综述:港口可持续发展中理论与实践的桥梁:框架、技术与实施策略的批判性回顾

【字体: 时间:2025年08月05日 来源:International Journal of Sustainable Engineering 3.6

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  这篇综述系统回顾了2014-2024年间67项研究,探讨港口可持续发展在环境(GHGs减排)、经济(TBL三重底线)和社会维度的整合挑战,提出需结合智能技术(如IoT、数字孪生)与政策协同(如SDGs),并通过案例(如德国汉堡智能港、意大利热那亚PEEP计划)验证了可再生能源与微电网的实践价值。

  

港口可持续发展的多维挑战

全球港口作为贸易枢纽面临环境、经济和社会三重压力。环境方面,船舶和货物操作产生3%的全球温室气体(GHGs),包括碳氮氧化物排放,而疏浚作业和石油泄漏直接威胁海洋生态。经济维度中,港口需平衡高昂的零排放技术投资(如氢燃料电池)与市场竞争力,加拿大蒙特利尔港的布局优化研究表明,设备电气化可降低19%的柴油消耗。社会层面,台湾高雄港等通过EcoPort认证改善社区关系,但员工满意度仍受高强度作业影响。

评估方法与技术革新

生命周期评估(LCA)和模糊COPRAS模型成为主流工具。意大利学者开发的全球合成指数整合了经济、环境、制度和社会指标,而数字孪生技术在美国长滩港的应用实现了实时排放监控。能源领域,印尼港口试验核能-可再生能源混合系统(NRHES),光伏-风电微电网在马来西亚槟城港降低40%碳排放。英国Felixstowe港的电动轮胎式龙门吊(eRTG)通过机器学习预测能耗,误差率仅5%。

标杆实践与政策驱动

德国汉堡港的“智能港口2025”计划部署39座风力涡轮机,而热那亚港的PEEP系统通过热力监控年省电5600kWh。政策层面,欧盟的清洁海洋行动要求港口2030年前实现50%岸电覆盖,中国青岛港的氢能重卡试点减少硫氧化物排放92%。值得注意的是,洛杉矶港的零排放货运设备推广显示,政府补贴需覆盖技术成本的60%以上才能激发企业参与。

未来框架与跨学科整合

提出的五步评估框架强调:1)标准化SDGs关联指标,如将港口噪音控制映射到SDG3(健康福祉);2)耦合AHP-TOPSIS模型量化社会满意度权重;3)建立港口数字孪生数据库。专家德尔菲法揭示,港口管理者最关注短期投资回报率(ROI),而环保组织更重视生物多样性指标,这种差异亟待通过动态博弈模型调和。

结论

从鹿特丹港的碳中和路线图到越南胡志明港的气候适应设计,全球案例证实可持续发展需打破“技术孤岛”。未来研究应聚焦氨燃料船舶的LCA验证,以及区块链技术在跨境排放交易中的应用——这或许能解决当前碳税机制下的“搭便车”困境。

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