船舶货运目前在国际货运贸易总量中的占比约为80%，并相应带来约3%的全球温室气体（GHG）排放。根据2020年《国际海事组织（IMO）第四次温室气体研究》的估算，2018年航运业共计排放了 10.56亿吨二氧化碳（CO₂），约占当年全球人类活动CO₂排放总量的 2.89%，其中国际航运活动的CO₂排放量约为 7.4亿吨。此外，2018年航运业还排放了约 1150万吨硫氧化物（SO_x）、2280万吨氮氧化物（NO_x）和 160万吨细颗粒物（PM_2.5）。在经济活动和能源消耗量合理增长的预期下，到2050年，航运排放最高将比2018年水平增长50%。减少航运排放对于减缓气候变化和改善空气质量都至关重要。

国际海事组织（IMO）是联合国的一个专门机构，负责海上航行安全和防止船舶造成海洋和大气污染，以支持联合国的可持续发展目标。

2018年，IMO通过了《减少船舶温室气体排放初步战略》，目标是到2030年，国际航运业的碳强度降低至少40%，并在2050年将温室气体（GHG）排放水平降至至少50%（以2008年排放水平为基准）。

2023年，IMO对其提出的温室气体战略进行了第一次修订，通过本次修订，各成员国达成一致，提出了以下目标：

（1）到2050年前后实现温室气体净零排放；

（2）以2008年排放水平为基准，设立“减排节点目标”，即到2030年温室气体排放总量减少20%，并力争达到30%；到2040年温室气体排放总量减少70%，并力争达到80%；

（3）推动零排放或近零排放技术、燃料和能源的应用，确保到2030年，国际航运能源中可持续能源占比至少达到5%，并力争达到10%。关于IMO初步战略与2023年修订战略的对比，欢迎参阅ICCT相关研究《IMO温室气体战略修订：对航运业和巴黎协定的意义》。

图1. IMO 2018年温室气体初步减排战略、2023年修订战略、基准政策情景及2008年的生命周期GHG排放

IMO本次温室气体战略修订在两个关键方面有所改进，首先是将2050年前后设定为实现净零排放的目标节点；另一项则是关注生命周期排放。在评估生命周期排放时，采用 了100年二氧化碳当量（CO_2e100） 作为衡量标准，基于二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）和氧化亚氮（N₂O）的100年全球变暖潜势值（GWP100）换算出CO₂排放当量。ICCT在相关博客文章《零排放航运与巴黎协定：IMO为什么要在修订GHG战略时设定零排放目标年份和减排节点目标》中具体解释了在2050年之前实现全球航运生命周期温室气体净零排放的必要性。

根据ICCT的研究评估，IMO修订后的（2023年修订）温室气体减排战略可以满足全球变暖控制在远低于2°C以内的减排目标，但还是难以实现1.5°C升温目标的减排路径。如果成员国同意提前至2040年实现净零排放，则该战略才能匹配1.5°C目标的减排需求。按照2023年修订战略的减排路径，无论2030年的减排目标是20%还是30%（力争目标），全球航运都将在大约2032年超出1.5°C的碳预算。但如果航运业能够实现战略中设定的减排路径，在2050年实现生命周期CO_2e零排放，则不会超出远低于2°C目标的碳预算。具体而言，如果遵循的是“力争目标”，则累计生命周期 CO_2e排放量将达到170.1 亿吨；相比之下，2023年修订战略“基础目标”下的排放量为190.2 亿吨。可以看出，更加积极严格的减排目标可以更好地支持将全球升温控制在远低于2°C的范围内。

