本文是一篇投資分析論文，本文的主要貢獻在于構建了一個考慮多港口多條航線的系統化模型，用以預測船舶的選擇行為及由此帶來的環境影響。
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（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，為船舶靠港后進行的包括照明、通風、通訊、裝卸貨物等必要活動提供電能，以替代傳統的輔機燃燒柴油供能的技術。如圖1.1為港口岸電示意圖。這種技術的產生和應用，主要是為了滿足日益嚴格的環保要求，保護沿港地區環境及沿港居住居民的健康。

投資分析論文怎么寫

對于船舶來說，想要連接岸電系統，首先需要對船舶進行改裝，安裝可靠的岸電受電裝置。在靠港接入岸電設備的時間里，仍然需要靠輔機燃燒供能一段時間，之后可以關閉輔機，依靠岸上的供電設備提供的電能進行活動。港口運營方而言，提供岸電技術需要其安裝變頻裝置，連接設備，冷卻系統，接入電網等工作，并通過向連接岸電的靠泊船只收取服務費用維持運營。如圖1.2為港口岸電系統投資建設并投入使用過程中，港口投資方及船舶運營方需要承擔的基礎建設工作。
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1.2  國內外研究現狀
目前關于港口岸電技術經濟及環境效益方面的研究，主要集中于以下幾個方面：（1）港口岸電技術應用的減排效果及其經濟影響；（2）港口岸電用電量需求的計算及布局分配；（3）港口岸電技術與其他減少港口污染的環保方式的比較；（4）港口岸電技術推廣過程中相關政策研究；（5）船舶經營方對港口岸電技術應用的行為選擇。
1.2.1  港口岸電技術應用的減排效果及其相關經濟效益的研究
港口城市通常人口眾多，整座城市的污染排放對城市環境及居民健康影響很大，因此對于這個問題有很多相關研究，其中，對于能夠有效減排的岸電技術，也引起了許多學者的關注。
2014年，Zis等學者研究發現，提供岸電技術可以有效減少包括CO2，SO2，NOX在內的氣體的排放，其排放分別降低為原來的8%-20%，9%-40%，9%-17%[14]。2016年，Winkel等學者提出，若歐洲所有港口2020年均安裝有岸電設備，可以預期的是，碳排會減少800000噸，岸電的應用帶來的環境改善將會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的美國靠港船只應用岸電技術，政府也將省下701.5億美元的居民健康開支[16]。
2018年，學者Innes和Monios對英國阿伯丁港口投資建設岸電設施的可行性做了評估，阿伯丁港口是一個中等大小的港口，只有若干小泊位，兩位學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岸電技術的可行性[1]。
2019年，我國交通運輸部水運科學研究院研究院李海波系統地研究了岸電服務收費、電價以及岸電設施維護費用對岸電技術相關經濟的影響，他的文章也指出，當前，由于投資收益的不平衡，港口方主動建設并應用岸電設施的意愿較低，這也是導致岸電使用率較低的原因[17]。Tao等學者建立的經濟分析模型也表明，即便征收高昂環保稅，相對于使用柴油，船舶使用岸電技術仍然很不經濟，只有當船舶剩余壽命大于5年，在相關政策的刺激下，船舶運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  生命周期評價
生命周期評價（Life Cycle Assessment, LCA）是評價一種產品，及其過程或行動在整個壽命周期內給環境帶來的影響的方法。根據國際環境毒理會和化學學會（Society of Environmental Toxicology and Chemistry, SETAC）給出的定義，該方法是一種通過識別和量化所用能量、原材料以及廢物排放來評價與產品及其行動相關的環境責任，從而得到這些能量和材料應用以及排放物對環境的影響，并且對改善環境的方案做出評價的方法。它源于1969年可口可樂公司委托美國中西部研究所對塑料容器驚喜進行的評價，隨后國際標準化組織（International Organization for Standard, ISO）陸續發布了相關評價標準。時至今日，該評價方法已經有了越來越多的研究和發展。目前我們國家在環境方面采用的生命周期評價標準包括《環境管理生命周期評價原則與框架》（GB/T 24040-2008）以及《環境管理生命周期評價要求與指南》（GB/T 24044-2008）。
生命周期評價的主要技術包括范圍定義、清單分析、影響評價以及結果解釋四個階段，是一套系統的進行環境價值分析的方法。對一項產品和技術進行生命周期評價需要考慮需求分析與產品規劃階段、產品設計階段、生產制造階段、運輸階段、使用維護階段、廢棄與回收利用階段。在本文中，無論船舶使用岸電技術還是使用低硫油，兩者產品規劃階段、產品設計階段所產生的污染都明顯可以忽略。目前國內油的運輸主要采用管道運輸方式，管道建設及從管道出口到具體用油地點的環境成本相對于燃燒這部分低硫油產生的污染來說，在數值實驗中可以忽略。電的運輸主要考慮發電及電能能源損耗問題，這部分所增加的碳排放量體現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，分攤到了船舶剩余壽命的每一年里。廢棄與回收階段，低硫油的使用并不存在這個問題，對于港口方岸電設備來說，是可以循環使用的，本階段暫不考慮，對于船舶方的岸電設備，則需要考慮進壽命周期內。
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2.2  大氣污染理論及計算
全球性大氣污染問題主要分為三類：溫室效應，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輸流動源帶來的污染。
大氣污染對人體健康，植物環境，甚至器物及材料都有影響。本研究主要考慮其對人體健康的影響，主要表現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，人體會產生急性中毒甚至會危及生命。本研究設計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；以及與溫室效應相關的氣體二氧化碳COx。
處理大氣擴散的理論主要有三種：梯度運輸理論、湍流統計理論和相似理論。本文采用湍流統計理論處理港口附近地區污染物擴散濃度的分布。其假設包括：（1）大氣湍流場是均勻、定常的；（2）從污染源排放的粒子，在風沿著x方向吹的湍流大氣中擴散，則在x軸上粒子濃度最高，粒子分布以x軸為對稱軸，分布方式符合正態分布。如圖2.2所示為污染物經過一段時間擴散后形成的平均邊界的示意。
其中，高斯分布是應用較廣的該假設下的污染物擴散模式。高斯煙流模型（Gaussian Plume Model）的基本假設包括：（1）污染物濃度在y，z軸上的分布屬于正態分布；（2）全部空間中風速是均勻的，穩定的；（3）源強是持續均勻的；（4）在擴散過程中污染物質量守恒。高斯模型的坐標系如圖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 ........................... 17
3.1.1  問題描述 ................................. 17
3.1.2  模型假設 ................................. 19
4  數值模擬 ........................................ 27
4.1  數據來源及處理 ............................ 27
4.2  船舶運營方行為選擇 ............................... 30
結論 .................... 44
4  數值模擬
4.1  數據來源及處理
長江流域有約2400千米的航道，以及40多個港口。在本次數值模擬實驗中，本文選擇了該系統的25個主要的港口，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，上海港是該系統內內河航運和海運的樞紐港口，大部分的航線都會以該港口為起始/終止港口。由于內河航運和海運的差別，該系統可視為一個關于內河運輸的相對封閉的系統，僅通過上海港與外界海運系統相連。對于這個運輸系統，可將其看成一個長2400千米的貨運走廊，其上的每一個港口都會根據其位置投影到[0, 2400]范圍內以方便展示。

