时事分析 | 创新及科技发展 | 2020-04-03 | 《经济日报》

客量跌 废气排 电动化可为渡轮业解困?



曾几何时,渡轮是市民过海的主要交通工具[1],但时至今日,陆路及铁路交通愈趋发达,渡轮逐渐被边缘化。加上为减少渡轮的废气排放,政府在新一份财政预算案建议拨款3.5亿元,在维港内渡轮航线推行电动渡轮试验计划,最快2022至23年推出。[2]此举能否为渡轮业带来新的发展契机?

本港的渡轮业拥有过百年历史。在1971年,全年的过海乘客人次一度达至近2.5亿人次的高峰[3],可说是香港渡轮业的黄金时代。但随着时代变迁,渡轮业逐渐式微,部分航线相继停航。截至目前,渡轮航线只剩21条,七条游走维港以内,其余14条属于维港以外航线。[4]

客量十年跌20% 港内渡轮经营困难

近年,渡轮业面对着各种内忧外患,其中营运成本日益上涨、乘客量下跌,令渡轮业苦不堪言。以天星小轮为例,员工薪津、燃油支出及码头开支的上涨,令该公司的总营运成本由2016年约9,085万元,增加至2018年的9,907万元,增幅约9.1%,并录得271万元亏损。[5]

在2008至2017年间,整体的定期客运渡轮服务的乘客人次下跌13%至每日128,200人次,只占公共交通平均每日乘客人次约1%。其中港内渡轮的乘客人次下跌幅度尤其显著,由2008年的每日7.7万跌至2017年6.16万,跌幅达20%,较离岛线的跌幅5%为高。[6]如此一来,在乘客量下降及财政亏损的情况下,部分航线难以维持,例如天星小轮便在2011年停办「红磡—中环」及「红磡—湾仔」航线,反映营办渡轮的商业效益问题。[7]

长久以来,渡轮都是在政府的支持下维持运作,措施包括由政府负责码头保养工作、豁免燃油税,及在长者票价优惠计划下发还码头租金和豁免船只牌照费。另外,政府亦准许渡轮营办商分租码头地方作商业用途,从而赚取非票务收入,以补贴渡轮营运[8],但仍不足以扭转渡轮业的经营困境。

柴油引擎释致癌物 政府研绿色运输技术

另一个值得关注的是空气污染问题。目前的渡轮一般靠燃烧柴油推动,但燃烧柴油难免排放废气,污染环境[9],更有科学研究证实,由柴油引擎排放出的废气会增加致癌风险,世界卫生组织亦于2012年正式将柴油排放出来的废气列为第一类致癌物质,又指长期吸入会引致肺癌及增加患膀胱癌的风险。[10]

虽然政府在2011年推出绿色运输试验基金[11],鼓励运输业界试验各类绿色创新运输技术,但部分试验成果并不显著。以天星小轮为例,该公司于2016至2017年间,在一艘现存渡轮上以柴油-电力驱动的混合能源系统,取代渡轮上原有的柴油发动机和发电机,冀藉此减少渡轮的油耗和空气污染物排放。[12]

然而,试验报告指出,改装系统后渡轮的耗油量并无差别;污染物排放方面,虽然新系统在氮氧化物排放、黑烟烟度、废气排放内的平均二氧化硫排放量均有减少,却并非受发动机技术上的改进所影响,而是由于近年收紧法定燃油含硫量至0.05%所致[13],反映即使引入柴油-电力驱动系统无助减排。

政府推电动渡轮 港内线率先试行

关于水上交通的发展,政府近年有不少提议,当中包括推广电动渡轮。政府在2017年委托本港一间研究公司进行《验证绿色渡轮技术在本港情况下操作的可行性研究》(下称可行性研究),评估全球多种常用绿色渡轮技术在本港操作的技术可行性、环境效益和所需成本,并建议行驶港内航线的渡轮,可考虑选用电池推进系统。[14]

