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排放控制区约束下班轮运输减排技术选择研究
| 论文题名： | 排放控制区约束下班轮运输减排技术选择研究 |
| 关键词： | 集装箱班轮运输;燃料转换;选择性催化还原;LNG-柴油双燃料发动机;排放控制区 |
| 摘要： | 通过船舶运输进行的贸易占全球贸易量的80％以上，然而，航运活动在推动全球经济贸易的同时也给全球海洋、内河水系以及沿海城市大气带来严重污染，严重危害人类的健康。这引起了国际海事组织（InternationalMaritimeOrganization,IMO）的极大关注，尤其是对船舶在挂靠港口和沿海航行时产生的排放。因此，IMO出台的船舶排放限制规定日趋严格，我国对硫氧化物和氮氧化物的排放控制政策也可能将在2025年之后达到同IMO批准的硫排放控制区和第三阶段氮氧化物排放限值要求（NOx-TierⅢ）一样的排放限制水平。 为了在市场上保持强劲的竞争力，集装箱班轮必须在满足排放限制要求的同时选择最具成本效益的减排技术。对于集装箱班轮公司来说，其面对将来更严格的排放控制法规，为经常挂靠排放控制区（emissioncontrolarea,ECA）内港口的集装箱班轮选择一个效益最优的技术选择是至关重要的。基于集装箱班轮关于减排技术的选择问题，本文研究着重关注我国ECA限制可能更加严格的趋势，定位于我国未来的ECA，首先建立了减排技术选择的成本与排放测算模型，对目前比较成熟和未来比较有应用推广潜力的三种减排技术组合进行了经济性和环保性分析。结果表明燃料转换+选择性催化还原（selectivecatalyticreduction,SCR）是最经济的技术选择，但它不适合集装箱班轮在ECA区域范围较大时使用。另外，LNG-柴油双燃料发动机在减排效果方面有独特的优势，如果考虑政府补贴，对班轮公司而言，LNG-柴油双燃料发动机技术的经济性可能会超过燃料转换+SCR技术，且减排效果更出色。 由于目前不明朗的补贴政策，燃料转换+SCR技术凭借其经济性优势在短期内仍然会是集装箱班轮应用最为普遍的减排技术，但在减排效果方面其不具有优势。为此，本文进一步构建了一个考虑燃料成本和排放的双目标优化模型，进一步探讨了燃料转换+SCR技术在我国ECA约束下的经济性和环保性，结果表明集装箱班轮会优先选择更长的航线航行以减少在ECA内的航程。最后，本文基于ε-约束的两阶段迭代方法，为决策者提供了一组帕累托（Pareto）最优解，有助于他们在排放控制区约束下选择最优的解决方案，为选择燃料转换+SCR技术时集装箱班轮的航行速度和航行路径决策提供一定的参考。 |
| 作者： | 钟东良 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 匡海波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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