图2. 基准政策情景、IMO 2018年温室气体初步减排战略、2023年修订战略基础目标及力争目标下2020-2050年的累计生命周期CO_2e排放

船舶能效设计指数（EEDI）

船舶能效设计指数（EEDI）旨在鼓励新生产船舶使用更高效的设备和发动机。EEDI指数针对不同款型和尺寸的船舶，设定了最低能效标准（以载重吨-海里或总吨-海里为单位，具体取决于船舶类型）。该法规自2013年起生效，并设定了为期两年的过渡期，在此期间，新船设计无需立即满足基准能效标准。此后，标准将逐步加严，以提高能效要求。EEDI指数是一项船舶性能指标，制造商可以从成本效益角度出发，自主选择适用于具体船型产品的技术方案，只要新生产船舶能够达到规定的能效标准即可。EEDI指数以船舶单位运载能力（吨-海里）排放的二氧化碳克数（g CO₂）表示，数值越小，表示船舶设计的能效越佳。EEDI指数的计算公式是基于船舶的具体技术设计参数得出的，以确保能够客观地评估船舶的能源效率水平。

目前，EEDI指数设定的二氧化碳减排限值（以每吨-海里二氧化碳克数表示）共划分为三个阶段，未来还将推出更多阶段。每个阶段根据船舶的类型和尺寸，设有不同的减排标准。EEDI 指数适用于全球绝大多数最大型和能源消耗量最高的船舶，具体包括：运油船、散货船、液化气运输船、普通货船、集装箱船、冷藏货船、兼用船、LNG运输船、汽车运输船、滚装货船、滚装客船以及使用非传统推进系统的邮轮。对于当前EEDI指数规定未覆盖的其他船型，将制定新的计算公式，优先针对碳排放量最高的船型实施管理，以确保它们未来能够符合更加严格的能效要求。

船舶能效管理计划

船舶能效管理计划（SEEMP） 旨在以最具成本效益的方式提高船舶的能源效率，为航运公司提供了一种专注于船舶和船队能效管理的方法。能效运营指标（EEOI） 是一种常用的监测工具，为船东和运营商提供了一种衡量船舶实际运营燃油能效的方法，并可用于评估各种改进措施的效果（例如优化航程规划或更频繁地清洁螺旋桨等）。SEEMP 计划鼓励船东和运营商在计划实施期间持续分析和评估新技术和最佳实践方案，以不断提升船舶的能源效率并降低运营成本。

现有船舶能效指数

现有船舶能效指数（EEXI）是一项类似EEDI指数的技术指标。与仅适用于新生产船舶的EEDI指数不同，EEXI指数适用于所有船舶。EEXI指数于2023年生效，所有总吨400吨及以上的现有船舶都需要计算其EEXI指数，并根据船舶类型和尺寸（依据发动机功率和航速）与规定的EEXI指数进行比较。对于不符合要求的船舶，需要采取措施，例如限制发动机或轴功率，或安装节能改装设备（如风力辅助推进系统），以达到规定的EEXI指数标准。

碳强度指标

碳强度指标（CII） 是一项基于运营的评估标准，适用于总吨5000 吨及以上的船舶，于2023 年正式生效。CII 指标用于衡量船舶在运营过程中每载重吨-海里的年度温室气体排放量。CII 指标根据船舶的碳强度表现给予 A 至 E 的评级，其中 A 代表最佳表现，C 为合规的最低标准。到 2030 年，评级对应的 CII 指标将逐步收紧，以推动船舶采用节能减排技术。若船舶连续三年被评为 D 或 E 级，船东将需要提交整改行动计划，详细说明如何改进船舶运营以达到合规标准。CII 指标将被记录在船舶的“能效管理计划（SEEMP）”中。IMO 鼓励港口为获得 A 或 B 级 CII 评级的船舶提供激励措施，以促进船舶在运营期间降低燃料消耗和温室气体排放。

短期减排措施具有怎样的减排潜力？

目前，已有多种技术可用于降低船舶的负荷和能量损耗，从而提高每单位运输活动的能源效率，减少燃料消耗和二氧化碳排放。发动机、螺旋桨、水动力、空气动力以及辅助动力等技术都可以降低船舶的能量需求。此外，维修保养和运营方面的最佳实践也能优化现有船舶的物理组件。例如，定期清除螺旋桨上的附着物或改善船体表面的光滑度都能有效降低动力需求。降低船舶航速是减少燃料消耗和二氧化碳排放的最有效方法之一，因为它不仅可以优化发动机效率，还能显著减少水阻力和空气阻力。

