波罗的海新短海Ro-Pax走廊的脱碳潜力：方法论与格丁尼亚-利耶帕亚连接案例研究

《Sustainability》：The Decarbonization Potential of a New Short-Sea Ro-Pax Corridor in the Baltic Sea: Methodology and a Case Study of the Gdynia–Liepāja Connection

　　

2024年，海运被纳入欧盟排放交易体系（EU ETS），使航线的碳绩效成为经济变量。现有研究针对已建立航线开展分析，而后2024年制度下新（绿地）短海走廊的案例尚未得到探讨，尤其在地处服务不足的东南波罗的海地区。本研究提出了一种透明、可转移的方法论，将多准则路线选择、车道米需求模型、速度依赖燃料消耗模型和单次托运模态转移碳平衡相结合，应用于拟议的格丁尼亚-利耶帕亚Ro-Pax连接（148海里）。在高甲板利用率下，从850公里公路替代方案转移的每个货运单位避免约300–380公斤CO₂（减少44–55%），这是因为短海段替代了长公路运输，而非因为渡轮每吨公里更清洁。该效益有条件：仅当走廊在航速下货运甲板占用率超过约45%的盈亏平衡点时才对气候有益，在慢速航行下降至约34%。在需求情景（每年约17,900–35,900单位）下，高需求每年避免约10,000–13,400吨CO₂，而低需求下年度平衡范围从设计航速下的小幅净增加至慢速航行下的适度节省。该走廊缓解了拥堵的苏瓦乌基缺口，并与智能港口赋能因素协同，为运营商和港口当局提供了可复制的决策工具。

**论文解读：波罗的海新短海Ro-Pax走廊的脱碳潜力——格丁尼亚-利耶帕亚连接案例研究**

**1. 研究背景与问题**

海运是波罗的海货运系统的支柱，短海航运（SSS）和滚装客货（Ro-Pax）服务连接外围市场与泛欧交通网络（TEN-T）。波罗的海区域具有港口间距离短、公路货运占比高、客运需求季节性显著等特点，有利于专用Ro-Pax船舶同时服务货物和旅游流。然而，监管环境已发生深刻变化：监测、报告与验证（MRV）法规确立了大型船舶的排放透明度；欧盟排放交易体系（EU ETS）于2024年扩展至海运CO₂，将直接碳成本引入航行经济性；FuelEU Maritime逐步收紧船上能源的温室气体强度。波罗的海作为指定排放控制区/硫排放控制区（ECA/SECA），运营商还需面对硫氧化物和氮氧化物的额外限制。这些政策工具使航线的碳绩效成为经济变量，而非仅环境外部性。

欧洲交通政策明确推动货运从公路向海运转移，短海航运被视为长途公路运输的主要现实替代方案。在东南波罗的海轴线上，波兰与东波罗的海国家之间的公路货运需通过拥堵的苏瓦乌基缺口，而贸易流向从东-西向转为北-南向，提升了波兰港口的作用。这形成了供应缺口，新海上走廊可填补之，并带来拥堵缓解、驾驶员短缺弹性及减排效益。现有研究主要针对已建立航线，探讨环境法规对滚装（Ro-Ro）和Ro-Pax板块竞争力的影响，如硫限制导致成本优势侵蚀并可能引发逆向转移。少数走廊级脱碳研究关注运营连接（如图尔库-斯德哥尔摩绿色走廊）或单船燃料转型路线图，但缺乏对后2024年EU ETS制度下、拟议绿地Ro-Pax走廊的净公路-海运CO₂平衡进行量化评估，也未将结果与智能港口基础设施关联。因此，本研究旨在提出一种可转移的、单次托运级方法论，评估新短海Ro-Pax走廊的脱碳潜力，并以格丁尼亚-利耶帕亚连接为例进行演示。

**2. 研究方法**

本研究采用五个模块组成的透明方法论：（1）多准则路线选择，筛选候选走廊；（2）车道米需求模型，基于Eurostat国际公路货运数据、季节性系数、航次频率和甲板利用率估算所需货运甲板长度；（3）速度依赖燃料消耗模型，基于欧洲海事安全局（EMSA）THETIS-MRV数据库的Stena Flavia轮实际燃料消耗（约120 kg/nmi），经保守10%下调后取108 kg/nmi为基准，假设采用船用柴油（MDO）并配备洗涤器，燃料消耗与航速平方成正比；（4）模态转移碳平衡，对比海上走廊与公路反事实（850公里Via Baltica路线，采用约0.80 kg CO₂/车·公里的欧洲模态排放因子），计算每托运单位避免的CO₂；将80%的排放分配给货运（保守下限），并考虑盈亏平衡甲板占用率；（5）EU ETS成本模块，根据EUA价格（假设70欧元/吨）和完全阶段实施计算碳成本。样本数据来源包括Eurostat、波兰中央统计局（GUS）、EMSA、港口费率表等，未提及具体样本队列。

**3. 研究结果**

**3.1 船队与运力（Section 4.1）**
通过需求分析，实施阶段所需车道长约2300米，对应Visentini级船舶（二手市场广泛可得，符合利耶帕亚当前长度限制约190米）。目标阶段推荐采用更高效的E-Flexer双燃料（LNG-ready）船舶或深度改造Visentini级。两艘船轮换支持每日晚班出发。低需求情景下甲板利用率约38%（约51单位/航次），高需求约76%（约103单位）。

