中国船舶网

船舶 tier3

船舶Tier3标准是国际海事组织(IMO)针对船舶排放制定的严格法规,旨在控制氮氧化物(NOx)等污染物的排放,保护海洋生态环境和人类健康,这一标准适用于2025年1月1日及以后建造的船舶,其核心要求是在排放控制区(ECA)内,船舶发动机的NOx排放浓度不得超过2.0 g/kWh,相比Tier1、Tier2标准分别降低了80%和67%,是全球船舶排放控制体系中最为严格的限值之一。

船舶Tier3标准的背景与实施范围

随着全球航运业的发展,船舶排放的污染物对大气和海洋环境的影响日益严重,其中NOx是导致酸雨、光化学烟雾和海洋富营养化的重要因素之一,IMO通过《国际防止船舶造成污染公约》(MARPOL)附则VI,逐步升级了船舶排放标准:Tier1标准于2000年生效,适用于2000年1月1日及以后建造的船舶;Tier2标准于2011年生效,适用于2011年1月1日及以后建造的船舶;而Tier3标准则针对排放控制区(如波罗的海、北海、北美海域等)提出了更严苛的要求,于2025年正式实施。

船舶 tier3-图1
(图片来源网络,侵删)

Tier3标准的适用范围不仅包括新造船,还涉及现有船舶的升级改造,对于在排放控制区内运营的船舶,无论其建造时间,若需满足Tier3标准,必须对发动机进行技术改造或更换符合要求的设备,Tier3标准对发动机的功率范围也有明确划分,针对不同功率的发动机(如低于130 kW、130-5600 kW、5600-26000 kW等),规定了相应的测试循环和限值,确保标准在不同类型船舶上的全面覆盖。

Tier3标准的技术实现路径

满足Tier3标准需要船舶发动机采用先进的尾气处理技术,主要分为两大类:机内净化技术和机外后处理技术,机内净化技术通过优化发动机燃烧过程,如改进燃油喷射系统、采用可变气门正时、废气再循环(EGR)等,从源头减少NOx的生成,仅靠机内净化技术难以达到Tier3标准的限值,因此机外后处理技术成为关键解决方案。

机外后处理技术中,选择性催化还原(SCR)系统是目前应用最广泛的技术,SCR系统通过向尾气中喷射尿素溶液(通常为32.5%的尿素水溶液,俗称AdBlue),在催化剂的作用下将NOx还原为无害的氮气和水,该技术的脱硝效率可达90%以上,能够满足Tier3标准的严格要求,还有低温SCR、等离子体辅助催化还原等新兴技术,正在逐步发展和应用。

除了SCR系统,其他辅助技术也被用于满足Tier3标准,如海水脱硫系统、氧化催化转化(OC)等,这些技术往往需要与SCR系统协同工作,以实现多污染物协同控制,部分船舶采用“SCR+海水脱硫”的组合方案,既能满足NOx排放要求,又能控制硫氧化物(SOx)的排放,全面符合MARPOL附则VI的规定。

船舶 tier3-图2
(图片来源网络,侵删)

Tier3标准对船舶行业的影响

Tier3标准的实施对船舶设计、建造、运营及维护产生了深远影响,新造船的成本显著增加,SCR系统的安装、尿素储存与供应设备的配置、以及相关管路和传感器的集成,使得单艘船舶的建造成本上升10%-20%,SCR系统的日常维护(如催化剂更换、尿素溶液补充)也增加了运营成本,预计每年每艘船的维护费用增加5万-10万美元。

Tier3标准推动了船舶发动机技术的创新,为了满足更严格的排放要求,发动机制造商加大了研发投入,开发了高效、低排放的发动机型号,MAN Energy Solutions、瓦锡兰等企业推出了采用EGR+SCR双路径技术的发动机,既能满足Tier3标准,又能优化燃油效率,LNG、甲醇、氨等清洁燃料的应用也成为行业热点,这些燃料在燃烧过程中几乎不产生NOx,被视为实现零排放的重要方向。

Tier3标准的实施也带来了一些挑战,对于小型船舶和老旧船舶而言,技术改造的成本较高,部分船东可能选择避开排放控制区以规避合规成本,SCR系统的尿素供应基础设施在全球范围内分布不均,特别是在发展中国家港口,尿素溶液的补给可能存在困难,影响船舶的正常运营。

全球主要排放控制区的Tier3实施情况

全球已设立多个排放控制区,其中北美海域(包括美国和加拿大沿海)、加勒比海海域以及欧洲海域(波罗的海、北海、英吉利海峡)已全面实施Tier3标准,这些区域对船舶排放的监管严格,违规船舶可能面临高额罚款或滞留处罚。

以北美排放控制区为例,美国海岸警卫队(USCG)和加拿大运输部(TC)联合制定了详细的合规检查程序,包括发动机排放测试、SCR系统运行状态核查等,船舶进入排放控制区前,必须持有有效的国际防止空气污染证书(IAPP证书),并确保发动机和后处理设备处于正常工作状态,对于不合规的船舶, authorities有权拒绝其进入港口或要求立即整改。

相比之下,部分发展中国家的排放控制区建设仍处于起步阶段,Tier3标准的实施时间表尚未明确,这导致全球航运业在排放控制方面存在“区域差异”,船东需要根据运营航线制定不同的合规策略,增加了管理的复杂性。

未来发展趋势与展望

随着全球碳中和目标的推进,船舶排放标准将进一步升级,IMO已提出到2050年实现航运业温室气体排放净零的目标,未来可能出台针对二氧化碳(CO2)的更严格限制,以及甲烷(CH4)等其他污染物的控制要求,在此背景下,Tier3标准的技术经验将为未来的零排放技术发展奠定基础。

船舶排放控制技术将向多元化、智能化方向发展,氨燃料、氢燃料等零碳燃料的商业化应用将逐步扩大,这些燃料无需SCR系统即可实现近零排放;数字化技术(如物联网、人工智能)将被用于优化SCR系统的运行,通过实时监测排放数据、调整喷射参数,提高脱硝效率并降低尿素消耗。

国际社会将加强合作,推动全球统一的排放标准实施,IMO正在考虑将更多海域划定为排放控制区,并统一Tier3标准的测试方法和监督机制,这将减少区域差异,为船东提供更清晰的合规路径,促进全球航运业的绿色转型。

相关问答FAQs

Q1: 船舶Tier3标准与Tier2标准的主要区别是什么?
A1: Tier3标准与Tier2标准的核心区别在于NOx排放限值的严格程度,Tier2标准要求在排放控制区内NOx排放浓度不超过3.4 g/kWh,而Tier3标准进一步降低至2.0 g/kWh,降幅达41%,Tier3标准仅适用于2025年1月1日及以后在排放控制区内建造的船舶,而Tier2标准适用于2011年及以后的船舶,技术上,Tier3通常需要采用SCR等后处理技术,而Tier2可通过机内净化技术或简单后处理实现。

Q2: 船舶不满足Tier3标准会有哪些后果?
A2: 船舶不满足Tier3标准将面临多重后果,在排放控制区内,船舶可能被港口国当局滞留,直到完成技术改造并取得合规证书;船东可能面临高额罚款,例如美国ECA内违规罚款可达每艘船数万美元;保险公司可能拒绝为不合规船舶提供保险,导致船舶无法运营,长期来看,不合规船舶的市场价值将大幅下降,影响船东的投资回报,船东需提前规划合规方案,避免法律和经济风险。

分享:
扫描分享到社交APP
上一篇
下一篇