论文标题：Comparative Analysis of CO2 Emissions, Fuel Consumption, and Fuel Costs of Diesel and Hybrid Dredger Ship Engines

论文链接：https://www.mdpi.com/2077-1312/12/6/999

期刊名： Journal of Marine Science and Engineering 【JMSE】

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/jmse

引言

随着全球航运业温室气体 (GHG) 排放量的增加对环境可持续性、气候变化和船舶运营成本构成的严峻挑战，在航运领域促进减少碳化合物排放已成为共识。因此我们需要采用新的替代方法来减少二氧化碳排放和燃料消耗，这最终可能导向混合动力推进在船舶上的应用。针对这一主题，来自斯普利特大学的Ivica Skoko博士及其团队与萨格勒布大学的Diana Bozic教授在JMSE期刊上联合发表了一篇文章

该文章比较了两艘分别采用标准柴油和混合动力推进系统的吸泥船在二氧化碳排放量、燃料消耗量和燃料成本方面的减排情况，以确定与标准柴油推进系统相比，船舶混合动力推进系统在多大程度上以及以何种方式上帮助船舶和公司层面上减少二氧化碳排放量和燃料成本

当前大多数涉及能源效率或减少二氧化碳排放的研究主要关注大型货船的能源需求，而与以往侧重于大型商用集装箱船的研究不同，本研究旨在基于两艘吸泥船的性能，比较运营船舶时降低二氧化碳排放和燃料成本的潜力。两艘吸泥船是同一公司的同种船只，其中一艘配备标准柴油发动机，而另一艘配备混合动力推进系统。该文章通过对两艘选定船舶的收集挖掘量、燃料消耗量和二氧化碳排放量的每日、月、年数据进行了分析和比较，以使二氧化碳排放量、燃料消耗量和成本的计算和比较结果具有相关性和准确性

研究过程与结果

在数据收集上，本研究对同期（2023年1月1日至2023年12月31日）的数据进行了分析，计算了两艘船舶的温室气体、二氧化碳、甲烷和氧化亚氮排放量（以吨二氧化碳当量和吨二氧化碳表示）的每日、每月和每年平均数据，以及燃料消耗的每日、每月和每年平均量；每立方米挖掘物每月的平均燃料消耗量；以及发动机运行产生的平均能量。原文表1列出了两艘船舶的技术特征

表1. 船舶A（柴油推进）和船舶B（混合动力推进）的技术特征。

船舶柴油和混合动力推进系统的二氧化碳排放量计算包括确定燃料消耗量和基于发动机参数计算二氧化碳排放量。

第一步，确定燃油消耗量，该值可根据发动机功率和发动机效率计算得出。

第二步，计算二氧化碳排放量，该排放量由燃油消耗量和每单位燃油消耗的二氧化碳排放量计算得出。通过计算，可以估算船舶发动机产生的二氧化碳排放量，并为分析排放对环境的影响提供重要数据

从数据上看，两艘船（柴油推进船A和混合动力推进船B）的温室气体排放因子相似，这归因于它们的相似大小。A船共抽取了1,796,506立方米的淡水，而B船抽取的淡水量更大，总计1,884,262立方米。

原文图5显示了两艘船的二氧化碳当量和二氧化碳排放总量（以吨为单位）。B船的二氧化碳当量和二氧化碳排放总量低于A船。

图 5. 两艘船的二氧化碳当量 (tCO2eq) 和二氧化碳排放量（以吨为单位）的年度总排放量（蓝色为船A船，黄色为B船）。

原文图11显示了通过计算后的该船舶柴油消耗年度总成本。A船的总燃料消耗量为2510.96吨，B船的总燃料消耗量为2135.58吨。这意味着A船比B船（采用混合动力推进）多消耗了375.38吨（17.58%）的船用柴油。

研究总结

与采用标准柴油推进的船舶A相比，采用混合动力推进的船舶B的二氧化碳当量和二氧化碳排放量显著减少，这一差异是由于B船使用电力且推进发动机负载较低造成的。

与A船的柴油推进系统相比，B船的混合动力推进系统在燃料消耗方面实现了显著节省。

B船的混合动力推进系统是传统柴油推进系统的可持续替代方案，因此有助于减少海运业的整体温室气体排放。

混合动力发动机在二氧化碳当量和二氧化碳排放量方面比传统驱动能源更加环保，从而减少了总体二氧化碳当量和二氧化碳排放量。

Skoko, I.; Stanivuk, T.; Franic, B.; Bozic, D. Comparative Analysis of CO2 Emissions, Fuel Consumption, and Fuel Costs of Diesel and Hybrid Dredger Ship Engines. J. Mar. Sci. Eng. 2024, 12, 999. https://doi.org/10.3390/jmse12060999

期刊介绍

主编：Prof. Dr. João Miguel Dias

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