**3.2 每航次燃料与CO₂（Section 4.2）**
单程航次消耗约16.0吨MDO，排放约51.2吨CO₂（船舶总排放）。满甲板（135单位）时，每托运单位的海上排放约379 kg（全部分配给货运）或303 kg（80%分配）。空载时每单位排放上升。

**3.3 单次托运模态转移（RQ1, Section 4.3）**
公路反事实（850公里）每辆满载卡车排放约680 kg CO₂。在高甲板利用率下，每转移一个单位避免约301–377 kg CO₂（减少44–55%），该优势依赖利用率。

**3.4 年度避免排放（Section 4.4）**
高需求情景（约35,900单位/年，76%占用率）每年避免约10,000–13,400吨CO₂。低需求（约17,900单位，38%占用率）在16节设计航速下出现净增加约2,200吨，仅慢速航行（14节）下转为适度节省（约1,200吨）。考虑波兰-拉脱维亚贸易不对称（出口远大于进口）的非对称情景下，净节省降至约4,000吨/年（16节）。

**3.5 航速敏感性与EU ETS暴露（RQ2, Section 4.5）**
从18节降至14节，每航次燃料和CO₂减少约39%，EU ETS成本相应降低，同时跨海时间从约8.2小时增至10.6小时，仍符合夜航窗口。慢速航行将每托运单位碳节省从约44%升至约66%，并改善运营利润率。

**3.6 盈亏平衡占用率与模态转移阈值（Section 4.6）**
走廊净气候效益需满足货运甲板平均占用率在16节约45%（约60单位），14节降至约34%，18节升至约57%。高需求情景（76%）远高于阈值，低需求（38%）在16节下低于阈值，仅慢速航行下可行。该阈值作为稳健决策标准，而非假设的捕获率。

**3.7 运营经济性（Section 4.7）**
港口费用：格丁尼亚约6,551欧元/次，利耶帕亚约1,951欧元（因经济特区地位）。航次运营成本约30,000欧元/往返，运费收入约60,000欧元（保守占用率下），利润率正但受贸易不对称影响。

**3.8 敏感性分析（Section 4.8）**
主导参数为航速、甲板占用率和EUA价格。EUA价格在60–90欧元/吨区间内，16节航次ETS成本约3,070–4,610欧元。公路排放因子在0.70–0.90 kg/车·公里变化时，盈亏平衡占用率在40%–51%之间。定性结论稳健。

**4. 讨论与结论**

**讨论部分（Section 5）**：智能港口基础设施（RQ3）是走廊脱碳和运营连续性的关键赋能因素。在格丁尼亚侧，自动智能闸门、基于时段的预通知与准时到达同步、动态存储定价可减少缓冲区拥堵和怠速；在利耶帕亚侧，基于浮筒的泊位延伸和贯通式跳板缩短周转时间。岸电供应（OPS）和双燃料/LNG-ready路径为目标阶段深度减排提供途径。三个结构性风险：波兰-拉脱维亚贸易不对称导致返程空载风险；目标阶段依赖利耶帕亚及时现代化；格丁尼亚终端容量限制。方法论上，碳平衡依赖代表性排放因子和分配假设，需实证验证。该走廊通过缓解苏瓦乌基缺口并以短海段替代公路里程，支持欧洲绿色新政模态转移目标，补充而非竞争Rail Baltica和Via Baltica投资。

**结论部分（Section 6）翻译**：本研究提出了一套透明、可转移的方法论，用于评估新短海Ro-Pax走廊的脱碳潜力，并应用于拟议的格丁尼亚-利耶帕亚连接。针对RQ1：在高甲板利用率下，从850公里公路替代方案转移的每个货运单位避免约300–380 kg CO₂（减少44–55%）；高需求下走廊每年避免约10,000–13,400吨CO₂，而低需求下年度平衡从设计航速下的小幅净增加至慢速航行下的适度节省，因此效益有条件地依赖甲板利用率而非自动实现。针对RQ2：经济慢速航行在14–18节区间内按比例减少燃料、CO₂和EU ETS暴露，夜航时间表吸收较长航程，并将每单位碳优势从约44%扩大至约66%。由于拟议路线的捕获量不可观测，碳案例以设计航速下约45%甲板容量的盈亏平衡占用率（慢速航行下降至约34%）表示，而非单一假设捕获率；高需求情景轻松超过该阈值，低需求则需慢速航行才具气候效益。针对RQ3：智能港口基础设施（自动闸门、基于时段的预通知、岸电供应和双燃料/LNG-ready路径）是进一步减排和运营连续性的主要赋能因素。该方法论为运营商和港口当局提供了可复制的决策工具，案例表明该连接与绿色新政和TEN-T框架一致。未来工作应纳入验证运营数据和实证占用率调查，以从基于情景的估计转向校准结果。排放效益有条件而非自动：随往返航次两段货运甲板占用率变化（非对称情景下，16节净年节省降至约4,000吨，约为对称高需求案例的一半），并随航速变化，慢速航行在任何给定占用率下扩大优势。排放节省应始终与需求捕获和航速制度（包括返程段）联合解读。