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论说EEDI(能效设计指数)的强制实施的合理性
摘要：EEDI(船舶能效设计指数)作为对未来造船界有深远影响的一项新的IMO法规，从政治、经济及技术等各个方面对船舶能效设计指数推出的合理性进行了全面的分析和论述，并针对当前的船舶工业界的现状，提出了现阶段实施EEDI的可行建议。
关键词：船舶、舰船工程;能效设计指数(EEDI);东京议定书
引 言
2008年l0月6日至10日，MEPC(Marine Environment Protection Committe)58次会议在英国伦敦IMO(Intemational Maritime Organization)总部/lt~,N召开，会议对GHG(Green House Gas)减排的各个方面进行了深入的讨论，尤其是二氧化碳排放新船设计指数即现在的EEDI能效设计指数。对于该指数是否应该强制实施，各方也表示了不同的意见，部分国家表示了支持如英国，法国，德国，挪威， 塞浦路斯等，但也有部分国家表示了反对如巴西，印度及欧洲造船协会等。中国作为正在发展中的造船大国，也从政治，经济及技术等各方面对该指数强制实施的合理性进行了深入的研究。
1、EEDI与UNFCCC 确定的“共同但有差别的责任”原则的关系
自从MEPC57次会议提出IMO应对“减少温室气体排放”的九条框架原则以来，会员国对于其中的条款就存在着很大的分歧，尤其是其中的第二条“为了避免逃避，应平等无差别地适用于所用船旗国”。在MEPC57次会间和MEPC58次会议上对于这个问题各国也进行了深入的讨论，但并没有达成一致意见。
有一种观点认为： “如果不是平等地适用于所有的船旗国，那么就会造成很容易通过转船旗来逃避GHG排放规则”。但事实上，不同的船旗国对于船舶的设计和建造都有它们自身的要求，而且这种区别是无法逃避的，因此必须更改船舶的设计和建造，因此转船旗国并不是一个容易的过程。另外有些国家对于挂自己国家旗的船舶有一定的优惠政策如希腊，因此必须符合一定的条件，才能挂该国的船旗。
需要强调一点，中国作为发展中国家的一员，对全球气候的变化也深切关注，并在积极采取行动来减少温室气体的排放，包括我国国策的制定等，无意也不会去逃避自己应有的责任。但必须看到，尽管中国这几年船舶行业发展迅速，但毕竟是属于发展中国家，没有积累，在船舶设计和建造技术上，和先进国家日本，韩国及欧洲都有很大的差距，在EEDI指数计算中涉及到的耐波性的问题，节能环保设计的问题以及柴油机等关键设备的设计问题，都处于劣势，甚至完全受制于日本和西方发达国家。
如日本对于船舶线型快速性，操纵性及耐波性的研究和长期的积累，废热回收装置及节能装置(如PBCF，扭曲舵)等的利用，以及我国自主品牌的柴油机油耗偏高，而低速机更是完全依赖于国外的技术。因此与发达造船国家的船型，如日本的散货船和尺度类似的船型相比，我们计算出EEDI能效指数与日方会相差很大，这样如果采用无差别的原则，势必对整个发展中国家的船舶工业带来极大的影响，甚至影响到他们的经济及整个国家的稳定。由此可见，UNFCCC 的“共同但有差别的责任”原则是十分符合当前发展中国家的国情的，若IMO强制实施EEDI的设计指数，不仅与UNFCCC的精神相违背，而且将对发展中国家的经济稳定乃至世界的经济和稳定带来不利的影响。
2、EEDI公式技术上的可行性
EEDI的指数计算公式经过几次会议的讨论及修订，已经得到了很大的完善，也能够从某些方面来反映船舶的能效水平，但从技术合理性以及公式推广的可操作性上来看， 目前EEDI的指数公式要全面反应船舶的能效，还是有很大差距的。
2.1公式的先天不足
IMO以前定义的规范规则基本上都是针对于船舶中的某一个局部或某一个子系统，因此比较容易找到关键的问题并予以解决，但EEDI指数却不一样，它是对于整个船舶设计及建造水平的一个评定，涉及到船舶从设计，建造工艺到管理的各个方面，而且船舶的设计和建造通常都是单件或小批量定制生产，很难实现象汽车工业那样的品牌系列化的产品，究其原因就是因为一艘船舶涉及到方方面面，而且不同的船东营运的要求也是千差万别，因此船舶设计和建造的复杂性远非能够用一个只含有几个关键参数的公式来评定的。这也是为什么到目前为止，还迟迟找不到一个非常理想的公式的原因。但作为一个反应船舶能效水平的指导性的公式，笔者认为对船舶的设计和建造还是很有帮助的。
