本文是一篇投資分析論文，本文的主要貢獻(xiàn)在于構(gòu)建了一個(gè)考慮多港口多條航線的系統(tǒng)化模型，用以預(yù)測船舶的選擇行為及由此帶來的環(huán)境影響。
1  緒論
1.1  研究背景及意義
1.1.1  研究背景
港口岸電技術(shù)（Shore Power, 也稱Alternative Maritime Power, Cold Ironing等）是指通過向靠港停泊船舶提供岸電服務(wù)，為船舶靠港后進(jìn)行的包括照明、通風(fēng)、通訊、裝卸貨物等必要活動(dòng)提供電能，以替代傳統(tǒng)的輔機(jī)燃燒柴油供能的技術(shù)。如圖1.1為港口岸電示意圖。這種技術(shù)的產(chǎn)生和應(yīng)用，主要是為了滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保要求，保護(hù)沿港地區(qū)環(huán)境及沿港居住居民的健康。

投資分析論文怎么寫

對(duì)于船舶來說，想要連接岸電系統(tǒng)，首先需要對(duì)船舶進(jìn)行改裝，安裝可靠的岸電受電裝置。在靠港接入岸電設(shè)備的時(shí)間里，仍然需要靠輔機(jī)燃燒供能一段時(shí)間，之后可以關(guān)閉輔機(jī)，依靠岸上的供電設(shè)備提供的電能進(jìn)行活動(dòng)。港口運(yùn)營方而言，提供岸電技術(shù)需要其安裝變頻裝置，連接設(shè)備，冷卻系統(tǒng)，接入電網(wǎng)等工作，并通過向連接岸電的靠泊船只收取服務(wù)費(fèi)用維持運(yùn)營。如圖1.2為港口岸電系統(tǒng)投資建設(shè)并投入使用過程中，港口投資方及船舶運(yùn)營方需要承擔(dān)的基礎(chǔ)建設(shè)工作。
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1.2  國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
目前關(guān)于港口岸電技術(shù)經(jīng)濟(jì)及環(huán)境效益方面的研究，主要集中于以下幾個(gè)方面：（1）港口岸電技術(shù)應(yīng)用的減排效果及其經(jīng)濟(jì)影響；（2）港口岸電用電量需求的計(jì)算及布局分配；（3）港口岸電技術(shù)與其他減少港口污染的環(huán)保方式的比較；（4）港口岸電技術(shù)推廣過程中相關(guān)政策研究；（5）船舶經(jīng)營方對(duì)港口岸電技術(shù)應(yīng)用的行為選擇。
1.2.1  港口岸電技術(shù)應(yīng)用的減排效果及其相關(guān)經(jīng)濟(jì)效益的研究
港口城市通常人口眾多，整座城市的污染排放對(duì)城市環(huán)境及居民健康影響很大，因此對(duì)于這個(gè)問題有很多相關(guān)研究，其中，對(duì)于能夠有效減排的岸電技術(shù)，也引起了許多學(xué)者的關(guān)注。
2014年，Zis等學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，提供岸電技術(shù)可以有效減少包括CO2，SO2，NOX在內(nèi)的氣體的排放，其排放分別降低為原來的8%-20%，9%-40%，9%-17%[14]。2016年，Winkel等學(xué)者提出，若歐洲所有港口2020年均安裝有岸電設(shè)備，可以預(yù)期的是，碳排會(huì)減少800000噸，岸電的應(yīng)用帶來的環(huán)境改善將會(huì)使政府在居民健康方面的開支減少約29.4億英鎊[15]。同年，Vaishnav的研究也稱，即便只有1/4到2/3的美國靠港船只應(yīng)用岸電技術(shù)，政府也將省下701.5億美元的居民健康開支[16]。
2018年，學(xué)者Innes和Monios對(duì)英國阿伯丁港口投資建設(shè)岸電設(shè)施的可行性做了評(píng)估，阿伯丁港口是一個(gè)中等大小的港口，只有若干小泊位，兩位學(xué)者比較了其投資成本和污染減排效果，論證了在該港投資建設(shè)岸電技術(shù)的可行性[1]。