而在刚发表的财政预算案中,政府亦提出将会预留3.5亿元,在维港内渡轮航线推行为期两年的电动渡轮试验计划,并表示本港四家渡轮营办商均对电动渡轮有兴趣,并正就电动渡轮设计草图。[15]政府初步将会资助内港渡轮公司研发,预计港内航线会采用纯电动操作。[16]至于行驶离岛航线的外港渡轮,2017年的可行性研究指其以较高速航行较长距离,推进动力要求也较高,认为采用混合动力渡轮最为合适。[17]今次预算案亦建议外港渡轮采用混合能源。[18]

投资金额大 或减燃料成本

政府推动电动渡轮,旨在减少渡轮的废气排放[19],然而,这或可成为改善现有渡轮问题的契机,包括减低渡轮的营运成本。

根据传媒引述政府消息,购买一艘电动渡轮约需数千万元[20],成本不低,但参考2017年的可行性研究,短途的港内航线由于每程的能源需求较低,可减低船上电动系统的功率与电池需求。若班次频密,更可充分减少燃料的耗用量及其他营运成本。[21]

短程渡轮电动化的例子,可参考挪威的「Ampere号」,其主要游走Lavik和Oppedal两条村落,全程约六公里,船程约20分钟,最多可容纳360名乘客。「Ampere号」是轻型渡轮,故使用的推进力比一般的钢造渡轮少50%,加上挪威主要使用水力发电,发电成本较低,燃油成本亦仅占营运成本的20%。[22]

当然,每个地方所使用的发电方式不同,在成本上亦有差异,但从上述例子可见,能源成本有机会因为改用电能而有所下降。

电力取代柴油 为减排出绵力

空气污染方面,船舶是香港主要的空气污染排放源[23],而改用电力推动船只是有效减少废气排放的折衷方案,关键在于要使用由可再生能源产生的电力充电。[24]

2017年的可行性研究便预计,假若七条港内航线的渡轮全都以电动渡轮替代,估计二氧化硫(SO₂)、氮氧化物(NOx)、可吸入悬浮粒子(PM10)、微细悬浮粒子(PM2.5)、碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO),将分别减排1.3公吨、79.4公吨、1.6公吨、1.5公吨、1.1公吨和14.3公吨。[25]虽然这个数量只占香港船舶的总空气污染排放量极低的百分比[26],但总算能为减排出一分力。

值得留意的是,香港近年转用较多较昂贵的天然气作为发电燃料,而天然气比燃煤发电成本多一倍,兴建新机组亦令营运成本增加,令电费有上升压力[27],假若未来的电动渡轮同样采用天然气作为电力供应源,船费料有加价压力,故政府有必要在稳定电力供应、环保及合理电价之间取得平衡。

参考亚洲首架电动渡轮 研发电力推进具挑战

事实上,目前有不少国家和地区已有提供电动渡轮服务,包括丹麦、法国、德国、挪威、瑞典及台湾高雄[28],这些地方在推动电动渡轮的过程中,曾经遇上不同的挑战,或可为香港带来启示。

台湾高雄于2018年推出电动渡轮「旗福1号」,该渡轮是旗津居民的交通工具,也是外地游客到访高雄观光的体验行程,造价约5,500万台币,全船总长25.2公尺,可承载150名乘客,载客量与天星小轮的传统渡轮相若。[29]

该电动渡轮以电力取代柴油引擎,研发难题之一,是确保新系统产生的动力能满足需求。[30]虽然目前不少船舶,如潜水艇及某些特殊性能的作业船上均有采用电能来驱动[31],但当电能应用在较细小的渡轮上时,大型船舶中常用的电力系统因为拥有庞大的交流发电系统,并不适合直接取用,故有必要研发出更易于管理、更小、更轻的发电系统。而为了解决有关问题,高雄市政府责成台湾船舶暨海洋产业研发中心,与丹麦一间公司合作,研发出可以直接通过城市公用电网或渡轮的现有柴油发电机完成充电的系统。[32]

电动交通工具藏隐忧 配套设施是关键

在香港,要发展电动渡轮,可靠的电力推进系统同样重要。2017年的可行性研究建议,船舶可以由两个皆使用锂电池组的电动机驱动,并以一个超级电容器储存能量。同时需要燃料电池技术作为提供辅助动力来源,以应付任何突发事件。[33]