2.2公式中的技术问题
2.2.1公式的复杂性
把最新的EEDI指数计算公式与最初的指数计算公式相比，会发现新的公式已经复杂了好几倍，但正是由于船舶设计和建造的复杂性，才导致了现在的EEDI指数的计算公式越来越复杂，而且如果不进行船型的分类，并且如果不考虑这么多的因素根本没有办法合理地体现出所有船舶的能效状态。
但是否现在的公式就已经很完善了，并足以反映新船的能效，答案恐怕是否定的，下面仅仅列举几个问题：
a.在新的指数计算公式中，引入的失速系数Fw的概念，用意是反映船舶在风浪中航行与在静水中航行的区别，从而能够更准确地反映船舶实际运营的状态，得出更合理的能效，但实际上影响船舶实际运营的状态是非常多的，例如：在营运过程中船舶始终满载航行的机会甚少，很多船舶会有一半的时间是空载压载航行，而空载压载航行状态更多于船舶在6级风下风浪中航行的状态，对此是否也需要考虑呢?再例如在营运过程中，航运公司在航线上是有其选择的，不同的航线平均浪级并不相同，是否又需要对现在的 的系数对相应的航线浪级进行修正呢等等。
b.船东会有各种要求，很多要求会导致能耗增加，但你很难评定是否效率降低了， 比如欧洲船东为了提高装卸的效率，散货船偏好使用双壳，而曰本船东则为了提高装载量，降低空船重量而偏好使用单壳，这两种船型在同等尺度下的载重量有很大的差别;再比如有的船东为了满足其灵便型的要求配置了克令吊，而且对于吊重也有不同的要求，这与没有配置克令吊的船相比计算出的EEDI指数也存在一定的差别，这些因素显然不能不考虑。这里仅举两例，实际上还有很多其他的要求，但即使船东中较普遍的要求要一一例举也有一定的难度。
C.指数计算公式中的C值即碳至二氧化碳的转换系数，根据InterTanko的计算，轻质燃油的C值高于重油约2%，而现在出于环境保护的要求，船用燃油采用轻质燃油或其它清洁燃料的要求的呼声越来越高，是否也意味着在公式中也要考虑这方面的因素呢?
d.新的指数计算公式已考虑了节能装置的使用对于能效的提升，这是很合理的而且也是必须的，但是如何在公式中合理地体现节能装置的影响却并不是一件容易的事情。首先节能装置种类繁多，不下十几种，对于每一种装置，如何评估他们的效果并找到一个合适的公式本身就存在着很大的难度;而且同一种节能装置用在不同的船型上效果也有很大的区别，由于节能装置和船体的线型，推进装置是相互作用，且成为一个整体的，因此很难孤立地把节能装置的效果用一个简单的公式来表示。根据笔者的经验和厂家的介绍，同一种节能装置在不同的船型一h节能效果会相距甚远，例如日本的PBCF对于某些船型可以节能10%，对于另一些船型只能节能3%。
e.新的指数计算公式的能效指数计算对于不同船型的社会贡献主要是采用使用Capacity和航速来进行模拟，但通过分析可以发现，实际上现在的指数计算公式更适用于长途运输用途的散货船，集装箱船及油船等船型，但对于非运输类船舶如消防船，工程作业船，大型旅游船，渡船等船型对于社会的贡献并不是以载重量及航速来衡量的，而且这类船型的油耗也与常规运输船的不同，有很多并不是决定于主机的功率。因此该指数计算公式并不适用于所有的船型，但如果要推广EEDI的计算公式，又不是针对所有船型，而只对部分船型有能效的要求，又会带来公平性的问题。
f 新的指数计算公式中并没有体现出由于IMO对于海上人命安全及环境保护规则的不断完善而不断地推出新的规范规则，从而带来的船舶能耗的增加和社会贡献效率的下降，如Nox，Sox新的排放要求，CSR (Common Stmcture Rules)，燃油舱保护，PMA，PSPC，BWT以及MSC216(82)对于新破舱稳性的要求等等，这些近几年通过和即将通过的规范规则无一例外地带来了油耗的增加和船舶载重量的减少。但如何体现出这种变化，确实存在很大的难度，因为未来的变化现在是无法预料的。
