俞超+陶美琳+孙瑞红
进入21世纪以来，欧美国家对环境保护、节能减排等工作的重视程度越来越高。靠港船舶使用岸电系统供电，可作为减少海洋污染、港口环境污染问题的一项重要技术，已在国外一些港口实际应用。本文主要针对阿拉斯加的海洋保护进行阐述，围绕阿拉斯加水域特征、污染排放情况提出保护措施，主要是岸电的实施以及石油天然气租赁的取消。
一、引言
靠港船舶通常是使用燃油机发电，以满足船上通讯、照明、冷暖气和其他设备的供电需求。目前，港口吞吐量的快速增长以及邮轮旅游的快速发展，靠港船舶的数量或艘次大量增加，导致靠港船舶柴油发电排放污染物大量增加，严重影响港区附近海洋环境质量及周边地区的空气质量。阿拉斯加水域同时进行着以娱乐、商业以及生存为目的的活动。对于这片水域，它的特征、受污染情况、保护措施等等，这都值得我们去探索。
二、阿拉斯加水域
（一）阿拉斯加水域定义
阿拉斯加的海洋水域被定义为：国家边界内的所有水域（从领海基线3海里（nm）测量）。
（二）阿拉斯加水域特征
阿拉斯加海洋水域范围从北部的北冰洋到南部的加拿大边境。水域的类型范围从公海到江河湖水。阿拉斯加使用国家海洋水域进行各种各样的活动，包括娱乐、商业捕鱼、航运和生存。
阿拉斯加东南部的海洋水域有大量的淡水输入，源于小溪、河流、降雨、融雪以及持续的冰川融水。变量盐度、大型潮汐涨落、局部沉降等因素造成这一地区复杂的海洋地理。阿拉斯加东南部的沿海水域中，海水沉积物质量、海岸栖息地和鱼群组织条件被评定为是好的。
邮轮大多巡航于东南水道，在更有限的基础上行驶到阿拉斯加中南部旅行。在大型邮轮花在旅游的阿拉斯加的总时间里，只有约15%的时间花在阿拉斯加的中南部。邮轮在有限的基础上，在国家内向其他区域巡游。
三、水域保护
（一）阿拉斯加的水质标准
水质标准适用于国家水域并指定在水体中的降解程度不会由于人类活动而超过标准（18 AAC 70.010（b））。水质标准由特定的水体用途组成，数字性或叙述性水质标准和讲解下的政策会保护这些特点的水体用途。水质标准还包括混合区域的法规和对整体毒性排出物的考量。
有着排放授权许可证的承受水域的海洋水域中，分类为18 AAC 70.020（a）（2）就如同分类为（2）（A），（B），（C）和（D），分别被用于水产养殖、海产品加工、工业用水供应；接触和二次消遣；鱼类，贝类，其他水生生物和野生动物的增长和传播，以及收获食用生软体动物或其他水生生物的原料。
数字性或叙述性水质标准：18 AAC 70.020（b）被认为是国家为了支持指定水体使用分类而必备的标准。水质标准经常为预防会对人类健康保护或水生生物保护造成威胁的急慢性毒性而建立。急性毒性是一个毒性的等级，在暴露很短时间内的水生生物中演示了可观测的致命的毒性水平或亚致死的影响，这一时间通常从1到24小时。慢性毒性包括毒性效应的发展、繁殖、生长、生存较长一段时间。
（二）合理的可能分析
水质标准适用于水体，包括禁止引起或导致违反水质标准（18 AAC 70.010）的行为。对于确定在水体中是否存在合理的可能造成或导致违反水质标准，包括考虑适用的水质标准，废水特点，以及可以通过混合区域管理在水体受体中有效的稀释污水。
最严格的水质标准是用来保护所有适用的海水（18 AAC 70.040（1））和表1中所列出的海水质量标准。将废水监测的历史数据（2008-2012）与表1中的数据相比较，进行筛选来得出相关的潜在污染物超过了水质标准的排放点。
（三）船舶自发电污染
船舶靠港期间，主要使用船上自身携带燃油发电机来满足船舶自用电需求。燃油发电机在发电的过程中，会排放包含氮氧化合物（NOX）、硫氧化合物（SOX）、挥发性有机化合物（VOC）和颗粒污染物（PM）等在内的污染物，会对港口附近的水域和空气质量造成极大的污染。
船舶废气排放主要来自船舶巡航、靠泊以及装卸货物过程中的柴油机排放。柴油机问世于1892年，目前，超过99%的商船以柴油机作为主要动力源。我们都知道，柴油机排放出的废气会对人类健康和环境造成严重的危害。根据研究发现，船舶排放氮氧化合物（NOX）占全球排放的7%，硫氧化合物（SOX）占全球排放的4%；另外，在这些排放中超过70%是在海岸线400公里内的区域产生的，这对当地环境造成了很大威胁。而且随着世界贸易活动的增加，往返于港口的船舶数量只需增长，船舶排放的温室气体影响越不容小觑。
四、保护措施
（一）使用岸电系统
1、岸电技术概念
