中图分类号：U662.1；U676.3
文献标志码：A
DOI：10.19693/j.issn.1673-3185. 01290
Rating and evaluation method of energy efficiency and carbon emission intensity of main propulsion diesel engines in operation ships
营运船舶主机能效和碳排放等级评定方法
丛岩，宋立国，潘新祥，池华方，韩志伟，吴晓光
大连海事大学 轮机工程学院，辽宁 大连 116026
摘 要：［目的］为使营运船舶主推进柴油机（主机）具备可操作的能效和碳排放强度评定方法以及等级划分标
准，［方法］将单位营运燃油消耗率（SFOC）作为主机的能效指标，提出主机各级能效划分阈值的计算公式和能
按照 IMO 的有关规定，我国已在新建船舶中 强制实施了 EEDI 要求，而对于 EEOI，一旦技术成 熟，航运企业的营运船舶也将强制执行。2012 年 6 月，我国交通运输部发布了 2 个行业性标准：《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》。 在 上 述 标 准 中 ，将“ 营 运船舶”定义为“取得交通运输营运资质”的船舶， 并从船舶设计角度对营运船舶的燃料消耗和 CO2 排放提出了规定及验证程序。
每艘营运船舶的主推进柴油机各有特殊性， 其 外 部 条 件 变 化 大 且 不 能 控 制 ，使 得 营 运 船 舶 主 机的运行工况很难统一。主推进柴油机能效和碳 排放强度指标及评定在国内外也都无被认可的精 确量化方法。碳排放总量统计面临准确计量的问题。
1.2 能效计量指标筛选的标准
尽 管 人 们 对 能 效 概 念 的 理 解 不 同 ，能 效 计 量 指标也存在不同的形式，但具有如下共同的特征： 能 效 计 量 指 标 是 一 个 比 值（或 增 加 值），由 输 入 和 输 出 的 相 对 数 量 关 系 决 定 ；计 算 能 效 计 量 指 标 的 输入为能耗，输出为能耗实现的产品或服务；根据 不 同 目 的 和 描 述 对 象 ，输 入 和 输 出 可 以 有 多 种 形 式及度量方法。
效 等 级 偏 离 系 数 的 计 算 方 法 ，确 定 各 级 能 效 划 分 阈 值 的 偏 离 系 数 ，制 定 出 能 效 等 级 评 定 的 方 法 、划 分 范 围 及
原 则。以营运船舶“育鲲”轮的主机为应用对象，基于实验数据，对其进行能效等级评定。［结果］计算结果表
明 ，“ 育 鲲 ”轮 的 主 机 营 运 燃 油 消 耗 率 为 190.03 g（/ kW·h）；1，2 级 及 2，3 级 能 效 划 分 阈 值 分 别 为 191.86 和
收稿日期：2018 - 05 - 04
网络首发时间：2019-1-24 16:00
基金项目：交通运输部节能减排能力建设项目资助（2014-JNJP-005-034）
作者简介：丛岩（通信作者），男，1973 年生，实验师。研究方向：船舶与海洋工程。
宋立国，男，1983年生，硕士，副教授。研究方向：船舶与海洋工程。 潘新祥，男，1964 年生，博士，教授，博士生导师。研究方向：船舶与海洋工程。
目前，包括 IMO 在内的国内外机构、航运企业 都在积极研发适用于营运船舶主要能耗设备的能 效和碳排放强度评定及等级划分标准。但截至目 前，针对主机、锅炉、发电柴油机等设备，特别是作 为 能 耗 和 碳 排 放 主 要 源 头 的 主 推 进 柴 油 机 ，尚 未 提出有效且可操作的标准。
鉴 于 此 ，本 文 将 针 对 船 舶 主 推 进 柴 油 机 在 营 运 条 件 下 的 能 效 水 平 ，提 出 其 能 效 等 级 划 分 方 法
第 14 卷 第 1 期 2019 年 2 月
中国舰船研究 Chi中nese国Journ舰al of船Ship研Res究earch
Vol.14 No.1 Fe第b. 1240卷19
引用格式：丛岩，宋立国，潘新祥，等. 营运船舶主机能效和碳排放等级评定方法［J］. 中国舰船研究，2019，14（1）：114-119. Cong Y，Song L G，Pan X X，et al. Study on method for rating of energy efficiency and carbon emission intensity of on-service ship［s J］. Chinese Journal of Ship Research，2019，14（1）：114-119.