2.2.2 EEDI指数的验证
MEPC58次大会后，提出对于EEDI指数的验证包括两个阶段，一个是设计送审阶段，一个是试航验证阶段。但对于指数在试航阶段进行验证会有很大的困难，因为在试航阶段有很多船型如散货船，集装箱船是没有办法进行满载试航的，通常都是采用压载状态进行试航，然后与船模试验的压载试验状态进行对比来验证航速，同时如果采用了节能装置，满载和压载状态的效果也是完全不一样的。这样就没有办法去验证EEDI的正确性。另一方面，对于某些船型的辅机、锅炉要在试航状态下模拟实船运营状态同样是不可能的，如主锅炉的运行状态模拟，冷藏集装箱状态的模拟等等，这同样也说明在试航状态下没有办法很好地验证EEDI指数。
2.2.3 基线与EEDI计算公式的关系
由于到目前为止，EEDI的指数计算公式还迟迟没有办法完善，因此制定基线的工作只有往后推迟，但实际上要推出EEDI的指数计算公式，如果没有一个确定的基线是没有任何用处的，这就象有把很名贵的手，但没有子弹一样。而且在确定基线的过程中也发现公式和基线两者之间的密不可分性，基线可以说是验证EEDI计算公式是否合适的一个重要的手段，例如：正是由于在基线确定的过程中，发现对于不同的船型如果全部使用DWT作为衡量指标，就会发现数据的离散度太大，而对于某些船型无法确定基线。因此在基线没有得到验证之前就强制推出EEDI计算公式也不是一个明智之举。
3、EEDI指数强制推行的影响
为了应对日益恶化的全球气候，IMO希望在自己的领域也有所贡献是一个正确和负责任的想法，也是IMO 全体会员国的责任，但如果没有进行深入全面的研究，就仓促强制推出并不完善的EEDI指数，可能会适得其反，原因如下：
a.如上所述，EEDI指数公式中还有太多的地方不完善，如果按现在的公式进行强制推行，很有可能定出较高且不太合理的标准，从而对在某些方面缺乏研究和关键技术的国家，尤其是发展中国家的造船及船舶行业带来极大的冲击。这些国家一种可能性就是由于无法设计出满足推行的EEDI指数的船舶，只有通过向拥有相应技术但价格昂贵的国家进行购买，另一种可能性是通过使用向先进国家购买同样价格昂贵的节能装置如WHR废热回收装置，优化后的舵桨节能装置等来达到要求，但这都无一例外地带来了造船成本的大幅度增加，对于国力不强，资金有限的发展中国家的航运显然会带来很大的负担，同时也可能造成部分船东由于成本过高转向投资较低的其它运输方式：如公路，铁路等比水运更不环保的运输方式，这样反而加剧了对环境的影响。
b.EEDI的指数强调高的能效比是无可厚非的，但是过份强调高的能效也并不是一个很好的解决方案，因为高的能效意味着在船舶设计中要尽量减少空船重量，提高载重量，并降低主机，辅机的功率，但为了达到高的能效比，会导致在船舶设计及建造的过程中尽量使用轻型的材料，例如在船舶设计中为了减少结构重量，高强钢的比例会大幅度增加，并采用小的腐蚀余量，更轻但稳固性稍差的结构形式，在管系设计中选用较小的壁厚，而在设备选型中同样会减少余量，降低冗余度，如降低主机海况裕度，减小轴系直径，这些都会带来船舶航行中的安全隐患，因此IMO要想强制推行EEDI，这些问题不进行深入的研究是存在很大的风险的。
4、结 论
综上所述，现阶段要强制推行EEDI指数公式还不具备条件，但为了让IMO对于船舶GHG减排的工作向前推进，更可行的办法是建议IMO在前面的研究成果的基础上形成一个EEDI船舶能效设计指南用于指导现在船舶的能效设计，并可以制定一个较先进的基线作为一个参考目标，然后由发达国家和掌握了关键造船技术的国家指导发展中国家提高节能环保相关方面的技术，共同提高船舶的能效水平，并且各船级社可以添加相应的能效船级符号，对于满足该指南的船舶赋予相应的入级符号，这样即使在目前EEDI指数还不完善的状态下，也可以共同把GHG 减排的工作向前推进，也符合UNFCCC“共同但有差别责任”的精神。
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