但要留意的是,使用锂电池组将会产生废旧电池的处理问题。[34]正如电动车一样,电池每到一个限期便要更换,但旧电池会造成污染,香港目前承诺回收旧电池的电动车车厂并不多,故政府一旦采纳有关建议,必须准备处理方案,以免废锂电池因含有贵价重金属,而流入地下市场。[35]另外,去年有本港的持牌渡轮营办商表示,现时码头的供电设施未能配合他们转用电动渡轮[36],意味那些码头或需为渡轮电动化更新,政府届时亦可能被要求提供协助。

事实上,推动交通工具电动化并不容易。香港政府在2012年拨款全数资助巴士公司购置的36辆单层电动巴士,便遇到电力不足等问题,其中五辆平均每日续航力仅190公里,未能满足大部分单层巴士路线200至300公里的日程需要[37],至今仍未见广泛使用。在2015年,更有公司推出的电动巴士未落地已起火自焚,虽然事后查明意外起火原因是人为过失[38],但难免令人担心电动交通工具的安全。

从上述例子可见,电动渡轮的投资金额巨大,政府推动政策时除了资助营办商研发船只,在铺设充电设施、试验期内的营运、保养和维修费等方面是否需要作出额外支援。另外,试验计划暂定于港内线试行,然而港内线渡轮客量有限,即使电动化或有助节省成本,但长远提升人们对渡轮服务的需求,仍然是渡轮业持续发展的关键,政府应考虑提高码头的易达程度,例如在码头附近增设巴士线,让市民更方便使用渡轮设施。

