“武汉造”船舶尾气碳排放动态监测系统，助力船东/船公司打响“绿色”改装攻坚战

随着国际海事组织“IMO 2020限硫令”的发布，废气中SO₂、CO₂等组分排放浓度的测定成了判断船舶排放是否合格的依据，安装船舶废气清洗系统（脱硫塔）成了很多大型远洋船舶的首选。早在2015年7月，欧盟委员会就正式提出了航运温室气体排放“监控、报告、验证”（MRV）法规，明确要求停靠欧盟港口的5000总吨及以上的所有船舶（军船、渔船、非机动船等特殊船除外）的船公司/船东需持有由第三方机构验证过的CO₂监控计划和排放报告符合文件，且要接受港口国相关主管机关的检查和审查。

2023年5月，欧盟委员会发布了《欧盟排放交易体系(EUETS)指令》(EU2023/959)和《欧盟MRV法规》(EU2023/957)的最终修订文本。规定从2025年开始，在欧盟成员国领海运营的航运公司必须根据以上法规与指令量化核实碳排放量，为超过5000总吨的船舶缴纳碳配额。从2026年1月1日，欧盟碳排放交易体系将从CO₂扩展到包括CH₄和N₂O排放。

欧盟是全球航运业温室气体监管领域的先行者，从其颁布的以上航运法规和政策来看，国际航运大型船舶尾气监测因子将包含CH₄、N₂O等其它重要温室气体；此外，未来航运业将会被更多国家纳入碳排放交易体系；对船东/船公司来说，船舶尾气温室气体的监测以及排放量核算将与船舶运营成本投入息息相关。

欧盟ETS及MRV适用范围

需求分析：船舶尾气排放监测系统亟待更新

这是一家运力在全球名列前茅的集装箱航运企业，船公司在其艘集装箱运输船上曾安装过国外某知名品牌的船舶废气排放在线监测系统。在两年的使用过程中，遇到的主要问题如下：

①设备设计时未充分考虑海运的特殊环境，设备常年在高湿、高腐蚀、高震动的情况下工作，故障率高，造成数据有效性低；

②国外品牌售后成本如备件和人工成本高，故障频发导致维修费用居高不下；

③国外品牌备件更换周期长，售后服务响应不及时。

此集装箱运输船总吨位远超过5000吨，根据欧盟最新MRV法规和碳排放交易要求，从2024年1月1日起，在欧盟成员国领海运营的航运公司同吨位船舶必须监测并报告船舶CO₂、CH₄、N₂O等温室气体排放量，且2年后，欧盟碳排放交易体系将从CO₂扩展到包括CH₄和N₂O排放。但其目前使用的国外品牌船舶废气设备监测因子无法覆盖CH₄和N₂O，这将对船公司整个欧洲航运路线造成严重影响。

船公司再次将目光转向中国。事实上随着中国对外开放步伐的不断加快，船公司怀揣对中国经济的坚定信心，始终与中国市场同频共振。目前，船公司停靠中国14个港口，拥有37条干线航线和7条亚洲内航线，并提供全球航线服务，旗下多艘集装箱运输船也常停靠在中国的港口进行船舶保养、设备安装以及维修等工作，他们相信选择中国的设备供应商，能够获得更优质的售后服务。

四方仪器：为船舶尾气监测提供定制化智能解决方案

一个偶然的机会，船公司与中国本土高端气体测量解决方案供应商——四方光电（武汉）仪器有限公司（以下简称“四方仪器”）结缘，后者也是上市公司四方光电股份有限公司子公司。

针对客户的监测需求，四方仪器为其量身定制开发了船舶尾气碳排放在线监测解决方案，这是一套完全抽取式船舶尾气排放连续监测系统（Gasboard-9085），除常规SO₂、CO₂监测模式以外，通过增加碳监测和温压流模块，以及多种技术联合监测、多种算法组合模拟、多种手段协同管理的技术手段，可同步监测烟气中CH₄、N₂O浓度以及温压流等参数，同步计算SO₂/CO₂比值、污染物排放速率和排放量，生成浓度值对应的干基、湿基浓度，实现船舶尾气实时监控、实时上传、智慧管理的目标。其监测方法原理及性能满足相关国际公约要求（NTC-2008、MEPC.259(68)等）。此外，该系统经过特殊的防腐处理、防震设计、结构设计等，能够适应航运过程中的恶劣环境。

系统组成

四方仪器：碳排放在线监测系统优势分析

（1）业绩丰富，市场占有率高

四方仪器是国内早期进军船舶尾气在线监测领域的实力厂家之一，截至目前，其船舶废气在线监测系统出货量已达数百台，客户涵盖多家国内外知名航运公司以及造船公司。而基于成熟的船舶尾气在线监测系统，在全球航运业脱碳背景下新增碳监测模块，可更好地满足客户监测需求，提供更加全面的监测数据。

（2）全栈自研的成熟传感器技术

Gasboard-9085监测技术均采用先进传感器技术，包括NDIR、NDUV、TDLAS等传感器。四方仪器母公司四方光电形成了包括光学（红外、紫外、光散射、激光拉曼）、超声波、MEMS金属氧化物半导体 (MOX)、电化学、陶瓷厚膜工艺高温固体电解质等原理的气体传感技术平台，拥有近200余项国内外专利，在气体传感器领域已经获得多项省级及以上科技成果鉴定，已达到国际先进水平，目前已经生产的传感器数量超过100000套，成熟可靠的技术确保了产品的稳定性。

（3）齐全的产品资质

Gasboard-9085积极参与各国船级社的权威认证工作，包括中国、美国、英国、韩国、日本等国家，目前已经获得CCS、ABS、LR、KR、NK相关认证证书。

产品应用效果

四方仪器的方案最终获得了船公司相关部门的一致肯定，决定替换掉此前安装的国外某品牌船舶尾气排放在线监测系统。2023年9月，四方仪器工作人员在舟山仅用10天就完成船舶尾气碳排放在线监测系统等设备的安装、调试及验收工作。在整个返回欧洲的航行过程中，该运输船上设备性能稳定，零故障、有效数据高准确且稳定。

船舶尾气碳排放在线监测系统应用现场

截至2024年8月下旬，首条装载四方仪器船舶尾气碳排放在线监测系统的运输船已运行将近1年，这套由中国企业提供的船舶尾气碳排放在线监测系统（Gasboard-9085）让船公司吃下了三颗定心丸：

首先，它能直接测量船舶尾气组分浓度及计算SO₂/CO₂比值、污染物排放速率和排放量，完全满足脱硫塔含硫量的分析检测工作；

其次，直接测量的数据满足欧盟MRV法规要求，减轻了监测报告工作制定及审核验证工作量，能够充分应对港口国对相关数据的检查工作；

最后，可以实时在线测量CH₄和N₂O的浓度，结合尾气烟道里相关温压流参数，能够直接进行碳排放量的核算工作，为后续参与碳交易市场提供高质量的数据支撑。

2024年1月，船公司旗下另一条大型集装箱运输船也在舟山成功安装了四方仪器提供的船舶尾气碳排放在线监测系统，四方仪器的产品和服务已得到了客户的充分认可。

目前，船公司正在进行着一系列更为广泛的"绿色"改装工程，旨在将可持续和环保的理念贯彻到整个船队的运营中。随着这些计划的深入实施，船公司期待着在未来的航运市场中占据领导地位，并为全球环境治理贡献自己的力量。