摘 要 渔业作为海南省的重要产业，渔船数量多，能源消耗量大，是温室气体的主要来源之一。調查分析海南省机动渔船能耗和碳排量情况，对于发展海南省渔业的现代化具有重要意义。依据农业部渔业局提供的2014年的海南渔船拥有量的资料数据，参照现有渔船多项因素，同时利用ORNL为计算碳排量提供的方法，分别对海南省机动渔船的燃油消耗量及碳排量进行估算，分析出高能耗高污染的主要船型及原因，为海南省相关部门制定节能方案及减排措施提供了详细数据和建议。
关键词 机动渔船 ；能源消耗 ；碳排放 ；低碳渔业
中图分类号 F205
Abstract Fishing industry is an important industry in Hainan Province； the large numbers of fishing boats are one of the main contributors of the greenhouse gas. The study of energy consumption and carbon emission fishing boats in Hainan is very important to the modernization of fishing industry. According to the statics about the total number of the fishing boats in Hainan province provided by Fishery Services in the Agricultural Department in 2014 and the multi-facts in today’s fishing boats， we apply ORNL to calculate the carbon emission. We estimate the energy consumption and carbon emission in the whole province and pick up the type of boats that rank high in pollution and the reason behind it. We help the relative departments the Hainan Province schedule energy-saving solutions and provide detailed suggestions and statics in reducing pollution.
Key words motor fishing vessel ； energy consumption ； carbon emission ； low-carbon fishery
中国是一个渔业大国，是渔船拥有数量最多的国家，低能耗、低污染、低排放是当今渔业发展的方向，但实际情况是渔船仍以石油为最主要动力能源，由此造成的环境污染、能源浪费、温室效应愈加严重，在进行可持续发展的道路上仍面临着严峻挑战。渔业在能源消耗和排放方面属于严重的行业之一，存在着节能减排的巨大潜力。
海南省做为中国的渔业大省，海域面积200多万km2，沿海天然港湾68处，大陆架渔场面积为83万km2，有丰富的渔业资源和完善的基础设施。2014年海南省农林牧渔产业完成增加值832.8亿元，其中渔业就完成了增加值231.2亿元，约占比重的27.8 %[1-2]。
海南渔业生产对资源依赖程度高，能源消耗严重，资源利用效率与现代渔业的标准比较差距明显，存在着高能耗、高污染、高排放、低效能、低效率、低效益等现象[3-5]，严重影响了海南省渔业现代化的快速发展，制约了特色渔业的品牌创建。通过调查分析海南省渔船的能耗和碳排量，推进渔船的节能减排，对于海南省渔业发展具有重大意义，预期为相关部门制定碳排放标准和采取有效减排措施提供实际依据。
1 海南渔业的基本现状
1.1 数据来源
本文渔船的基本情况全部来源于《2014海南统计年鉴》、《中国渔业统计年鉴2012》[6]、《中国渔业统计年鉴2014》[7]中的统计数据；在对海南省渔船的能耗和碳排量的调查以《2014海南统计年鉴》、《中国渔业统计年鉴2014》提供的数据为依据，参照渔船捕捞产量、作业方式、装机功率和船舶吨位等因素对渔船燃油消耗进行测算[8]；采用美国橡树岭国家实验室（ORNL）提出的化石燃料排放二氧化碳的计算方法，对海南省渔船的C及CO2排放量进行测算[9]。
1.2 海南渔业现状分析
