《Energy Policy》：How to include justice in energy modeling? A review of indicators and methods
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可持续燃料的采用能够支持海事产业的脱碳。该转型要求四条相互依赖的价值链——燃料、造船、基础设施与运营——发生协同变化。尽管现有文献已经探讨了价值链流程之间的关系，但仍缺乏一个综合性模型。本研究遵循复杂适应系统（Complex Adaptive Systems,
可持续燃料的采用能够支持海事产业的脱碳。该转型要求四条相互依赖的价值链——燃料、造船、基础设施与运营——发生协同变化。尽管现有文献已经探讨了价值链流程之间的关系，但仍缺乏一个综合性模型。本研究遵循复杂适应系统（Complex Adaptive Systems, CAS）理论，讨论可持续燃料采用对海事四大价值链流程的影响，并考虑其相互依赖关系。研究人员开展了一项DEMATEL（Decision Making Trial and Evaluation Laboratory，决策试验与评价实验室）研究，邀请12位来自不同专业领域的专业人士参与，以确定各关系的强度与方向性。结果勾勒出系统内主导性的因果关系，并揭示了替代燃料采用所引发的多重级联效应。具体而言，研究进一步结合氢（hydrogen）的独特属性展开分析。研究发现有助于政策制定者和产业利益相关者澄清海事系统的动态机制，为加快四条海事价值链的并行发展提供方向，并为其间资源配置提供依据。在转型早期，政策应优先聚焦于被识别为系统驱动因素的环节。重点包括保障“绿色”燃料来源以及管理燃料选择的复杂性。地方港口主管机构与基础设施开发者将成为关键主体。在现有港口投资建设储存与加注设施，有助于吸引作为早期采纳者的船东。政策应推动有针对性的投资，协调标准制定，并以系统中系统（system-of-systems）的整体视角引导海事产业转型。
该文发表于《Energy Policy》。论文聚焦海事产业在脱碳压力下向氢及其他可持续替代燃料转型的系统性问题。研究背景在于，航运业是全球温室气体与空气污染物的重要排放源，国际海事组织（IMO）提出至2050年实现温室气体（GHG）净零排放的目标后，海事产业必须同时推动燃料、造船、基础设施与运营四条价值链协同转型。然而，既有研究多集中于单一价值链内部，或考察两两环节之间的关系，如燃料生产与储运、船舶设计与动力系统、港口基础设施与运营安排等，缺少覆盖四条价值链全流程的综合分析框架。因此，政策制定容易陷入单点推进、链间失配与投资错位等问题。基于此，研究人员引入复杂适应系统（Complex Adaptive Systems, CAS）理论，将海事产业界定为由多个相互依赖子系统构成的“系统中系统”，以识别局部干预如何通过链间耦合产生级联影响，并服务于更具系统性的政策设计。
为回答海事价值链流程之间存在哪些相互依赖关系，以及可持续替代燃料采用将对这些流程产生何种影响这两个研究问题，研究人员构建了以四大子系统为基础的分析框架，即燃料价值链、造船价值链、基础设施价值链与运营价值链。文中将15个流程组件纳入分析，包括燃料选择、能源来源、燃料生产、燃料储存、燃料配送、船舶设计、船舶生产、船舶交付、船舶维护/升级、船舶再利用/回收、基础设施设计、基础设施建设、基础设施运营、海上航行与港口停靠。研究指出，氢的引入不仅是一种燃料替代，更意味着对港口加注、船载储存、船型设计、航程安排和安全规程等方面的系统性重构，因此需要从跨价值链联动视角加以审视。
方法上，研究人员以氢为情境对象，采用DEMATEL方法识别各流程之间因果关系的方向与强度，并结合文献分析进行解释。样本来自欧洲研究项目e-SHyIPS最终活动的49名参与者池，最终获得12份有效专家问卷，覆盖研究机构、燃料电池开发商、港口与航运运营者、船厂及监管机构，涉及7个欧洲国家，平均从业经验为16.7年。研究计算了直接关系矩阵、标准化直接关系矩阵、总关系矩阵，以及显著性指标（R