图3. 航运船舶的多种节能减碳路径

根据ICCT的评估（如下图中的基准线所示），EEDI规定有望在 2030 年前将全球船队的平均二氧化碳排放强度降低 20%。由于 EEDI 指数仅适用于新生产船舶，并考虑到船舶的使用寿命较长，EEDI 规定的影响将在 2030 年之后更加显著，届时会有更多符合 EEDI 指数要求的新船舶将加入到船队群体当中并逐步替代老旧船舶，从而进一步降低整体碳排放强度。

图4. 不同管理政策情景下国际航运的CO₂强度

从EEXI和CII两项管理措施来看，目前的版本预计难以带来的显著的减排效果。按照EEXI指数规定的严格程度，预计到2030年只能减少大约1%的未来排放，而CII指标仅仅是对船舶从A到E进行评级，缺乏强制性的减排措施。值得期待的是，这两项规定均计划最迟在2026年1月1日之前进行修订。为了提高其有效性，我们建议CII指标在修订时考虑全生命周期的二氧化碳当量排放，而不单纯只考虑二氧化碳，同时增加减排目标要求。

图5. 在EEXI指数法规加严的情景下，三类主流船舶2030年的CO₂减排预期

此外，CII指标还有更多可以改进的地方。例如，可考虑公开每艘船舶的CII评定结果，以便让表现出色和不达标的船舶得到对应的市场反馈。此外，对于连续获得D级或E级评定的船舶，还应设立更严格的惩处措施。目前规定，连续三年获得D级或在任何一年被评为E级的船舶需要制定并实施整改行动计划。然而，这些计划并没有明确的内容要求，而且无论船舶多少次未达标，其环境合规证书都不会被吊销，这大大削弱了规定的约束力。

除了短期措施外，IMO还在制定中期减排措施，计划于2025年春季召开的第83届海洋环境保护委员会会议（MEPC 83）上批准，并在2025年秋季特别召开的MEPC特别会议上通过，以便这些措施能于2027年生效。这将是一套“组合措施”，其中包括技术性措施和经济性措施两大要素。技术性措施方面，预计将引入温室气体燃料标准，该标准将逐步降低船用燃料的生命周期二氧化碳当量（CO2e）强度。经济性措施目前尚未完全确定，正在考虑的选项包括温室气体燃料税、奖惩机制以及碳交易体系。这套中期温室气体减排“组合措施”预计将在2025年底之前由委员会最终确定。

除了“组合措施”之外，IMO还在研究其他一些可能的中期温室气体减排措施，包括每年开展IMO温室气体排放和碳强度评估；设计反馈机制，收集和分享各项减排措施实施过程中的经验教训；进一步完善生命周期评估（LCA）指南等。这些额外措施预计会在2023年至2030年间陆续确定，并分别设定生效时间和开始减少温室气体排放的时间。

长期以来，海运业高度依赖于使用重油（HFO）燃料的大型柴油发动机，这类燃料在燃烧时会排放出硫氧化物（SO_X）和氮氧化物（NO_X）等有害空气污染物，对空气质量产生不利影响，特别是对于沿海地区的影响尤为严重。设立排放控制区（ECA）是减轻船舶排放影响的一项有效的措施，所谓设立ECA控制区，即指定某一海事区域，在该区域内实施更严格的标准规定，以防止、减少和控制来自船舶的空气污染。ECA控制区的概念最早由IMO于1997年在《国际防止船舶造成污染公约（MARPOL）》附则VI中提出，并于2005年正式生效。2008年，IMO海洋环境保护委员会（MEPC）通过了附则VI修正案，对ECA控制区的相关规定进行了修订和强化。ECA控制区内设定的标准可包括燃料中硫含量的最高允许限值、排放控制技术应用要求（如洗涤塔、选择性催化还原装置等），以及合规监管机制。根据管控污染物的类型，ECA控制区可分为硫氧化物排放控制区（SECA）、氮氧化物排放控制区（NECA）和同时涵盖两者的综合排放控制区。通过设立ECA控制区，可以有效减少船舶对沿海地区和全球环境的空气污染影响。