1 「选定地方的水上交通服务」。取自立法会网站:https://www.legco.gov.hk/research-publications/chinese/1819in11-waterborne-transport-services-in-selected-places-20190404-c.pdf,最后更新日期2019年4月4日,第2页。
2 「【财政预算案2020】预留逾4亿元推电动小巴及渡轮 消息:最快2022至23年出台」。取自ToPick网站:https://topick.hket.com/article/2574787/,最后更新日期2020年2月26日。
3 PANG Ming Ho, Darwin, “An evaluation of waterborne ferry services in Hong Kong: past & future.”(degree of Master diss., University of Hong Kong, 2001), p. 1.
4 「专营及持牌渡轮服务详情」。取自运输署网站:https://www.td.gov.hk/sc/transport_in_hong_kong/public_transport/ferries/service_details/index.html,最后更新日期2020年2月19日。
5 「天星小轮加价申请」,交通事务委员会,立法会CB(4)184/19-20(06)号文件,2019年12月20日,第6页。
6 同1。
7 同1,第4页。
8 同1,第5页。
9 「天星小轮喷黑烟污染空气」。取自苹果日报网站:https://hk.news.appledaily.com/local/daily/article/20071219/10550711,最后更新日期2007年12月19日。
10 「世卫提升柴油废气为一级致癌物」。取自Now新闻网站:https://news.now.com/home/international/player?newsId=36640,最后更新日期2012年6月13日。
11 「绿色运输试验基金」。取自环保署网站:https://www.epd.gov.hk/epd/sc_chi/environmentinhk/air/prob_solutions/pilot_green_transport_fund.html,最后更新日期2020年1月14日。
12 《绿色运输试验基金渡轮的柴油-电力驱动系统试验(天星小轮有限公司)最终报告》,香港理工大学,2018年8月1日,第3页。
13 同12,第7页。
14 吴家颖、林升阳,《验证绿色渡轮技术在本港情况下操作的可行性研究摘要报告》,环境保护署,2017年12月,第2、4至5页。
15 同2。
16 「黄锦星冀2023年有电动小巴投入运作」。取自Now新闻网站:https://news.now.com/home/local/player?newsId=382329,最后更新日期2020年2月28日。
17 同14,第5页。
18 同16。
19 「预算案演辞」。取自2020至21财政年度政府财政预算案网站:https://www.budget.gov.hk/2020/sim/budget25.html,最后更新日期2020年2月26日。
20 「【预算案】消息指电动小巴及渡轮最快2022至23年推出」。取自头条日报网站:https://hd.stheadline.com/news/realtime/hk/1709821/,最后更新日期2020年2月26日。
21 同14,第5页。
22 “Battery Electric Car Ferry in Norway”, PPMC, http://www.ppmc-transport.org/battery-electric-car-ferry-in-norway/, accessed March 10, 2020 ; 「能源及分类能源的各种比较」。取自中电能源通识站网站:https://www.ls-energy.hk/chi/conclusion.html,查询日期2020年3月10日。
23 「改善空气质素的整体策略」,环境事务委员会,立法会CB(1)233/19-20(03)号文件,2019 年 12 月 16 日,第7页。
24 「全球航运减碳目标为零,香港迈出重要一步」。取自草云居网站:https://tiandiyouqing.blogspot.com/2020/03/blog-post.html?fbclid=IwAR1gvuQp58poeLFVTF5-y3ds5zOQ9Uhu9FWWiwCMX-bnszgu9yMYPNAPakg,最后更新日期2020年3月1日。
25 同14,第6页。
26 「2017年香港排放清单报告」,环境保护署,2019年6月,第14页。
27 「天然气发电比煤贵1.3倍 两电有利润管制保护 市民三年后捱贵电」。取自香港01网站:https://www.hk01.com/社会新闻/140884/天然气发电比煤贵1-3倍-两电有利润管制保护-市民三年后捱贵电,最后更新日期2017年12月13日。
28 「改善环境和空气质素的一系列措施」,环境事务委员会,立法会CB(1)336/19-20(04)号文件,2020年1月22日,第6页。
29 「高雄水岸熊水,绿能渡轮『旗福一号』熊green,亮相交船」。取自高雄市政府交通局网站:https://www.tbkc.gov.tw/Message/Bulletin/News?ID=49709d1e-3b0b-45bd-9774-c052b3688657,最后更新日期2018年2月12日;「传统渡轮」。取自天星小轮有限公司网站:http://hanweb.kanhan.com/TuniS/www.starferry.com.hk/tc/Classic#,查询日期2020年3月5日;《旗鼓航线新购电力驱动渡轮及岸上快速充电设备计画》,高雄市政府交通局,2017年7月7日,第1页。
30 「丹佛斯为亚洲台湾首批电动渡轮提供动力」。取自Danfoss网站:https://www.danfoss.com/zh-cn/service-and-support/case-studies/dps/danfoss-powers-asia-s-first-e-ferry-in-taiwan/,最后更新日期2018年5月25日。
31「船舶推进系统 -- 电推系统介绍」。取自台湾国际造船股份有限公司网站:http://www.csbcnet.com.tw/monthly_pub/files/01船舶推进系统_%20电推系统介绍.pdf,查询日期2020年3月20日。
32 「丹佛斯为亚洲台湾首批电动渡轮提供动力」。取自Danfoss网站:https://www.danfoss.com/zh-cn/service-and-support/case-studies/dps/danfoss-powers-asia-s-first-e-ferry-in-taiwan/,最后更新日期2018年5月25日。
33 同14,第5页。
34 同14,第5至6页。
35 「电动车快充藏危机 劣质设备容易引致『自焚』」。取自巴士的报网站:https://www.bastillepost.com/hongkong/article/4648106,最后更新日期2019年7月2日。
36 「立法会十九题:减少水上运输排放的空气污染物」。取自政府新闻公报网站:https://sc.isd.gov.hk/TuniS/www.info.gov.hk/gia/general/201902/27/P2019022700522.htm?fontSize=1,最后更新日期2019年2月27日。
37 「立法会十六题:电动巴士」。取自政府新闻公报网站:https://sc.isd.gov.hk/TuniS/www.info.gov.hk/gia/general/201812/12/P2018121200667.htm?fontSize=1,最后更新日期2018年12月12日。
38 「中国动力首艘纯电动渡轮来港」。取自明报财经网网站:https://www.mpfinance.com/fin/daily2.php?node=1558379310551&issue=20190521,最后更新日期2019年5月21日。