2019年，我國交通運(yùn)輸部水運(yùn)科學(xué)研究院研究院李海波系統(tǒng)地研究了岸電服務(wù)收費(fèi)、電價(jià)以及岸電設(shè)施維護(hù)費(fèi)用對(duì)岸電技術(shù)相關(guān)經(jīng)濟(jì)的影響，他的文章也指出，當(dāng)前，由于投資收益的不平衡，港口方主動(dòng)建設(shè)并應(yīng)用岸電設(shè)施的意愿較低，這也是導(dǎo)致岸電使用率較低的原因[17]。Tao等學(xué)者建立的經(jīng)濟(jì)分析模型也表明，即便征收高昂環(huán)保稅，相對(duì)于使用柴油，船舶使用岸電技術(shù)仍然很不經(jīng)濟(jì)，只有當(dāng)船舶剩余壽命大于5年，在相關(guān)政策的刺激下，船舶運(yùn)營方才有可能更傾向于岸電的選擇[18]。
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2  基本原理介紹
2.1  生命周期評(píng)價(jià)
生命周期評(píng)價(jià)（Life Cycle Assessment, LCA）是評(píng)價(jià)一種產(chǎn)品，及其過程或行動(dòng)在整個(gè)壽命周期內(nèi)給環(huán)境帶來的影響的方法。根據(jù)國際環(huán)境毒理會(huì)和化學(xué)學(xué)會(huì)（Society of Environmental Toxicology and Chemistry, SETAC）給出的定義，該方法是一種通過識(shí)別和量化所用能量、原材料以及廢物排放來評(píng)價(jià)與產(chǎn)品及其行動(dòng)相關(guān)的環(huán)境責(zé)任，從而得到這些能量和材料應(yīng)用以及排放物對(duì)環(huán)境的影響，并且對(duì)改善環(huán)境的方案做出評(píng)價(jià)的方法。它源于1969年可口可樂公司委托美國中西部研究所對(duì)塑料容器驚喜進(jìn)行的評(píng)價(jià)，隨后國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（International Organization for Standard, ISO）陸續(xù)發(fā)布了相關(guān)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。時(shí)至今日，該評(píng)價(jià)方法已經(jīng)有了越來越多的研究和發(fā)展。目前我們國家在環(huán)境方面采用的生命周期評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)包括《環(huán)境管理生命周期評(píng)價(jià)原則與框架》（GB/T 24040-2008）以及《環(huán)境管理生命周期評(píng)價(jià)要求與指南》（GB/T 24044-2008）。
生命周期評(píng)價(jià)的主要技術(shù)包括范圍定義、清單分析、影響評(píng)價(jià)以及結(jié)果解釋四個(gè)階段，是一套系統(tǒng)的進(jìn)行環(huán)境價(jià)值分析的方法。對(duì)一項(xiàng)產(chǎn)品和技術(shù)進(jìn)行生命周期評(píng)價(jià)需要考慮需求分析與產(chǎn)品規(guī)劃階段、產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段、生產(chǎn)制造階段、運(yùn)輸階段、使用維護(hù)階段、廢棄與回收利用階段。在本文中，無論船舶使用岸電技術(shù)還是使用低硫油，兩者產(chǎn)品規(guī)劃階段、產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段所產(chǎn)生的污染都明顯可以忽略。目前國內(nèi)油的運(yùn)輸主要采用管道運(yùn)輸方式，管道建設(shè)及從管道出口到具體用油地點(diǎn)的環(huán)境成本相對(duì)于燃燒這部分低硫油產(chǎn)生的污染來說，在數(shù)值實(shí)驗(yàn)中可以忽略。電的運(yùn)輸主要考慮發(fā)電及電能能源損耗問題，這部分所增加的碳排放量體現(xiàn)在了使用岸電的污染因子中。使用階段，兩者能夠被使用的時(shí)間均可以看做船舶的剩余壽命，也因此，本文建模過程中，將污染等因素，分?jǐn)偟搅舜笆Ｓ鄩勖拿恳荒昀铩U棄與回收階段，低硫油的使用并不存在這個(gè)問題，對(duì)于港口方岸電設(shè)備來說，是可以循環(huán)使用的，本階段暫不考慮，對(duì)于船舶方的岸電設(shè)備，則需要考慮進(jìn)壽命周期內(nèi)。