目前，IMO已指定了七个ECA控制区。在这七个 ECA控制区中，有六个区域同时对SO_X和NO_X排放进行管控，只有地中海排放控制区目前仅对SO_X排放实施限制，但未来也计划将 NO_X排放纳入管控范围（详见下表）。所有排放控制区预计将大幅减少 SO_X、NO_X和PM排放，从而显著改善空气质量，带来重要的环境和健康收益。

表1. 已经设立的排放控制区

IMO通过《国际船舶防止空气污染证书》（EIAPP）来管控柴油发动机的氮氧化物（NO_x）排放，发动机同时还要满足《2008年氮氧化物技术规范（MEPC.177(58)）第13.8条和5.3.2条关于在役船舶的合规要求。

根据MARPOL附则VI的规定，柴油发动机的NO_x排放限值取决于发动机的额定转速。其中，Tier I和Tier II限值适用于全球范围，而Tier III标准仅适用于氮氧化物排放控制区（NECA）。下表展示了具体的NO_x排放限值。

表2. MARPOL附则VI中的NO_x排放限值

对于船舶而言，想要满足Tier II标准，通过可以选择优化燃烧过程，包括调整燃油喷射正时、喷油压力、喷油速率、喷油嘴流通面积、排气阀正时以及气缸的压缩比等参数。

要满足Tier III标准通常需要采用专门的NO_x排放控制技术，如废气再循环（EGR）或选择催化还原（SCR），或者使用低压喷射（奥托循环）的液化天然气（LNG）发动机来达到要求。

根据2008年MARPOL附则VI修订案，Tier I标准适用于安装在1990年至1999年间建造的船舶上的现有发动机，但前提是该发动机的单缸排量≥90升，额定功率≥5000千瓦，并且有获得批准的发动机升级套件可用。

附则VI中的规定还包括对燃料硫含量的限制，以控制SO_x排放，并间接减少PM排放（尽管法规中没有明确的PM排放限值）。此外，对于SO_x排放控制区（SECA），还规定了特殊的燃油质量要求。

表3. MARPOL附则VI中的燃料硫含量限值

大多数在SECA控制区内和控制区外同时航行的船舶都会携带多种燃料，并在进出ECA时切换使用高硫和低硫燃料。在进入SECA之前，船舶必须切换至符合要求的低硫燃料，并需持有关于切换流程的书面操作规程。船舶在离开SECA后才能切换回标准的燃料。在每次进出SECA时，船舶必须在航海日志中记录各类燃料的数量、切换日期、时间以及船舶位置。作为替代方案，船舶也可以使用废气清洁系统（通常称为“洗涤塔”）来去除废气中的SO_x ，使其排放水平与使用符合ECA标准的燃料相当。然而，ICCT的相关研究表明，使用洗涤塔的船舶在二氧化碳、颗粒物和黑碳方面排放量普遍高于使用低硫船用燃料（MGO）的船舶。此外，开环和混合洗涤塔排放的洗涤水，以及闭环洗涤塔产生的排污水中可能含有多环芳烃、颗粒物、硝酸盐、亚硝酸盐和重金属等污染物，且其酸性通常高于排放水体，这将对海洋环境构成潜在威胁。

在船舶碳排放控制标准方面，2012年，交通运输部先后发布了《营运船舶燃料消耗限值及验证方法》和《营运船舶CO₂排放限值及验证方法》, 对营运船舶的 CO₂排放，提出了规定及验证程序，建立了拟投入营运船舶的市场准入机制，但该标准为推荐性标准，目前在内河标准船型强制执行。对拟投入营运市场、国内航行、以柴油机为主推进动力运输船舶燃料消耗限值和碳排放限值总体降低10%以上。此外，中国海事局于2022年发布《船舶能耗数据和碳强度管理办法》，要求400总吨及以上中国籍船舶及进出我国港口的外国籍船舶收集和报告船舶能耗数据，各直属海事局将依据《国际防止船舶造成污染公约》要求，核定船舶达到的年度营运碳强度指标（CII）并评定年度营运碳强度等级。船舶年度营运碳强度等级评定结果为E级或者连续三年为D级的，应当立即制定整改行动计划并纳入《船舶能效管理计划》中，并于当年的4月30日之前，将修订后的《船舶能效管理计划》提交至被授权的直属海事局验证。

