现有船舶能效指数(EEXI)综述

2021-1-15 17:23| 查看: 3793| 评论: 0

随着2050年温室气体战略的实施,IMO制定了在2030年之前将航运碳排放强度降低40%,并在2050年之前降低碳排放总量50%(碳强度70%)的明确目标。2018年,IMO批准了温室气体战略,以2008年为基准线进行折减率计算,并为实现这一目标制定了短期、中期和长期措施。

短期措施将于2023年生效,对包括主机限速在内的短期措施进行了广泛讨论。根据近十年来市场驱动的船舶降速实践,这项短期措施被公认为在CO2减排方面具有较大潜力。对船东而言,其他提升当前船队能效的方法还包括使用替代燃料、安装节能装置,以及建造新船替代旧船等,如图1所示,但经济性相对船舶限功率和减速而言较差。


图 1 现有船队满足能效要求的途径


EEXI简介

在2020年11月举行的MEPC 75次会议上,IMO批准了《MARPOL公约》附则VI的修正案,引入了EEXI,即现有船舶能效设计指数的概念,适用于《MARPOL公约》附则VI规定的所有400总吨以上的船舶,以期在2021年6月举行的MEPC 76次会议上通过,并将于2023年正式生效。同时,将启动EEXI的计算、检验和验证等配套导则的制定起草工作,并在MEPC 76次会议上定稿。归根结底,EEXI是新造船舶相关的EEDI概念对现有船舶的扩展,因此大多数程序与EEDI相同,仅对有限的设计参数进行了一些修正。本文根据IMO公开提供的资料,对EEXI的核心计算方法进行全面讲解,作为未来履约实施的基础。


EEXI履约实施

对于除过去已按照EEDI第2或3阶段要求建造以外的大多数船型的船舶,必须按要求对其签发EEXI技术文件。EEXI技术文件包括已达到EEXI的计算,其必须低于要求的EEXI值。要求的EEXI值根据不同船型进行设定,其折减率与EEDI参考基线相关,这些折减率在与第2和第3阶段相关的EEDI折减率范围内,这意味着要求的EEXI几乎与当前新建船舶的要求一致。具体船型的折减率如表1所示。


表1:EEXI相对于EEDI参考基线的折减系数(百分比)

EEXI技术文件必须及时提交至船级社批准,并在批准后随船携带。在EEXI要求的生效日期后的初次年度检验、中期检验或换证检验期间,即2023年内,需对已达到EEXI进行验证,并随后签发新的国际能效证书(IEE证书),具体流程如图2所示。


图 2 获取IEE证书的途径


EEXI计算方法

EEXI的计算根据EEDI的计算方法进行,基于2018年EEDI 计算导则,对现有船舶进行了一些参数修正。当前可用的计算方法仅有提案ISWG-GHG 7/2/7所列导则草案,而在2021年MEPC 76次会议通过后,由正式导则文本所取代。

原则上,EEXI是对单位货物载重吨和单位英里的CO2排放量的计算,它确定了与装机主机功率、货运量和航速有关的CO2标准排放量,作为一个设计指标而非操作指标,与过去年份的测量值无关,也无需船上测量,仅代表船舶的设计指数。

CO2排放量根据主机的装机功率、主机和辅机的相应燃油消耗率以及燃料与相应CO2质量之间的转换系数计算得出。运输功是由货运量决定的,通常与船舶的载重和与装机功率有关的船速相关。EEXI计算考虑了大多数船型的75%的最大主机功率作为比功率,而非最大主机功率,这一比功率主要与主机燃油消耗比和船速相关。

EEXI适用于几乎所有400总吨以上的远洋货船和客船,但针对不同船型,对公式修正系数进行了适当调整,以便进行比较。例如对于冰级船舶,则需考虑结构增强系数的修正;对于船上起重机和冰区航行的冰级船舶,则适用于进一步的修正系数。需指出的是,所有修正系数仅适用于特定船型,因此对于某些船舶,最初简单的EEXI计算可能会因修正系数叠加而变得相当复杂。


EEDI和EEXI计算方法的不同

姊妹船的EEDI值之间通常存在细微差异,这在一定程度上是由于建造系列中船舶的重量不同,但主要原因在于每艘船舶的单独海试中确定的不同船速造成的。

对于EEXI,除非在EEDI认证范围内进行,否则无需进行海试,这意味着对于EEDI前建造的船舶,相关的船速不能通过船上测量确定,而这些船舶的EEXI参考船速是根据特定设计的模型试验中的速度/功率曲线确定的,因此,姊妹船若不考虑EEDI,将具有相同的EEXI参考船速。

然而,模型试验并非适用于所有船舶,因此,EEXI计算导则提供了基于船型和装机功率的近似公式来计算参考速度的选项。当包含的边界系数为5%时,该近似参考船速是保守的,因此建议尽可能提供模型试验以验证。

采用近似参考船速公式的直接原因是大多数船舶缺乏模型试验数据,而主机和辅机的燃油消耗比值则同样存在类似的困境,即缺少试验数据。EEXI计算导则中定义了主机和机的燃油消耗比,而这些标准值在趋势上是保守的。使用实船测量的试验数据将提高已达到EEXI值,因此建议提供相应的报告。


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中国船舶集团有限公司第十一研究所所属《造船技术》、《中国海洋平台》期刊官方专栏。

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