国际海事组织限硫令下的全球船舶尾气洗涤塔洗涤废水排放

作者：Liudmila Osipova, Elise Georgeff, Bryan Comer 2021年04月29日

随着IMO从2020年1月起严格限制全球海域中船舶燃油的硫含量不能超过0.5%，越来越多的船舶为了控制成本开始选择加装尾气洗涤塔来替代使用高成本的低硫燃油。至2020年，加装尾气洗涤塔的船舶数量已超过4300艘。本研究将介绍船舶尾气洗涤塔洗涤废水的排放情况并提出相关政策建议。

一、全球层面

（一）方法论

我们使用了三组全球商业航运数据集，分别为AIS、IHS和Clarksons集团世界船队注册信息（WFR）。其中，由exactEarth提供的AIS数据为我们提供了全球航运流量情况，通过将Clarksons船舶注册信息中每艘配备洗涤塔的船舶的IMO编号与AIS数据进行匹配，我们可以了解到单艘船舶的航运信息。我们在ICCT的SAVE模型中集成了AIS和IHS数据集，以估算每艘船舶逐小时的具体功耗。通过将WFR信息与SAVE模型集成，我们最终可以确定配备洗涤塔的全球船队的全年航线。

我们评估了截至2020年底使用洗涤塔的所有船舶的洗涤废水排放量，并使用SAVE模型评估了每艘船的能源需求量（兆瓦时）。对于洗涤废水排放流速，我们采用了IMO指南为开环洗涤塔设定的45吨/兆瓦时的标准流量，对于混合洗涤塔，我们假设它们始终处于开环模式下运行，洗涤废水排放流速与开环洗涤塔相同（45吨/兆瓦时）。闭环洗涤塔的典型流速在0.1和0.3立方米/兆瓦时之间变化，在本次研究中，基于水的密度约为1吨/立方米的假设，采用了一个比较保守的流速值0.1吨/兆瓦时。

（二）主要结论

1. 全球层面

根据预计，安装有洗涤塔的船舶每年将在全球排放100亿吨以上的洗涤废水，其中绝大多数洗涤废水是由开环洗涤塔和以开环模式运行的混合洗涤塔排放的，开环模式洗涤塔排放的洗涤废水可达100亿吨，而闭环洗涤塔排放的洗涤废水仅为30万吨。从船型来看，集装箱船、干散货船和油轮共同占据了约70%的洗涤废水排放量，游轮的洗涤塔废水排放占比预计在15%，尽管在所有安装有洗涤塔的船舶中，安装有洗涤塔的游轮数量占比仅为4%。

图1.不同类型船舶的洗涤塔废水排放占比

从全球角度来看，洗涤塔洗涤废水的排放分布并不均匀，我们发现共形成了三个集中排放热点区域：第一个是加勒比海，第二个是欧洲的波罗的海、英吉利海峡和地中海地区，第三个是沿中国南海和东海穿越马六甲海峡的航线（图2）。

这些地区存在多个航运交通瓶颈，这种瓶颈是由于自然形成的海峡以及人工运河和船闸造成的。在这些航运瓶颈区域，洗涤废水排放量会有所增加。在欧洲就有几个比较极端的航运瓶颈案例，包括英吉利海峡、丹麦大贝尔特海峡和土耳其伊斯坦布尔海峡，这些地区船舶数量众多，航运活动密集，导致上百万吨的洗涤废水在这些区域内排放。

马六甲海峡是东南亚地区一个众所周知的航运瓶颈，地处海峡周围的新加坡、印度尼西亚和马来西亚均已禁止在其港口使用开环洗涤塔排放洗涤废水，但马六甲海峡内却没有相关禁令要求。在苏门答腊岛北端和新加坡海峡起点之间，将会有超过1.8亿吨的洗涤废水被排入这一狭窄海域内。