在船舶空气污染物排放控制方面，2015年，交通运输部发布《珠三角、长三角、环渤海（京津冀）水域船舶排放控制区实施方案》，首次划定了中国船舶排放控制区及排放控制区内的核心港口区域，并规定了排放控制区内船舶使用燃油的硫含量限值，控制要求如表所示：

该政策能够大幅减少船舶靠港期间的排放，但根据ICCT此前以珠三角区域200海里范围为案例的研究，靠港期间的船舶排放仅占总排放9%，而12海里范围内的排放占了总排放的60%以上，将排放控制区扩展到12海里范围能够大幅提高减排效果。

2018年，交通运输部发布《船舶大气污染物排放控制区实施方案》，更新了排放控制区范围及控制要求，排放控制区沿海部分从三大排放控制区域扩展到中国沿海全域，更新了对燃油硫含量限值要求，并增加了氮氧化物排放控制要求及船舶靠港使用岸电要求。排放控制区范围及控制要求如下：

硫氧化物和颗粒物控制要求：

氮氧化物控制要求：

船舶靠港使用岸电要求：

相比IMO设定的船舶排放控制区，我国排放控制区范围与要求仍有进一步加严空间。如果对标IMO船舶排放控制区，将控制区范围扩展到200海里范围，并将燃油硫含量限值加严到0.1%m/m，根据ICCT的研究，将进一步减少控制区范围内70%以上的船舶硫氧化物排放，50%以上颗粒物排放以及12%以上的氮氧化物排放，空气质量与人群健康收益将是控制区导致额外支出的4-6倍。

2016年8月30日，环境保护部（现生态环境部）与国家质量监督检验检疫总局（现国家市场监督管理总局）联合发布了中国首个针对国内航运船舶用发动机的国家排放标准。其中，第一阶段标准于2018年7月1日起实施，而更严格的第二阶段标准于2021年7月1日起实施。该标准适用于额定净功率≥37千瓦且单缸排量≤30升的船用发动机，涵盖了内河水域和沿海水域航行的船舶，但用于紧急救援的船舶可豁免执行该标准。该标准将船用发动机划分为以下三类：

第一类： 额定净功率大于37千瓦且单缸排量小于5升的发动机；

第二类： 单缸排量在5升至30升之间的发动机；

第三类： 单缸排量超过30升的发动机。

该标准适用于安装在内河船、沿海船、江海直达船、海峡（渡）船和渔业船舶上的第一类和第二类船用发动机，这些发动机的额定净功率需大于37千瓦。净功率小于37千瓦的小型发动机另外适用非道路机械发动机法规。功率超过130千瓦的大型船用发动机则受IMO）制定的NO_X排放标准约束。

表4. 船用发动机第一阶段排放限值（2018年7月1日生效）

表5. 船用发动机第二阶段排放限值（2021年7月1日生效）

该标准还对船用发动机使用的燃料硫含量设定了限制，以控制SO_X排放。具体要求如下：

• 自2018年1月1日起，在内河水域航行的内河船、江海直达船和渔业船舶必须使用超低硫柴油，其最大硫含量不得超过10 ppm。此前，这些船舶被允许使用硫含量在50 ppm至350 ppm之间的柴油燃料。
• 沿海船、海峡（渡）船以及在近海作业的渔业船舶，如船机设计需要使用船用燃料油，应使用符合国家标准及法规的低硫船用燃料。不过，目前对这些燃料尚未规定明确的硫含量上限。合规性也可以通过使用其他SO_x排放控制技术（如洗涤塔）来证明，只要这些技术能够提供与低硫燃料等效的SO_x减排效果。