投資分析論文參考

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結論
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，會嚴重影響港口城市環境及居民的健康。岸電技術作為本行業內廣為認可和接受的技術，其在高效節能減排方面展現出來的優勢毋庸置疑。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的實施和推廣，但是我國的實際使用情況依然并不理想，實際使用率有待提高。中國政府從前采取的措施多集中在直接對岸電設施的建設進行補貼，本文建議：（1）可以采取包括燃油控制政策和用電補貼政策的混合政策進行調控，以期達到更加平衡經濟發展和環境效益的目的；（2）可以將岸電技術的環境收益作為補貼給予港口投資方。
由仿真結果可以看出：（1）燃油控制政策和用電補貼政策均會對船舶運營方使用岸電技術起到較強的正向激勵作用，在政策實施過程中，有高燃油消耗率及長剩余壽命周期的船舶，對政策變化更加敏感。除此以外，停泊時長等因素也會影響船舶的選擇。同時，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）岸電技術的應用可以顯著的改善港口地區的空氣質量，但是不同港口的改善情況對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的分析之后得出，其結果也可以輔助政府進行混合政策和調控。在岸電技術可以得到更廣泛的應用之后，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于岸電的接受度更高。同時，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能減排的方式，但是由于其減少了船舶停泊期間的時間，在船舶權衡使用岸電技術還是低硫油時，更低的運營成本使更多的船傾向于使用低硫油。然而從總體的節能減排效果來看，仍舊是岸電技術的應用能夠起到更好的減排效果。故而如果從環保的角度看，這些提高效率的技術的應用，應當審慎為之，并輔以環保支持政策。（5）如果只是單一的政策，用電補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對電價政策會更為敏感。（6）可以使用污染代價衡量環保收益，也可以考慮將港口的環保收益進行補貼。偏下游的較大的港口，應用岸電技術帶來的環境效益很高，顯著減少投資回收期。
參考文獻（略）