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2.2  大氣污染理論及計(jì)算
全球性大氣污染問題主要分為三類：溫室效應(yīng)，臭氧層破壞，和酸雨。按照大氣污染來源可以分為自然污染源和認(rèn)為污染源。本研究涉及到的大氣污染研究屬于人為污染源中的交通運(yùn)輸流動(dòng)源帶來的污染。
大氣污染對(duì)人體健康，植物環(huán)境，甚至器物及材料都有影響。本研究主要考慮其對(duì)人體健康的影響，主要表現(xiàn)為通過吸入被污染的空氣以及表面接觸、食入含污染物的食物和水這三種主要途徑引起的呼吸道疾病。長期接觸低濃度污染物會(huì)引起支氣管炎，哮喘，肺部疾病甚至癌癥等。在高濃度污染物的突然作用下，人體會(huì)產(chǎn)生急性中毒甚至?xí)＜吧?。本研究設(shè)計(jì)的到的主要污染物為：硫氧化物SOx，可吸入顆粒物PM，氮氧化為NOx；以及與溫室效應(yīng)相關(guān)的氣體二氧化碳COx。
處理大氣擴(kuò)散的理論主要有三種：梯度運(yùn)輸理論、湍流統(tǒng)計(jì)理論和相似理論。本文采用湍流統(tǒng)計(jì)理論處理港口附近地區(qū)污染物擴(kuò)散濃度的分布。其假設(shè)包括：（1）大氣湍流場是均勻、定常的；（2）從污染源排放的粒子，在風(fēng)沿著x方向吹的湍流大氣中擴(kuò)散，則在x軸上粒子濃度最高，粒子分布以x軸為對(duì)稱軸，分布方式符合正態(tài)分布。如圖2.2所示為污染物經(jīng)過一段時(shí)間擴(kuò)散后形成的平均邊界的示意。
其中，高斯分布是應(yīng)用較廣的該假設(shè)下的污染物擴(kuò)散模式。高斯煙流模型（Gaussian Plume Model）的基本假設(shè)包括：（1）污染物濃度在y，z軸上的分布屬于正態(tài)分布；（2）全部空間中風(fēng)速是均勻的，穩(wěn)定的；（3）源強(qiáng)是持續(xù)均勻的；（4）在擴(kuò)散過程中污染物質(zhì)量守恒。高斯模型的坐標(biāo)系如圖2.3所示。
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3  港口岸電分析模型 .................................. 17
3.1  問題描述和模型假設(shè) ........................... 17
3.1.1  問題描述 ................................. 17
3.1.2  模型假設(shè) ................................. 19
4  數(shù)值模擬 ........................................ 27
4.1  數(shù)據(jù)來源及處理 ............................ 27
4.2  船舶運(yùn)營方行為選擇 ............................... 30
結(jié)論 .................... 44
4  數(shù)值模擬
4.1  數(shù)據(jù)來源及處理
