北欧航运去碳化先锋:基于可持续商业模式和多层次视角的芬兰与瑞典近海航运能源转型比较分析

《Energy Research & Social Science》:Decarbonizing maritime shipping: A comparative analysis of sustainable energy transitions in Finland and Sweden

【字体: 时间:2026年04月24日 来源:Energy Research & Social Science 7.4

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  本研究聚焦海事航运减排难题,针对IMO 2050年净零排放目标,研究人员通过可持续商业模式与多层次视角(MLP)整合框架,对芬兰和瑞典近海航运公司的去碳化转型进行案例比较。结果表明,生物燃料、电动渡轮、风帆辅助系统和氢能渡轮等小众技术减排潜力显著,两国技术路径因资源禀赋而异。研究为全球航运绿色转型提供了政策与商业模式借鉴。

  
论文解读
全球贸易的命脉系于海事航运。然而,这片承载着人类经济往来的蓝色疆域,每年也贡献着约3%的全球温室气体排放,是出了名的“难减排”行业。国际海事组织(IMO)虽已定下雄心勃勃的目标——在2050年左右实现净零排放,但前路依然充满挑战。传统的航运业基础设施庞大、船舶寿命漫长,极易陷入“碳锁定”的路径依赖。与此同时,从生物燃料、氢能到电力驱动,各种新兴的低碳技术如雨后春笋般涌现,但它们大多仍处于“小众”状态,尚未撼动化石燃料的主导地位。那么,这场波澜壮阔的能源转型究竟是如何发生的?哪些力量在推动,哪些模式在奏效?
为了回答这些问题,一项聚焦于北欧前沿地区的研究在《Energy Research》期刊上展开。瑞典和芬兰,这两个波罗的海畔的国家,不仅是航运重镇,更是可持续能源转型的先行者。它们坐拥丰富的生物质资源、成本低廉的低碳电力,并制定了激进的去碳化国家目标。研究人员Henry Schwartz和Frauke Urban敏锐地捕捉到这一独特背景,展开了一项深入的比较分析。他们的目标不仅仅是罗列技术选项,更是要揭示驱动这场复杂转型背后的深层动力——政策如何施压?企业如何创新商业模式以求生存与增长?不同的国家资源又如何塑造了迥异的技术路径?
为了深入探究,研究者采用了一套融合“可持续商业模式”与“多层次视角”的独特分析框架。在方法上,他们主要运用了案例研究法和定性访谈。研究精心选取了7家在芬兰和瑞典运营、并积极投身减排实践的领先航运公司作为案例,覆盖了从船舶制造、运营到技术提供的全产业链。通过对这7家公司的11位关键专家进行深度半结构化访谈,并结合详实的文件分析,研究团队从企业微观视角获取了一手洞察。数据分析则严格遵循既定的概念框架,将访谈内容置于“小众创新-现行体制-宏观景观”的多层次互动,以及企业“价值主张-创造-获取”的商业模式演变中进行剖析。
4. 研究结果
4.1. 案例研究 - 海事领域温室气体减排
本部分通过具体公司案例,展示了多种去碳化路径的实际应用与减排潜力。
4.1.1. 芬兰与瑞典间的可持续渡轮航线
在宏观政策景观(如欧盟“Fit for 55”和FuelEU Maritime)的压力下,绿色航运走廊应运而生。例如,在图尔库(芬兰)与斯德哥尔摩(瑞典)之间建立的走廊,目标是在2035年前实现完全碳中和。维京航运(Viking Line)等公司的渡轮主要使用液化沼气(LBG)运营于此走廊。研究表明,尽管液化天然气(LNG)和LBG存在甲烷逃逸风险,但使用LBG等替代燃料带来的额外成本,分摊到大量运输货物上后,对运输总成本影响甚微。
4.1.2. 瑞典与芬兰间的渡轮航线