i + C
i）与关系指标（R
i - C
i），并进一步进行了20轮敏感性分析以检验结果稳健性。
4.1. Direct-relation matrix (X)
研究首先基于12位专家评分构建直接关系矩阵（X），量化15个流程组件两两之间的直接影响程度。该步骤提供了系统相互依赖的原始经验证据，为后续因果结构识别奠定基础。结果显示，各组件之间普遍存在直接作用，说明四条价值链并非彼此孤立，而是以复杂方式相互嵌套。
4.2. Normalized direct-relation matrix (N)
在对直接关系矩阵进行标准化处理后，研究人员获得可比较的标准化关系矩阵（N）。该步骤的意义在于消除量纲影响，使不同流程间影响强弱能够在统一框架中分析，并为总关系矩阵计算提供基础。
4.3. Total-relation matrix (T)
总关系矩阵（T）进一步刻画了直接与间接影响的叠加效果，是论文识别级联效应的核心结果之一。通过该矩阵，研究人员证明海事系统内部不存在仅受单一链条约束的流程，任一关键决策均可能通过多重路径传导至其他价值链。论文据此指出，海事产业向可持续燃料转型的关键难点，不在于单项技术选择，而在于链间影响的累积与扩散。
4.4. Significance and relation indicators and the cause-and-effect relationships diagram
通过显著性指标（R
i + C
i）与关系指标（R
i - C
i）的计算，研究人员识别出系统中的“原因型”与“结果型”流程。燃料选择（C1）具有最高的系统参与度，是最核心的流程；能源来源（C2）则表现为最强驱动因素之一。燃料储存（C4）、船舶设计（C6）、基础设施设计（C11）与基础设施运营（C13）同样处于系统中心。相对而言，船舶维护/升级（C9）、船舶再利用/回收（C10）与港口停靠（C15）更偏向受其他流程驱动的结果型组件。这表明，在转型初期，政策不宜平均分散，而应优先作用于高显著性、高因果性的驱动节点。
4.5. Causal relations between the four subsystems
在子系统层面，研究进一步分析四大价值链之间的平均影响关系。结果显示，燃料价值链与基础设施价值链对其他子系统具有较强外溢影响；基础设施子系统对造船子系统具有明显催化作用，而造船对子系统3的反向影响相对有限。这意味着，若港口与加注基础设施尚未准备就绪，船舶端率先推进氢动力设计和建造将面临较高不确定性。因此，从系统推进顺序看，基础设施前置布局比单纯依赖船厂先行更具牵引作用。
4.6. Sensitivity analysis
敏感性分析表明，研究结果整体稳健。燃料选择（C1）在多轮扰动中持续保持最高影响力，船舶交付（C8）则始终位于较低影响位置；“原因”与“结果”两类组件的区分也基本保持稳定。尽管个别中间位次组件在迭代中存在变动，但因果图中的象限归属总体未受明显影响，支持了因果识别结果的可靠性。
5.1. Answer to RQ1 – processes interdependences
对于“海事价值链流程之间存在哪些相互依赖关系”这一问题，论文的核心结论是：四条价值链内部及其之间均存在高度耦合，且多为双向或链式传导关系。燃料选择（C1）与能源来源（C2）位于系统上游，是最关键的驱动点。燃料类型不仅决定储存形式和技术要求，还深刻影响船舶设计、港口设施、运营性能与航程安排。燃料储存（C4）则是连接上游燃料属性与下游船舶、港口适配的平衡节点。船舶设计（C6）在造船链中居于枢纽位置，既受燃料选择制约，也影响后续维护升级与运营表现。基础设施设计（C11）和基础设施运营（C13）同样是系统核心，因为港口端的可获得性、安全性与加注能力，直接决定了新燃料能否进入实际航运场景。海上航行（C14）则体现运营约束对技术采用路径的反向塑造作用。
