续发展目标的切实可行工具。