来 表 征 船 舶 主 机 碳 排 放 强 度 ，探 索 营 运 船 舶 主 机 的 能 效 指 标 及 计 算 方 法 ，制 定 出 能 效 和 碳 排 放 等 级划分标准，以为 IMO、航运企业的船舶能效管理 及碳排放总量控制奠定基础。
1 能效评定的难点及能效计量指标 筛选的标准
1.1 能效和碳排放评定的难点
第1期
丛岩等：营运船舶主机能效和碳排放等级评定方法
115
0引言
营运船舶排放的尾气是大气中温室气体的主 要来源之一［1］。国际海事组织（IMO）于 2014 年发 布的第 2 次温室气体研究报告中指出，2007 年全 球海运业的 CO2 排放量达 10.4 亿吨，占当年 CO2 总 排放量的 3.3%［2］。报告还预测，随着海运贸易的增 长，若不采取有效措施，到 2050 年，营运 船 舶 的 温 室气体排放量相比 2007 年将增加 150%~250%［3-4］。
203.15 g（/ kW·h）。最终，将“育鲲”轮主机的能效等级评定为 1 级。［结论］研究结果有效反映了“育鲲”轮主机的
管理水平、技术状态、能效水平及碳排放状态，所提方法符合亚太能源中心等机构关于评定方法的目标性、合理
性、可行性、系统性及导向性要求。
关键词：主推进柴油机；能效指数；偏离系数；能效等级划分；评估方法
2005 年 ，IMO 提 出 以 船 舶 CO2 排 放 指 数 作 为 评价 CO2 排放的标准。2009 年，在 IMO 海洋环境 保 护 委 员 会（MEPC）召 开 的 第 59 次 会 议 上 ，船 舶 CO2 排放指数被正式更名为“船舶能效营运指数” （EEOI），并 制 定 了 包 括 新 船“ 能 效 设 计 指 数 ” （EEDI）、EEOI 和“ 船 舶 能 效 管 理 计 划 ”（SEEMP） 等 在 内 的 相 关 文 件 。 2011 年 7 月 ，在 MEPC 召 开 的第 62 次会议上，首次将强制性的国际航行船舶 温 室 气 体 减 排 措 施 以《国 际 防 止 船 舶 造 成 污 染 公 约》（MARPOL）附 则 Ⅵ 修 正 案 的 形 式 提 交 会 议 表 决，并获得各缔约国的一致通过 。 ［5-6］ 该修正案将 EEDI 作为衡量新建船舶能效设计性能的指标，并 针 对 不 同 类 型 、吨 位 船 舶 需 达 到 的 能 效 水 平 给 出 了强制性规定 。 ［7-9］ 在 2012 年通过的 SEEMP 导则 中，还推荐使用 EEOI 作为营运船舶的自愿性能效 管理目标和能效水平监测指标 。 ［10］ 此外，IMO 主 张在航运业内不加区分地对所有船舶实行全球一 致的温室气体排放强制标准 。 ［11］ 为此，目前的新 建 船 舶（包 括 普 通 民 船 、特 种 船 和 军 舰）已 经 大 量 使用了电控主机、电力推进等节能减排新技术 。 ［12］
能效指标是能效管理和立法的基础指标。亚 太 能 源 中 心 指 出 ，能 效 指 标 的 基 本 任 务 是 后 果 评 估、目标评价和评估同等群体的相对形势，使其在 能效政策的制定和评估中发挥重要作用。由此， 营运船舶主推进柴油机使用的能效指标应符合如 下 5 个标准：
Hale Waihona Puke Cong Yan，Song Liguo，Pan Xinxiang，Chi Huafang，Han Zhiwei，Wu Xiaoguang Marine Engineering College，Dalian Maritime University，Dalian 116026，China
Abstract：［Objectives］In order to establish a practical evaluation method and rating standard for energy efficiency and carbon emission intensity of main propulsion diesel engine （main engine） in operation ships，［Methods］ this paper uses the Specific Fuel Oil Consumption （SFOC） of main engine as the energy efficiency indicator， provides formulas for calculating the threshold of main engine energy efficiency at various level and the methods for calculating the energy efficiency level deviation coefficient， by which the level deviation coefficients of the energy efficiency level thresholds are determined，and the method，scope and principle of the energy efficiency evaluation are established. Moreover，the proposed methods are then applied to evaluate the energy efficiency of YUKUN ship based on the experiment data. ［Results］ The calculation results reveals that the main engine's SFOC is 190.03 g（/ kW·h），the thresholds of main engine energy efficiency for the 1st and 2nd grade is 191.86 g（/ kW·h），and the 2nd and 3rd grade 203.15 g（/ kW·h）. The energy efficiency of YUKUN ship is then classified as the 1st grade. ［Conclusions］ The results can effectively reflect the management level， technical status， energy efficiency level， and carbon emission status of YUKUN ship. The methods are in line with the requirements of the Asia-Pacific Energy Centre and other agencies in terms of objectivity，rationality， feasibility，systematism and guidance. Key words：main propulsion diesel engine；energy efficiency indicator；deviation coefficient；energy efficiency rating；evaluation method