图2. 全球洗涤废水排放分布以及最大的洗涤废水排放热点区

2. 特别敏感海域

图3显示了15个由IMO指定的特别敏感海域（PSSA）的位置。表1中列出了各区域的洗涤废水排放量及排放强度，区域编号则在图3的地图上有所显示。

图3. IMO指定的特别敏感海域

在特别敏感海域中，西欧水域（#1）和波罗的海（#2）排入的洗涤塔废水最多，共计高达6.05亿吨（图4，B区域），占所有特别敏感海域洗涤塔废水排放总量的91%。博尼法乔海峡（#4）每平方公里的洗涤废水流量最高，为825吨/平方公里。大堡礁特别敏感海域的洗涤废水排放量居第三位（3200万吨），这主要是由于区域内有三个煤炭出口港（图4，C区域）。巴布亚新几内亚附近的Jomard Entrance航段（#8）的单位面积洗涤废水排放强度位居第二，为686吨/平方公里，且废水排放集中在860平方公里的小面积海域内。佛罗里达群岛特别敏感海域（#7）的洗涤废水排放量超过200万吨（图4，A区域）。即使是在加拉帕戈斯群岛（#10）也会有洗涤塔废水排放污染，而唯一幸免的是马尔佩洛群岛（#15），这是一片最小的特别敏感海域，面积仅600平方公里，是唯一没有遭受洗涤废水排放污染的特别敏感海域。

表1.特别敏感海域内的洗涤废水排放情况

图4. 特别敏感海域内的洗涤塔废水预计排放量

（三）政策建议

海洋环境保护委员会（MEPC）应通过一项决议，呼吁船舶立即停止在受到保护的区域内排放洗涤塔洗涤废水，保护区应包括河口、近岸水域、海洋保护区，尤其是特别敏感海域。我们的分析表明，装有洗涤塔的船舶预计会在特别敏感海域中排放至少6.65亿吨洗涤废水，而在这些特殊地区中，有些珊瑚礁系统已经受到威胁（例如加勒比海和大堡礁），还有些地区的海洋生物濒临灭绝（例如加拉帕戈斯群岛）。

国际海事组织（IMO）可以在《国际防止船舶造成污染公约》（MARPOL公约）下禁止新船舶选择使用洗涤塔来作为燃料硫含量合规的等效选项，并为淘汰现有船舶上已安装的洗涤塔制定目标时间表。根据IMO的管理法规出台机制，这项规定或将需要几年时间才能落实执行，但最终将能够停止使用洗涤塔。与此同时，海洋环境保护委员会（MEPC）可以通过一项自愿性决议，呼吁管理部门（船旗国）不批准悬挂其国旗的船舶使用洗涤塔，且相关管理规定应同时涵盖开环和闭环洗涤塔系统。

二、区域及港口层面

（一）主要研究结论

领海及内河水域的排放情况

图5显示了领海及内河水域洗涤塔废水排放量最大的10个国家，其他沿海国家领海、内河水域及专属经济区内的洗涤废水排放量及浓度可点击下载报告查看全文。

图5.领海范围内洗涤塔洗涤废水排放量最高的10个国家

总体上，辖区水域范围最大的国家承受了最大量的洗涤废水排放，从面积来看，这10个国家的水域面积（领海+内河水域）加起来占所有国家水域面积的36%，在这10个国家水域范围内排放的洗涤废水约占所有国家水域内洗涤废水排放总量（18亿吨）的近一半。根据评估，承受洗涤废水排放量最大的三个国家分别是美国、英国和意大利（表2），船舶在这三个国家排放的洗涤废水量共计为3.74亿吨，占所有国家水域内洗涤废水排放总量的20%左右。美国是世界上水域面积最大的国家之一，从洗涤废水排放总量来看，美国水域内的洗涤废水排放量是最高的；但如果从单位水域面积排放率来看，美国在154个国家中仅列第51位。

表2. 领海及内河水域洗涤废水排放前10名的国家

按船旗国划分的排放情况

目前，共计有52个国家（船旗国）登记注册了安装有洗涤塔的船舶。在大多数情况下，一个国家领海海域内的洗涤废水主要是由悬挂外国国旗的船舶排放的。如表3所示，在154个国家中，只有11个国家领海内洗涤废水的最大排放源是悬挂本国国旗的船舶，而其中只有在立陶宛和意大利，悬挂本国国旗的船舶产生的洗涤废水排放占比达到或超过了50%。