長江流域有約2400千米的航道，以及40多個(gè)港口。在本次數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)中，本文選擇了該系統(tǒng)的25個(gè)主要的港口，包括：上海港、太倉港、南通港、張家港港、江陰港、高港港、鎮(zhèn)江港、南京港、馬鞍山港、蕪湖港、銅陵港、貴池港、安慶港、湖口港、九江港、黃石港、漢口港、石首港、郝穴港、沙市港、宜昌港、萬州港、涪陵港、重慶港、瀘州港，其地理分布如圖4.1所示。其中，上海港是該系統(tǒng)內(nèi)內(nèi)河航運(yùn)和海運(yùn)的樞紐港口，大部分的航線都會(huì)以該港口為起始/終止港口。由于內(nèi)河航運(yùn)和海運(yùn)的差別，該系統(tǒng)可視為一個(gè)關(guān)于內(nèi)河運(yùn)輸?shù)南鄬?duì)封閉的系統(tǒng)，僅通過上海港與外界海運(yùn)系統(tǒng)相連。對(duì)于這個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)，可將其看成一個(gè)長2400千米的貨運(yùn)走廊，其上的每一個(gè)港口都會(huì)根據(jù)其位置投影到[0, 2400]范圍內(nèi)以方便展示。

投資分析論文參考

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結(jié)論
船舶靠泊污染的情況不容樂觀，靠泊期間排放的大量SOX，NOX，PM，CO2等有害氣體，會(huì)嚴(yán)重影響港口城市環(huán)境及居民的健康。岸電技術(shù)作為本行業(yè)內(nèi)廣為認(rèn)可和接受的技術(shù)，其在高效節(jié)能減排方面展現(xiàn)出來的優(yōu)勢毋庸置疑。然而，盡管中國政府采取了一系列的舉措意在推廣港口岸電技術(shù)的實(shí)施和推廣，但是我國的實(shí)際使用情況依然并不理想，實(shí)際使用率有待提高。中國政府從前采取的措施多集中在直接對(duì)岸電設(shè)施的建設(shè)進(jìn)行補(bǔ)貼，本文建議：（1）可以采取包括燃油控制政策和用電補(bǔ)貼政策的混合政策進(jìn)行調(diào)控，以期達(dá)到更加平衡經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境效益的目的；（2）可以將岸電技術(shù)的環(huán)境收益作為補(bǔ)貼給予港口投資方。
由仿真結(jié)果可以看出：（1）燃油控制政策和用電補(bǔ)貼政策均會(huì)對(duì)船舶運(yùn)營方使用岸電技術(shù)起到較強(qiáng)的正向激勵(lì)作用，在政策實(shí)施過程中，有高燃油消耗率及長剩余壽命周期的船舶，對(duì)政策變化更加敏感。除此以外，停泊時(shí)長等因素也會(huì)影響船舶的選擇。同時(shí)，高油耗率，年均初始投資成本平均或較低的船舶，也更傾向于岸電的選擇。（2）岸電技術(shù)的應(yīng)用可以顯著的改善港口地區(qū)的空氣質(zhì)量，但是不同港口的改善情況對(duì)于不同的政策敏感程度也有很大差異，這些差異可以在系統(tǒng)的分析之后得出，其結(jié)果也可以輔助政府進(jìn)行混合政策和調(diào)控。在岸電技術(shù)可以得到更廣泛的應(yīng)用之后，這種減排效果將更為明顯。（3）航線涉及到的港口為偏下游的、靠近海港的部分航線所涉及到的船舶對(duì)于岸電的接受度更高。同時(shí)，偏下游港口的岸電容量需求也更大。（4）值得一提的是，提高裝卸效率也是一種節(jié)能減排的方式，但是由于其減少了船舶停泊期間的時(shí)間，在船舶權(quán)衡使用岸電技術(shù)還是低硫油時(shí)，更低的運(yùn)營成本使更多的船傾向于使用低硫油。然而從總體的節(jié)能減排效果來看，仍舊是岸電技術(shù)的應(yīng)用能夠起到更好的減排效果。故而如果從環(huán)保的角度看，這些提高效率的技術(shù)的應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)審慎為之，并輔以環(huán)保支持政策。（5）如果只是單一的政策，用電補(bǔ)貼政策相較于燃油控制政策效果更加明顯。油耗率較低的船舶會(huì)對(duì)電價(jià)政策會(huì)更為敏感。（6）可以使用污染代價(jià)衡量環(huán)保收益，也可以考慮將港口的環(huán)保收益進(jìn)行補(bǔ)貼。偏下游的較大的港口，應(yīng)用岸電技術(shù)帶來的環(huán)境效益很高，顯著減少投資回收期。
參考文獻(xiàn)（略）