5.2. Answer to RQ2 – implications for alternative fuels adoption
对于“可持续替代燃料采用将产生何种影响”这一问题，研究人员将结果归纳为六类关键联动簇。其一，“绿色燃料来源”是全部级联效应的起点，若缺乏可靠的绿色氢供给，则后续链条无法成立。其二，“协同燃料生产”强调燃料生产与港口基础设施布局的联动，港口既可作为贸易节点，也可成为燃料生产或集散中心。其三，“催化性基础设施发展”指出港口基础设施建设应早于或至少同步于船舶端投资，否则将形成系统瓶颈。其四，“一体化船舶设计”说明氢燃料的采用要求从设计初始即整合储存、推进与安全需求，而非在既有船型上简单追加。其五，“船舶全生命周期管理”提示维护、改装、再利用与回收当前虽影响较低，但长期看不可忽视。其六，“可持续海上航行”代表系统多链条成熟后的最终收敛状态，即燃料、船舶、港口与运营共同支撑低碳航运。
5.3. Policy and managerial implications
论文认为，CAS框架能够有效揭示海事产业在可持续燃料转型中的系统行为。政策层面，研究明确提出三方面启示。首先，政策制定者与管理者必须承认四条价值链之间的高度相互依赖，避免单链条、孤立式干预，推动跨价值链协作与共同目标设定。其次，在转型早期，应优先聚焦系统驱动因素，尤其是燃料选择（C1）、能源来源（C2）、船舶设计（C6）、基础设施设计（C11）与基础设施运营（C13）。其中，保障绿色燃料来源、降低燃料选择不确定性、建立统一标准与发展多燃料兼容基础设施，是最具杠杆效应的政策抓手。再次，地方港口主管机构与基础设施开发者是关键执行主体，现有港口中的储存与加注设施投资将有助于吸引早期采用者并降低船东投资风险。同时，尽管船舶维护/升级与再利用/回收在当前系统中的显著性相对较低，但政策不应忽视其对船舶全生命周期绿色转型的长期意义。
在讨论部分，论文强调，这一研究不仅从理论上将复杂适应系统（CAS）引入海事脱碳研究，而且以定量方式补足了既有研究对价值链相互依赖关系主要停留于定性与碎片化分析的不足。研究同时指出，本文聚焦的是结构性因果关系，其结果能够与生命周期评价（Life Cycle Assessment, LCA）或Well-to-Wake（WtW）模型对接，以便进一步评估不同决策路径的温室气体（GHG）后果。论文也说明了局限性：样本仅覆盖欧洲海事背景，可能无法完全反映全球不同区域在港口基础设施、政策成熟度和技术准备度方面的差异；此外，尽管样本量符合DEMATEL研究常规，但扩大专家规模将有助于提高因果结构识别的可靠性。未来研究可在其他地理情境中复制该分析，或对特定价值链片段与具体因果关系进行实证与模拟验证。
研究结论部分可译述为：本研究从系统视角考察海事产业向氢转型的过程，并据此提出政策建议。研究将海事产业视为一个复杂适应系统（CAS），其中由流程构成的四个相互联结子系统——燃料、造船、基础设施与运营价值链——持续互动。借助DEMATEL方法，研究揭示了这些价值链之间复杂的因果关系网络。结果表明，一个领域中的决策或约束，例如燃料能源来源，会影响其他领域如船舶设计和港口运营的可行性与推进速度。研究识别出若干“原因型”流程，如燃料选择（C1）和能源来源（C2），以及若干“结果型”流程，如船舶维护/升级（C9）、船舶再利用/回收（C10）和港口停靠（C15）。这些结果勾勒出复杂系统中最关键的动态机制，为转型路径设计提供基础。从理论上看，论文通过应用CAS理论分析向可持续燃料的转型，增进了对能源转型的理解，并以定量方式补充了海事脱碳研究中对价值链相互依赖关系的认识。从管理和政策角度看，研究强调在制定政策和行动时应采取协调一致的系统性方法，优先保障可持续燃料供给，并推动港口基础设施作为转型催化剂发展，同时重视新船全生命周期规划对长期成功的重要性。总体而言，本研究为政策制定者和产业利益相关者推进海事脱碳提供了结构化的相互依赖图景与可操作性见解。
