综述：碳控制技术的研究与应用：零碳航运路线图

本文系统综述了国际海事组织（IMO）碳减排法规框架下的船舶碳控制技术发展路径，涵盖排放监测（如区块链技术）、短期（EEXI/CII优化）、中期（LNG/甲醇燃料）及长期（氨燃料/CCS）减排策略，为航运业实现零碳目标提供技术路线图与政策参考。

　　

系统性文献回顾

国际航运业承担全球80%贸易运输量，同时贡献约3%的CO₂排放，预计2050年将升至17%。IMO通过EEDI、EEXI等法规体系构建分级减排目标，亟需短中长期技术协同应对。

船舶碳控法规体系

IMO 2011年颁布EEDI与SEEMP，2018年确立阶段性目标：2030年碳强度降40%（2008基准），2050年净零排放。2023年强化CII认证要求，倒逼技术创新。

排放监测技术突破

区块链实现排放数据可追溯，AI算法优化航迹分析，卫星遥感监测全球船舶CO₂热力图，误差率<5%。

短期减排技术

船体仿生涂层降低阻力12%，主机余热回收提升能效8%，气象导航系统节省燃油15%。但仅能满足2025年前法规要求。

中期替代方案

生物甲醇燃料减排50%，LNG动力船NO_x减排90%，风帆辅助系统节油20%。仍存在生物燃料供应链不完善等瓶颈。

长期零碳路径

氨燃料发动机实现零碳运行，但燃烧效率较柴油低30%；船载CCS系统捕集率85%，但导致能效损失18%。小型模块化核反应堆进入概念验证阶段。

技术综合评估

短期优化技术成熟度最高（TRL 9），氨燃料处于示范阶段（TRL 6），CCS成本仍达$150/吨CO₂。多技术耦合是实现2050目标的关键。

未来展望

需突破氨燃料催化燃烧、固态CO₂存储材料等核心技术，建立跨行业碳交易市场。中国团队在LNG-氨双燃料系统领域取得专利突破，为亚洲航运 decarbonization 提供新范式。