闲话MARPOL 硫氧化物及氮氧化物控制

编辑

yanfabu

仿真工程师，工程研发创新分享

关注他

历史背景

控制船舶空气污染尤其是船舶废气中氮氧化物的议题在1973MARPOL公约被采纳时就已开始讨论。然而，那时候的决定是暂不将涉及空气污染的条款纳入公约。

同一时期，空气污染问题在其它领域已被广泛关注并议论。1972年在瑞典斯德哥尔摩举行的联合国有关人类环境的论坛标志着全球性合作抗击酸化或酸雨的行动的开始。在1972-1977年间，多项研究证明了这样的假设：空气污染物在沉积和产生危害前可以迁移几千公里的距离。这些危害包括对庄稼及森林的影响。

大多数酸雨是由硫氧化物和氮氧化物的气态沉积物形成的。燃用煤和油的动力装置是最大的硫氧化物产生源，而汽车、卡车和船舶的废气则是氮氧化物的主要来源。

编辑

来自百度图片

1979年，日内瓦，召开了一次主题为环境保护的部长级会议，有34个政府和欧共体共同签署了针对大范围跨境空气污染的公约。这是第一部在跨区域基础上进行治理空气污染问题的全球性法律文本。

这份公约的议定书后来陆续签订：降低硫排放控制(1985)、氮氧化物排放控制(1988)、挥发性有机化合物排放控制(1991)和进一步降低硫排放(1994)。

IMO在空气污染方面的努力

在IMO方面，海洋环境保护委员会(MEPC)在上世纪80年代中期就已评估了与附则I排放要求有关的燃油质量，同时也讨论了空气污染问题。

1988年挪威提交了有关该问题严重性的文件，随后MEPC同意将空气污染问题纳入它的工作计划。另外，1987年11月举行的第二届保护北海国际论坛上发表了一项声明：北海地区各国总理一致同意在有关机构(如IMO)支持下采取行动——“致力于提高燃料油质量标准和积极支持目标为减少海洋和大气污染的工作”。

编辑

截自www.ospar.org

1989年3月举行的MEPC会议上，不少国家提交了有关燃油品质和大气污染的文件。大会同意需要像对待燃油品质问题一样去重视防止船舶空气污染的问题，并作为MEPC长期工作计划的一部分，从1990年3月开始启动。

1990年，挪威向MEPC提交了一系列关于船舶空气污染的评估报告，这些报告指出：

船舶硫排放据估计为每年4.5-6.5百万吨，大约占全球硫排放总量的4%。公海中的排放物因为有扩散因素，其影响程度约为中等，但在一些特定航线上这些排放物形成了环境问题，这些区域包括英吉利海峡、中国南海和马六甲海峡。

船舶氮氧化物排放据估计约为每年5百万吨，大约占全球氮氧化物排放总量的7%。氮氧化物排放会引起或加剧区域性问题，包括酸雨和地区性的健康问题，主要是在港口。

经MEPC讨论和工作组起草等不懈努力后，于1991年生效了一项IMO大会决议案A.719(17)——防止船舶空气污染。这项决议案要求MEPC准备一份关于防止空气污染的新的MARPOL附则草案。

新的附则草案准备了6年，最终在1997年9月的一次大会上通过生效。大会同意通过在MARPOL公约中增加一项包含新附则的议定书以使新增附则生效。这能确保在新的议定书中设定特殊的强制生效条件。

编辑

(截自IMO官网)

生效的议定书于1997年包含进新的MARPOL附则VI，并于2005年5月19日强制生效。

编辑

MARPOL附则VI对船舶排气中的硫氧化物和氮氧化物设定了限值，同时禁止故意排放破坏臭氧层物质。附则VI要求在全球范围内使用的燃油含硫量不超过4.5%m/m，呼吁IMO对全球燃油的平均含硫量进行监控。

附则VI包含了允许建立特殊的硫氧化物控制区域的措施，以对硫氧化物排放进行更加严格的控制。在这些区域，船上所使用燃油的硫含量不允许超过1.5%m/m。作为替代措施，船舶须安装废气清洗系统或用其它技术措施以控制硫氧化物的排放。在议定书中，波罗的海被指定为硫氧化物排放控制区域。北海地区在2005年7月开始生效成为硫氧化物排放控制区域。

附则VI也对柴油发动机的氮氧化物的排放也做了限定。在大会通过了强制性的氮氧化物技术规则，该规则明确了如何限制氮氧化物排放，同时涵盖在决议2中。附则VI也禁止在船上焚烧特定产品，包括受污染的包装材料和多氯联苯。

等效方式(SOx洗涤装置等)

附则VI第4条，主管机关可以酌情允许安装SOx洗涤装置或其它工艺对废气进行处理，或者采用替代燃油，或者采用其它技术手段达到控制硫氧化物排放的目的。

上述装置、工艺、替代燃油或其它等效技术手段的应用情况需向IMO报备。可以通过IMO的全球综合航运信息系统(GISIS)获取有关主管机关允许使用这些等效方式的通告。

控制目标

硫氧化物和氮氧化物的排放控制根据是否属于排放控制区域(ECA)而有不同的要求，ECA内的排放控制要求严格得多。

目前在全球区域内有如下ECAs：

• 波罗的海区域—MARPOL附则I中定义(仅SOx)；

• 北海区域—MARPOL附则V中定义(仅SOx)；

• 北美地区(2012年8月1日生效)—MARPOL附则VI的附则VII中定义(SOx，NOx和PM)；

• 美国加勒比海区域(2014年1月1日生效)—MARPOL附则VI的附则VII中定义(SOx，NOx和PM)。

编辑

(截自“【明辉说油】排放控制区(ECA)简介”）

SOx排放控制

编辑

硫氧化物排放控制限值标准

编辑

IMO对硫氧化物排放控制限值及执行时间

NOx排放控制

柴油发动机的NOx排放控制是通过对满足附则VI第13.8条和《NOx技术规则2008》的相关要求进行检查和签发EIAPP的方式实现。

附则VI的NOx控制要求适用于新建或重大改装船舶上功率大于130 kW的船舶柴油发动机，但对应急柴油发电机和救生艇用柴油机这类纯粹应急使用的发动机除外。根据船舶建造日期实施不同层级的排放控制要求，而特定层级的实际排放限值取决于发动机的额定转速，具体详见下表。

编辑

Tier III仅适用于航行在NOx排放控制区域(NECA)内，其它地区仅需满足Tier II。这些NECA及其适用的需满足Tier III船用柴油发动机的具体要求如下：

1. 建造于2016年1月1日及以后，航行于北美ECA和美国加勒比海ECA；

2. 建造于2021年1月1日及以后，航行于波罗的海ECA或北海ECA。

编辑

IMO对氮氧化物排放控制各阶段的限值要求参见上图

首个船舶多燃料经济性分析工具

编辑

编辑

编辑

^[1]

参考

1. ^注：本文内容主要译自IMO官网有关MARPOL历史的介绍，部分图片来自网络，这部分图片的版权归原作者所有。