新排放法规下北极航运的经济与环境权衡：北海航线与苏伊士运河路径比较分析

《Regional Studies in Marine Science》：Climate Policy and the Future of Arctic Shipping: Economic and Environmental Trade-offs between the Northern Sea Route and the Suez Canal under New Emission Regulations

本文在IMO 2020限硫令和北极重油禁令实施背景下，通过多目标优化模型（集成航速调整、燃料转换等技术）对比北海航线(NEP)与苏伊士运河航线(SCR)的竞争力。研究表明：9月窗口期NEP可实现50%-70%成本节约和80%-90%排放削减，而北极重油禁令宽松执行、碳税豁免等政策可提升NEP成本竞争力达14.7%，为北极航运低碳转型提供关键决策依据。

　　

文献综述

现有研究主要涉及：1）海冰条件对北海航线(NEP)的影响；2）减排措施对NEP竞争力的影响。

问题描述

在北极重油(HFO)禁令和IMO 2020限硫令生效的背景下，本研究采用多种减排策略，包括航速优化、在排放控制区(ECA)内使用船用轻柴油(MGO)和区外使用极低硫燃料油(VLSFO)，以及征收碳税。考虑到重油禁令可能执行不力，本研究还纳入了船舶继续使用配备废气洗涤器(HFO)的情景。此外，海冰是主要环境制约因素。

模型求解

基于NEP多目标航速优化模型的算法设计如下：首先采用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II)求解帕累托解集，随后运用逼近理想解排序法(TOPSIS)算法进一步确定最优折衷解，最终通过编程实现模型求解。

结论

在日益严格的减排政策背景下，NEP的时间和成本优势正面临环境法规的挑战。IMO 2020限硫令显著改变了船用燃料成本结构，而HFO禁令的实施使北极航运处于全球脱碳转型的关键节点。本研究从经济和环境双重视角对比了NEP与SCR的技术经济表现。