岸电是指船舶在靠泊期间停止使用船上的发电机，船上通风、照明、制冷等其他设施运转都改由码头供电，从而减少船舶废气排放的供电方式。岸电系统主要由港区变电所、岸上电源装置、岸电接收装置和电缆连接设备等组成。根据岸上电源电压不同，可分为高压岸电系统和低压岸电系统。高压岸电系统主要是指岸电电源的输出为6.6kV/11kV或者以上的岸电电源系统，对于大型船舶来说，船上各种电气设备负荷很大，往往采用中高压供电。低压岸电系统主要是指岸电电源的输出为440V/400V的岸电电源系统，通常为用电负荷较小的船舶所采用。对于一艘具备岸电接收装置的船舶来说，在使用岸电时需要考虑停靠码头岸电装置所能提供的电压和频率。岸上电源在电压和频率上都是按照船舶电力系统的等级设置的，当船舶靠泊连接岸电后，调节船舶辅机发电系统所产生电力的频率、电压和相位，使其与岸电系统保持一致，两个系统并网运行后停止船用辅机，开始转由岸上电源为船舶供电。通过两个系统间的电压、相位和频率的调节，使双方满足联网供电的条件。
2、使用岸电的意义
船舶接入岸电具有重大意义，对节能减排，降噪减振，保护环境等有着十分积极的作用。
在岸电技术问世以前，船舶停靠泊位后，需要运转燃油发动机以保证船舶的日常供电需求，燃油发电机的运转通常会产生较大的噪声和振动，严重干扰船员、码头工人的正常工作。使用岸电后，可消除靠港船舶燃油发电机运行产生的噪音污染和振动，能改善船员和码头工人的工作和生活环境。
大型船舶特别是油轮和集装箱船靠港時通常使用石油制品发电，以满足船舶正常的用电需求。这些石油制品多为重油和柴油，重油和柴油在燃烧过程中会产生大量的硫化物和氮氧化物，对周边的环境造成污染。根据国际海事组织（IMO）数据表明，全球以柴油为动力的船舶每年向大气排放1000万吨NOX，850万吨SOX。NOX和SOX是破坏臭氧层的主要污染物，污染物在气候作用下可以传播至1000公里以外的地区。
目前国外一些先进港口已采用岸电系统为靠港船舶供电。譬如美国，它是世界上第一个颁布条例规定新建码头都要采用环保措施，其中一向非常重要的规定就是：船舶靠港期间禁止使用船舶上的燃油发电机。通过接入岸电为船舶供电，目的就是为了将污染降到最低。
使用岸电技术是港口节能、减排、降噪的有效措施。
（1）减排：岸电技术对于港口的实际作用在于减少废气排放。靠港船舶通常需运行1台柴油发电机组用于靠泊状态下的船舶用电。船用柴油发电机组配置容量根据船舶吨位不同。以单台机组功率为1000kW计算，船舶靠港后停止船舶柴油发电机发电，改由港口岸电供电，相当于减排1000kW柴油机组的所产生的污染物。（2）节能：船舶的自备发电机耗油0.216kg/kWh，以单台机组功率为1000kW计算，一小时需耗油216kg，折合标煤314.73kg。如以港口电网供电代替传统的自备柴油机发电机供电，可降低船舶自备发电这部分燃油消耗。假使一艘邮轮一年停靠母港100次，每次停泊10小时，将可节约燃油216吨。（3）降噪；船上自备柴油发电机易造成噪音污染。接用岸电后，可消除靠港船舶燃油发电机组运行产生的噪音污染。
3、国内外港口使用岸电技术的发展及应用
早在2000年，瑞典的哥德堡港率先将岸电技术应用到了渡船码头之上；2001年公主邮轮公司就在阿拉斯加的朱诺港口，其航线上一个邮轮停靠码头上，安装了高压船舶供岸电系统，利用阿拉斯加照明电力系统给停靠的邮轮供电；2004年，洛杉矶港首次将岸电技术应用于集装箱码头；2007年底，在荷兰的鹿特丹，政府为默兹港口流域的内陆趸船提供岸电；2009年，长滩港首次将岸电技术其应用在油码头。除此之外，比如在休斯敦、纽约、西雅图、奥克兰、温哥华和费城等一些北美著名的港口，以及譬如比利时安特卫普港的集装箱码头、泽布勒赫港、德国波罗的海的吕贝克港等欧盟知名港口都开展了岸电项目。
朱诺港已于2002年开始在邮轮码头开展岸电项目。据评估推算，1艘7兆瓦的邮轮停靠13小时的NOX，SOX和PM排放量分别减少421lb， 352lb和23lb，共计796lb（1kg约等于2.2lb）。据估计，2014至2020年间，假使一半以上的靠港船舶接入岸电，这将减少280例因环境污染而导致死亡的案例发生，同时将节省13至19亿美元的医疗成本开支。
（二）取消阿拉斯加附近水域的石油天然气租赁
在2014年12月，奥巴马决定取消阿拉斯加州布里斯托尔湾原始水域的石油天然气租赁。该举动保护了美国最富饶的渔业产地之一和白令海丰富的生态结构。这对于阿拉斯加的捕鱼经济、旅游经济以及生态环境保护有着重大意义。
五、总结
阿拉斯加海域，目前由于船舶数量成倍增长，受到了不少污染。靠港船舶通常是使用燃油机发电，以满足船上通讯、照明、冷暖气和其他设备的供电需求。据统计，港口在引入岸电技术后，港口周边污染物含量明显降低。在港区应用船用岸电技术，对保护港区水域质量、改善港口城市的环境质量具有重大作用，可为未来“绿色港口“”建设和发展做出巨大贡献。同样，对于船公司而言，在使用岸电之后，可以减少30%左右的燃油消耗成本，其经济效益显著。由此可以达到海洋保护以及节约经济成本的双赢局面。
（作者单位：上海工程技术大学管理学院）