表3. 领海海域中悬挂本国国旗的船舶洗涤废水排放占比较高的国家

图6展示了按船旗国划分的洗涤塔洗涤废水排放情况。排名前五的船旗国的船舶所产生的洗涤废水排放量占全球洗涤废水排放总量（55亿吨）的一半以上。其中，悬挂巴拿马国旗的船舶洗涤废水排放量最大（532艘船舶，洗涤废水排放18亿吨），其次是马绍尔群岛（662艘船舶，洗涤废水排放12亿吨）和利比里亚（462艘船舶，洗涤废水排放10亿吨）。虽然巴拿马禁止在巴拿马运河内使用开环洗涤塔排放洗涤废水，但该国登记注册的船舶所产生的洗涤废水排放量占全球洗涤塔洗涤废水排放总量的18%。

图6. 按船旗国划分的尾气洗涤塔洗涤废水排放情况

主要港口的排放情况

如图7所示，通过分析各港口的洗涤废水排放情况可以看出，在北美、加勒比海以及欧洲都有比较突出的排放热点区域，包括英吉利海峡、北海、波罗的海和地中海等。

图7. 洗涤塔洗涤废水在港口周边1海里范围内的排放情况

根据评估，预计共有3亿吨洗涤废水被排放入全球主要港口内，洗涤废水排放量前10名的港口被排入了约8300万吨（占比28%）洗涤废水（详见表4），而这其中约一半的洗涤废水被排放到英属开曼群岛的乔治敦港。这主要是由于乔治敦港游轮活动非常频繁，在乔治敦港停靠的50艘安装有洗涤塔的船舶中，有49艘是游轮，这些游轮带来了港内绝大多数的洗涤废水排放。在所有洗涤废水排放量前10名的港口中，洗涤废水的最大排放源都是游轮，游轮航程中25%的时间都停靠在港口内，且其靠港期间的能源消耗量也是所有船舶类型中最高的。如图8所示，安装有洗涤塔的游轮的平均功耗为12兆瓦/时，而相比之下原油运输船的在港口平均功耗仅为4兆瓦/时。

表4. 洗涤废水排放量（质量）排名前十的港口

图8. 按船型划分的平均功耗和在港时间比例

（二）政策建议

区域层面：

相邻国家可以协同出台船舶洗涤塔废水排放禁令，从而避免仅仅将洗涤塔排放的废水转移到政治辖区界外，而并没有从生态环境层面切实消除废水污染。例如，马来西亚、印度尼西亚和新加坡已经禁止在其港口内使用开环洗涤塔，但这一管理禁令并没有延伸到马六甲海峡区域，该海峡在地理位置上穿越上述三个国家的领海，且马六甲海峡是全世界洗涤废水排放浓度最高的海域。

对于巴拿马、马绍尔群岛和利比里亚等重要的船旗国而言，这些国家登记注册的船舶预计将承担全球40%的洗涤塔洗涤废水排放，这些国家可达成一致，逐步要求悬挂本国国旗的船舶停止使用洗涤塔。就巴拿马而言，这相当于对悬挂其国旗的船舶实施与对通过巴拿马运河的船舶相同的排放禁令。

港口层面

港口可以主动禁止洗涤塔在其管理水域内排放洗涤废水。我们公布了受洗涤废水排放影响最大的港口的排名，主要包括乔治敦港、南安普顿港、弗里波特港和温哥华港等。

港口可以要求船舶在条件允许的情况下使用岸电，如果不具备岸电使用条件，港口方面可要求船舶使用低硫燃油，避免在港区内使用高硫燃油并产生洗涤塔废水排放。游轮活动频繁的港口可新建或安装更多的岸电设备，在洗涤废水排放量最大的前10名港口中，有7个港口的游轮洗涤废水排放量占在96%以上。在建立岸电供应后，货轮靠港时也可以使用岸电。

港口应对水体和沉积物进行持续的酸度、多环芳烃、重金属、硝酸盐和亚硝酸盐监测。由于船舶氮排放污染可能加剧富营养化，所以在进行污染物监测时还可补充增加光合活性监测，并将监测结果作为富营养化的生物学指标。此外，港口还应对所有在港区内使用洗涤塔的船舶进行记录，要求船舶管理人员报告船舶靠港期间的燃油消耗量和洗涤塔洗涤废水排放量。

关键词: 移动源减排技术

地区/国家
全球
研究领域
船舶航运
政策分类
达标合规监管

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更新日期：2025年【1】月【9】日

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