根据环境保护部（现生态环境部）的估算，第一阶段标准将使船舶发动机的PM排放减少70%，NO_X排放减少超过20%；第二阶段标准将进一步使PM和NO_X排放分别减少40%和20%。如果在第一阶段标准实施期间，所有内河船舶均使用硫含量10 ppm的普通柴油，所有沿海船舶使用硫含量低于5000 ppm的低硫燃料，SO_X 排放量每年可减少54万吨，PM排放量可减少4万吨。随后，在第二阶段标准实施期间，如果所有沿海船舶均使用硫含量低于1000 ppm的燃料，SO_X 和PM的排放量将每年分别再减少11万吨和1万吨。

在出台标准与控制法规之外，中国近年来发布了多部政策文件，从优化能源结构、推动岸电基础建设与使用比例、淘汰老旧船舶、推进清洁能源应用、推广新能源船舶等方面，多维度推进船舶减污降碳。

岸电作为减少船舶靠港期间排放的重要措施，在多个政策文件中被提及。岸电能够为靠港船舶的船上电气系统（如照明，通风，通讯等）供电，使船舶能够关闭辅助发动机，减少空气污染物与温室气体排放。ICCT针对集装箱船的案例研究显示，50%的岸电接用率能够减少港区内20-25%的SO_x、PM、NO_x和CO₂排放。

此外，淘汰高耗能高排放的老旧船舶以及推广使用新能源船舶是船舶减污降碳的重要手段。对我国沿海船舶的案例分析表明，随着船队的不断更新，能效相关政策的减污降碳潜力将逐步得到释放，预计能够减少30%-40%的船舶排放。推广使用新能源船舶则是实现低排放甚至零排放的关键手段，预计能够减少50%以上的船舶排放。

目前，我国已经有多艘新能源货运船舶在长江、珠江等主要航道试点运行，但较高的购置成本和运营成本仍然是大范围推广使用新能源船舶的主要障碍。购置成本方面，新能源船舶的动力系统、燃料供应系统、燃料储存系统等的成本均高于传统燃油船舶，根据ICCT估算，如果我国建造的传统燃油船舶均转型为新能源船舶，每年的额外成本为36-180亿美元。燃料成本方面，考虑能源生产成本、储存与加注基建设施成本，目前仅有化石燃料LNG和以LNG为原料生产的灰色甲醇的成本可与传统船用燃油基本持平，其余各类燃料成本均远高于传统船用燃油，而化石燃料LNG和灰色甲醇的生命周期排放与传统船用燃油相比，没有显著的减排潜力。

近年来，一种新兴的解决方案是建立绿色航运走廊，绿色航运走廊可以是一个小的区域，或两个港口之间的点对点航线，或是一系列航线组成的网络。在绿色走廊上，各利益相关方合作部署零排放船舶和零排放港口等其他减排方案。通过燃料生产商、船东、运营商、货主、港务局和政策制定者等多方合作的方式能够明确减排方案，减少不确定性，并系统性解决推广新能源船舶过程中面临的燃料供应不足、缺乏港口基础设施、缺少替代燃料安全法规等问题。

建立一条绿色航运走廊通常需要从可行性预研究开始，预研究会涉及对潜在替代燃料类型选择的相关研究，包括替代燃料需求、船舶和航线特征、贸易流等。可行性预研究能够为筛选绿色航运走廊过程提供必要信息，筛选的标准不一而足，但一般都基于减排潜力、技术可行性、经济可行性和利益相关方意愿等。

ICCT此前以中美集装箱航线和中国沿海渡轮航线为例，进行了一系列绿色航运走廊可行性预分析，研究表明，对于中美集装箱航线这种长距离、高运输量的远洋航线，即使是使用替代燃料中能量密度相对较低的氢燃料，也不需要对船上空间做任何改变，仅需在途中有一次靠港加氢，就能够保证几乎所有航次的能量需求，从技术可行性角度来说，除了电池动力，其余所有替代燃料都可以作为该类航线成为绿色航运走廊的替代燃料选项。对于短途、运输量小的国内渡轮航线，在不增加额外的靠港补能时间的前提下，电池动力也能够满足50%以上航线的能量需求，具有较高的技术可行性。