海南省渔业生产仍然以传统作业模式为主，在多年的发展中，虽然有长足的进步，但就整体而言，实际情况与国内渔业发达省份仍有差距。截至到2014年底海南省传统渔民人数25.82万，依赖于渔业生产的人数众多，由于传统渔业捕捞劳动强度大，经济效益低，海南渔业劳动力呈逐年递减趋势。全省捕捞量的90 %属于近海捕捞（水深40-100 m），远洋捕捞和淡水养殖产量仅占10 %。过度依赖近海作业，资源的再生能力逐渐滞后于现有的捕捞强度，致使经济传统类鱼类、贝类、头足类等海产品数量严重衰减，渔获物已经呈现小型化、低龄化的现象。面对现状，海南省捕捞正由传统资源消耗性向资源养护型过渡，以明确向外海及远洋捕捞扩展[10]。
1.3 海南渔船拥有量统计
1.3.1 海南渔船现状分析
截至2014年海南全省机动渔船年末拥有量26 805艘，共437 836 t，平均吨位仅16.3 t，总功率1 244 529 kW，平均功率46.42 kW。近年来全省机动渔船的整体数量以年均2 %的速度在减少。原因是部分机动渔船船龄接近报废年限，淘汰的渔船以内陆捕捞机动渔船为主，海洋机动渔船数量在逐年增加。全省渔船以木质渔船占绝大多数，船长在10-30 m之间，功率在40-400 kW不等。渔船陈旧、装备落后、机械性能低、燃油消耗多、续航能力差等现象成为渔船运营成本增加的重要因素，其中渔船总运营成本的50 %以上是渔船动力主机燃油消耗所产生的[11]。全省现有渔船大部分无法满足向远洋发展生产的要求，渔业生产装备的落后制约着海南省渔业的发展。
1.3.2 海南现有渔船数量统计
渔业生产过程中能耗和碳排放的最主要来源是机动渔船，因此需要查询整理海南省全部机动渔船数量的具体数据。为便于分析机动渔船能耗及碳排量的具体来源，在统计过程中，按照渔船本身的不同因素进行划分、统计。统计类型包括：按船长及功率分类、按工作用途分类、按作业类型分类。根据不同类型机动渔船的具体数量及功率的多少，就可以大概归纳出能耗大、碳排放量多的最主要类型机动渔船的详细数据。
海南省机动渔船拥有量如表1。
从表1可知，全省机动渔船划分为海洋渔船和内陆渔船，12 m以下机动渔船数量及功率占总量的84 %，12-24 m之间机动渔船数量及功率占总量的15.7 %，24 m以上机动渔船数量及功率不足总量1 %。
在全省机动渔船总量中用于生产的机动渔船占绝大多数，44.1 kW以下的机动生产渔船数量及功率都占总量81 %，在44.1-441 kW之间的数量及功率占总量的18 %，441 kW以上的机动渔船数量及功率不足总量1 %。由此可见，海南省用于捕捞作业的机动渔船以中小型为主，大型机动渔船不足，缺乏远洋作业能力，本省远洋捕捞产量严重不足。
海南省机动渔船拥有量按照工作用途划分如表2。
从表2可知，全部机动渔船包括生产机动渔船和辅助机动渔船。生产机动渔船的类型有海洋捕捞渔船、海洋养殖渔船、内陆捕捞渔船和内陆养殖渔船；辅助机动渔船包括海洋辅助渔船、内陆辅助渔船和渔业执法船。全省捕捞机动渔船的捕捞产量为1 130 702 t，总功率为1 198 147 kW，平均功率为全省机动渔船总功率的96.3 %；养殖机动渔船的养殖产量为596 638 t，总功率为6 382 kW，平均功率为全省机动渔船总功率的0.5 %；辅助机动渔船总功率为40 000 kW，平均功率为全省机动渔船总功率的3.2 %。
海洋捕捞机动渔船则按照作业类型的不同划分，类型包括：拖网、围网、刺网、张网、钓业（表3）。
在各种作业方式中，海洋捕捞作业方式以刺网作业为主，拖网次之。其中刺网机动渔船功率占总量的45 %，拖网机动渔船功率占总量的20 %，围网机动渔船功率占总量的18 %，钓业机动渔船功率占总量的8 %，其他作业机动渔船功率占总量的6 %，张网总功率比例最小为3 %。
2 机动渔船能耗及碳排量计算方法
2.1 机动渔船能耗计算
3 结果与分析
3.1 机动渔船能耗总量估算
根据统计数据，海南省拥有的全部26 805艘机动渔船当中，海洋捕捞机动渔船25 758艘，总吨位为422 581 t，总功率为1 177 142 kW，占所有机动渔船总功率的94.6 %，海洋捕捞机动渔船不同作业类型燃油消耗测算如表4，根据推算全省海洋捕捞机动渔船燃油消耗合计约52.2万t。
统计估算完海洋捕捞渔船之后，剩余其他工作类型机动渔船的拥有量为1 047艘，总吨位为15 291 t，总功率为67 387 kW。包括内陆生产机动渔船、养殖机动渔船、还有非生产性的辅助机动渔船等各类型机动渔船。其使用、经营情况各不相同，难以具体分类型估算。这部分机动渔船以木质船型为主，普遍船型较小、功率较低。全年运行300个工作日，每日工作3-5 h，平均全年工作时间约为1 500 h。机动渔船一般柴油机消耗量新机型在210 g/（kW·h）左右，老机型为260 g/（kW·h）左右[6]，全省机动渔船船龄大，使用老机型比较多，取平均耗油率为250 g/（kW·h）。则其他工作类型机动渔船燃油消耗量为：
