《Journal of Marine Science and Engineering》：Segment-Based Multi-Criteria Dynamic Assessment of the Rational Applicability of Decarbonization Technologies to Commercial Fishing Vessels
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所有经济部门（包括运输）的可持续发展需要脱碳方法，这些方法需在降低温室气体排放的同时保持运营可行性。本文开发了一个基于分段的初步多准则框架，用于评估脱碳技术在商业渔船上的合理适用性，并以现有中大型拖网渔船为例进行演示。核心前提是，脱碳技术无法对整个捕捞船队进行
所有经济部门（包括运输）的可持续发展需要脱碳方法，这些方法需在降低温室气体排放的同时保持运营可行性。本文开发了一个基于分段的初步多准则框架，用于评估脱碳技术在商业渔船上的合理适用性，并以现有中大型拖网渔船为例进行演示。核心前提是，脱碳技术无法对整个捕捞船队进行普遍排序，因为船舶类型、渔具、作业周期、自主性、船上能源需求和港口依赖性强烈影响实际适用性。评估了十种替代方案：可持续直接替代生物燃料/生物柴油/HVO（加氢处理植物油）、液化天然气（LNG）/生物液化天然气（BioLNG）/生物液化沼气（LBG）、甲醇、氢燃料电池、氨、混合动力系统、运营措施、船型或水动力修改、废热回收和风助推进。使用拖网渔船特定的秩重质心（ROC）权重、简单加性加权（SAW）以及针对2026年、2030年、2040年和2050年的动态合理性扩展，组合了七项效益型准则。2026年基线结果显示，运营措施和可持续直接替代生物燃料/HVO路径处于领先的实际组，而氢和氨因储存、安全、基础设施、成本和集成约束仍然薄弱。到2050年，出现了一个混合的长期组，其中HVO、LNG/BioLNG/LBG、甲醇、氨和氢都相关，没有单一的占主导地位的替代方案。该框架支持在特定船舶的生命周期评估（LCA）、生命周期成本分析（LCCA）、计算流体动力学（CFD）、安全评估以及改造或新建设计之前进行早期筛选。尽管该方法论方法已针对现有中大型拖网渔船进行演示，但研究人员认为它可以适用于改造案例、其他渔船细分市场以及其他类型的海船。
在全球航运业脱碳背景下，商业渔船作为重要排放源，其温室气体减排需求日益迫切。然而，现有国际法规（如MARPOL附则VI、EEDI、EEXI、CII）并未完全适用于渔船，且渔船的作业特性（如拖网）使其能量消耗高度依赖船型、渔具、辅助负荷和港口支持，导致脱碳技术无法像商船一样直接推广。目前研究多集中于单一技术或孤立方面，缺乏从系统角度评估技术合理适用性的紧凑程序。为此，研究人员针对中大型拖网渔船这一典型分段，开发并演示了一个基于分段的动态多准则评估框架，旨在早期筛选脱碳技术的合理适用性。该研究发表于《Journal of Marine Science and Engineering》。
研究人员采用的主要关键技术方法包括：首先，通过渔船系统分解明确评估边界与能量需求过程；其次，采用多准则决策分析（MCDA）框架，结合秩重质心（ROC）加权将准则排序转化为透明权重，并利用简单加性加权（SAW）在1–5分制基准标度上计算静态合理性得分；再次，引入动态扩展模型，通过预测发展系数（涵盖技术成熟度、基础设施、燃料可用性、经济性及安全法规清晰度）和规范充分性系数（基于IMO指示性减排目标）评估2026、2030、2040、2050年四个时间节点的合理性变化；最后，通过敏感性分析（权重与分数扰动）及约束政策情景验证结果的鲁棒性。无需特定样本队列，所有参数基于文献与工程判断。
研究结果如下：
**3.1 拖网渔船特定准则序列和ROC权重**：通过文献推导，确定准则重要性排序为技术适用性（F2）>运营适宜性（F3）>安全与法规实施复杂度（F6）>减排潜力（F1）>经济可行性（F4）>基础设施与燃料可用性（F5）>技术成熟度（F7）。利用ROC公式计算对应权重（分别为0.3704、0.2282、0.1562、0.1088、0.0724、0.0435、0.0206）。
**3.2 静态SAW计算逻辑和解释标度**：采用SAW公式计算各技术基线合理性得分，得分范围1–5，划分为低（<2.0）、条件（2.0–3.5）、高（3.5–4.5）、很高（4.5–5.0）四档。
**3.3 动态扩展和预测系数**：设定五类发展因素（P1–P5）及规范充分性系数，基于IMO 2030/2040/2050检查点（减排40%/70%/100%）评估动态变化。
**3.4 基线评分矩阵和静态适用性得分**：根据文献与工程判断形成定性评分矩阵，静态SAW结果显示，可持续直接替代生物燃料/HVO（4.8830）与运营措施（4.7830）构成领先基线组，混合动力系统（3.6492）与甲醇（2.9162）处于条件范围，氢（1.6752）和氨（1.6155）因储存与安全限制得分最低。
**3.5 动态合理性轨迹**：至2030年，短期领先组（HVO、运营措施、混合动力系统）维持高位。至2040年，运营措施等效率方案因规范充分性不足下降，而LNG/BioLNG/LBG因可再生甲烷路径改善。至2050年，HVO（2.6368）、氨（2.5903）、LNG/BioLNG/LBG（2.5682）、甲醇（2.5500）、氢燃料电池（2.5200）形成狭窄混合组，无单一主导技术。
**3.6 等级变化和差分曲线指标**：混合动力系统在2026–2030年改善最显著（年变化率0.1191），运营措施在2030年后排名急剧下降（因减排潜力不足）。敏感性测试表明，权重与分数扰动不影响混合组存在，但确切排序不鲁棒；在约束政策情景下，混合动力系统与运营措施更合理。
**3.7 结果综合**：研究得出四点结论：(a)合理适用性不等于减排潜力，氢、氨理论潜力高但实际得分低；(b)近中期技术应与现有拖网船架构兼容；(c)长期无单一胜者，需燃料家族组合；(d)效率措施作为补充成分仍重要。
讨论部分强调，该框架为初步筛选工具，未包含完整组合、改造与新建对比或其他分段，但可通过权重与系数调整适应不同场景。研究结论翻译如下：本研究表明，脱碳拖网渔船是一个系统转型问题，而非简单的燃料替代问题。长期合理性需同时改变船舶设计、燃料储存、港口基础设施、安全法规、燃料可用性与成本条件，并组合效率措施与低碳燃料路径。对于现有中大型拖网渔船，可持续直接替代生物燃料/HVO与运营措施为近期合理选择；至2050年，需采用HVO、氨、LNG/BioLNG/LBG、甲醇与氢的混合组合，且需针对具体船舶进行验证。该框架为船队级早期筛选提供了透明工具，并可推广至其他渔船分段。