  • Wasaline:其“Aurora Botnia”号渡轮在瓦萨(芬兰)于默奥(瑞典)航线上运营,采用了液化天然气(LNG)、液化沼气(LBG)和电池的混合动力系统。公司创新性地为特定货主和个人提供基于生物燃料或电池驱动的“气候补偿”选项。
  • 维京航运(Viking Line):其“Grace”号和“Glory”号渡轮在斯德哥尔摩-图尔库绿色走廊上使用LNG和沼气。公司曾试验过转子帆但未长期采用,凸显了技术应用的现实考量。
4.1.3. 瑞典的具体案例
  • Candela公司的电动水翼船Nova:这款100%电动通勤渡轮在斯德哥尔摩群岛运营。其水翼技术能大幅减少兴波阻力,从而实现高能效。尽管船只本身造价略高,但其运营的能源和维护成本显著低于柴油船。从“从油井到螺旋桨”的全生命周期看,可减少97.5%的排放。
  • Gotlandsbolaget公司的氢能渡轮:公司计划在2028/29年启用一艘采用燃气轮机、可使用氢能等多种燃料的渡轮,目标是到2045年实现哥得兰岛航线气候中和。预计减排潜力可达90-95%。挑战主要来自港口氢能基础设施的缺乏。
  • Oceanbird公司的风帆动力船:该公司开发现代翼帆,为船舶提供风力辅助推进。据模型计算,风力辅助可减排约20%,完全风力驱动则可能减排50-90%。其翼帆无活动部件的设计有望降低维护需求。
4.1.4. 芬兰的具体案例
  • Meriaura公司的可持续货物运输:该公司专注于不定期货船运输,其部分船舶使用自产于废弃食用油的生物燃料。实践表明,可实现超过97%的全生命周期排放减排。由于其船舶吨位较小,未直接受欧盟排放交易体系(EU ETS)等法规约束,减排主要出于企业自主决策。
  • Norsepower公司的转子帆:该公司为船舶安装弗莱特纳转子,利用马格努斯效应提供辅助风力推进。实际运行数据显示,可节省约20%的燃料消耗,从而相应减少排放,具体效果高度依赖于航线特点。
5. 讨论与结论
本研究通过访谈发现,去碳化转型已在小型化场景中发生,如特定渡轮航线使用先进生物燃料、电动水翼船,以及风帆辅助船舶的试点和氢能计划。这些“小众创新”正逐渐影响“现行体制”,尤其是在先进生物燃料方面。
比较分析揭示了两国技术路径的差异:瑞典计划采用更多样化的技术和燃料,包括氢能和电动渡轮;而芬兰则更突出地使用生物燃料。这背后的结构性原因是:芬兰拥有成熟商业化的生物燃料产业(如全球领先的可再生燃料生产商Neste)和丰富的森林生物质资源;瑞典则拥有比例更高、成本更低的低碳电力系统,这为其发展绿氢生产和船舶电气化提供了优势。
在商业模式上,研究所涉案例公司主要实践了三种可持续商业原型:“最大化材料与能源效率”、“变废为宝”以及“用可再生能源和自然过程替代”。从多层次视角看,IMO和欧盟(特别是EU ETS和FuelEU Maritime)层面的严格法规构成了强大的“宏观景观”压力,正在迫使保守的、以化石燃料为基础的“现行体制”发生改变,从而为“小众创新”打开了机会窗口,推动海事航运部门的去碳化。
结论指出,海事航运的碳足迹可以通过多种方式大幅削减。研究强调了国际和国家层面强有力的政策与金融工具支持的重要性,以及将减排与创造盈利业务、新商业模式联系起来的关键性。技术的选择与国内资源获取(如生物质和低成本低碳电力)直接相关。电动渡轮在运营和维护成本上已显示出降低潜力。尽管法规在推动转型,但大规模的脱碳最终仍依赖于客户为可持续航运支付溢价的意愿,以及企业转变其商业模式和运营的决心。本研究为其他国家的航运绿色转型提供了可借鉴的经验,并指出未来研究可拓展至全球大型货轮运输等领域。
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