由此可以推算海南全省机动渔船燃油消耗总量约为54.73万t。但上述估算还存在一定的局限性，首先是油耗系数取自调查统计的平均数，忽略了不同的船只长度、吨位及功率，存在一定的偏差；其次是油耗系数以渔船主功率为目标参数，概括了渔船辅机的燃油消耗，计算结果存在一定损失。
3.2 机动渔船碳排放量的估算
据调查统计资料初步计算，捕捞机动渔船每捕捞1 t活鱼上岸，排放的二氧化碳量约为1.7 t[14]。由此可见，捕捞过程中会导致大量的二氧化碳排放。如按海南全省机动渔船捕捞产量110万t计算，折合成二氧化碳排放量約为187万t，这些量的二氧化碳需要0.8万hm2面积的森林吸收一年。
全省机动渔船在工作过程中燃油消耗总量约为54.73万t，则海南全省机动渔船碳排放量计算结果如下：
具体海洋捕捞机动渔船不同作业类型碳排放测算如表5，由表可见，刺网、拖网和围网作业是海洋机动渔船捕捞作业中CO2排量的主要产生源，占机动渔船碳排放总量的84 %。
4 建议与结论
4.1 海南机动渔船高能耗及高污染排放的主要原因
海南省机动渔船众多，究其海南省机动渔船高能耗及高污染排放的主要原因有下面2个方面：
（1）受近几年海洋渔业资源衰减的影响，及其渔业捕捞生产能力的制约，渔民经济收益减少。由于造价昂贵数、成本过高，新型玻璃钢、钢质机动渔船数量占小部分，大部分是船龄在10年以上的木质机动渔船。由于渔船老化现象严重、设备落后、技术水平低，燃油消耗量本来就大，在加上设备经过多年大负荷运转，设备缺乏的必要养护、维护，动力机械效率进入快速衰减期，机械性能下降明显，造成燃油消耗因无用功的增加而大量浪费，油耗的增加必然造成碳排放量的增加。
（2）由于渔船造船时间早，没有统一的建造标准与规范，船型尺寸杂乱无章。随意性的造船致使渔船优化程度不够，阻力性能和安全性能无法保障。此类渔船的机械性能与船长及船机桨难以最优匹配，且与经过科学设计的规范渔船存在较大性能差异，造成能耗和碳排量的增加。
4.2 海南渔船节能减排的建议
4.2.1 海南渔业装备改进策略
据走访调研，海南大部分渔民文化程度不高，缺乏对提高航速理论的了解，盲目的认为只要提高功率，相对应的航速就会增加。可实际情况是只有主机功率、转速及螺旋桨直径相互匹配，才会达到渔民的预期效果。只增加单船功率，虽会改变微量的螺距，但在生产作业中就会消耗更多的燃油，碳排放量也相应增大，而航速并没有提高多少。因此要对渔民加大渔业装备知识的宣传普及力度，消除错误观念，优化动力推进系统，提高燃油利用效率，合理科学的进行渔船的装备更新换代。
改进更新装备后的渔船，渔民捕捞积极性会大幅度提高，在近海超负荷捕捞作业，不利于近海渔业资源的保护与恢复，使本来就日益紧张的近海渔业资源更加雪上加霜。因此对于改造后的渔船要进行科学的规划、管理，统筹生产作业的发展方向。可借助渔船装备改进之机会，推广远洋渔船渔业装备，为更好的发展海南远洋渔业做贡献，同时要为渔船进行远洋设备改进提供资金补贴和技术支持。渔船渔机渔具的优质配置与集成，是渔业节能节能减排的有效方法之一[15]。
4.2.2 新型能源技术发展
渔船节能新技术的应用应主要针对渔船动力装置及辅助动力装置开展。新技术推广要围绕海洋渔业产业化的发展现状，并结合海南省渔业现代化发展的实际需求，以渔业节能减排为最终目的，综合利用风帆助推装置、液化天然气与燃油混合动力、风光互补发电系统、生物柴油代替燃油等现有科研成果及技术优势。通过协同研发、集成创新、应用推广，解决机動渔船燃油消耗及碳排量大的问题，实现节能减排的最优方案。为海南省渔业大范围应用新型能源技术提供技术支撑和成果积累，更好地保障渔民出海捕捞作业的安全性，为渔民提供更好的能源解决方案和更高的经济收益，推进新能源在海南渔业中的应用，减少渔业污染，促使先进技术与传统渔业的融合和提升。
4.3 结论
海南全省机动渔船燃油消耗总量约为54.73万t，碳排量为46.64万t，折算成CO2排放量为171.17万t。海洋捕捞渔业的能耗及碳排放量呈现出增长趋势，同时由于作业方式能好强对海南海洋捕捞渔业温室气体排放影响较大，刺网、拖网和围网3种作业方式与其他作业方式相比温室相应最强。虽然渔业的机动渔船燃油消耗及排放量在全省各个行业中只占总量的一部分，但也有责任为全省的节能减排做出贡献，尽最大努力提高能源利用效率，限制温室气体的排放。
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