doi10.12006/j.issn.1673-1719.2018.125陶学宗 , 张秀芝 , 陈继红 . 港口集装箱作业设备改造的节能减排效益评估 [J]. 气候变化研究进展 , 2019, 15 2 197-205Tao X Z, Zhang X Z, Chen J H. uating the benefits of energy saving and emission reduction from port’s container handling equipment upgrades [J]. Climate Change Research, 2019, 15 2 197-205港口集装箱作业设备改造的节能减排效益评估陶学宗1,2，张秀芝1，陈继红11 上海海事大学交通运输学院，上海 201306；2 伦斯勒理工学院工程学院，特洛伊 12180，美国气候变化研究进展第 15 卷 第 2 期 2019 年 3 月 CLIMATE CHANGE RESEARCHVol. 15 No. 2March 2019摘 要 为提高评估结果的准确性，基于“作业活动 - 方式结构 ‒ 能耗强度 ‒ 排放因子”方法（ ASIF，引入生命周期评价和费效分析理念，建立港口集装箱作业设备改造的节能减排效益评估模型，并以宁波舟山港为例进行实证研究。结果表明，宁波舟山港集装箱作业设备改造年均节能 1.911 万 tce，减排 6.175 万 t CO2，节省成本 0.696 亿元。忽略能源油井到油箱排放对 CO2减排量影响较大，会使结果被低估 8.65 或高估 40.83。不考虑设备改造成本对成本节省量影响很大 高估 59.63，但不考虑碳交易成本对其影响较小 低估 2.30。节能量和 CO2减排量受集装箱吞吐量影响较大，其弹性系数≥ 1；成本节省量受柴油价格变化影响最大，其弹性系数为 2.73。研究成果可为合理评估绿色港口促进政策的节能减排效果提供技术支撑。关键词 绿色港口；节能减排； ASIF 方法；作业设备改造；能源生命周期收稿日期 2018-09-14； 修回日期 2018-11-12资助项目 国家自然科学基金项目 71603162,51879156；上海市自然科学基金项目 15ZR1420400；上海市浦江人才计划项目 17PJC053作者简介 陶学宗，男，讲师， 引 言根据国家统计局发布的数据， 2017 年全国港口完成集装箱吞吐量 2.38 亿标准箱 TEU,twenty-foot equivalent unit，连续 15 年位居世界第一。另据劳氏日报发布的 2018 年全球 100 大集装箱港口排名，前 10 位中国占据 7 席，共处理集装箱 1.65亿 TEU 约占 28。数据表明，中国已成为名副其实的集装箱港口大国。港口作为重要的对外贸易窗口和供应链枢纽平台，其年吞吐量随着我国国际贸易和区域经济快速发展而高速增长。然而，港口集装箱码头又是重要的能耗和排放大户，近5 年平均能耗、 CO2 排放分别为 64.067 万 tce、159.720 万 t CO2，约占全国港口总能耗和 CO2 排放总量的 19.13。当前，我国大力推进生态文明建设和绿色交通发展，港口集装箱码头面临着巨大的节能减排压力。在此背景下，改造作业设备、采用替代能源遂成为港口集装箱码头实现节能减排、建设绿色港口的主要途径。与此同时，港口集装箱作业设备改造的节能减排效益评估也成为绿色港口的研究热点，国内外学者针对此问题开展了诸多研究。从港口规模看，主要为上海港[1-3]、宁波舟山港[4-5]、釜山港[6]、广州港[7-8]、青岛港[9]、高雄港[10]等 1000 万 TEU 以上的大型港口。从改造气候变化研究进展 2019 年198温室气体排放方式看，主要为轮胎吊 RTG， rubber-tyred gantry cranes 油改电[1-2,4-12]，少数研究涉及内集卡 YT，yard tractors 油改气[2-3,8]。从研究方法看，包括统计分析法[1-7,9,11]、排放因子法[8,10]和生命周期法[12]，其中以统计分析法为主。从评估内容来看，绝大部分涉及节能[1-2, 4-12]、 CO2减排[2-4, 6-12]和能耗成本[1-12]，多数考虑了设备改造成本[4-5,8-12]，但鲜有文献论及能源生命周期 即油井到轮子， WTW的 CO2排放[12]和碳排放交易[8]，这将不同程度地影响评估结果的准确性。鉴于此，本文将综合考虑能源 WTW 排放、能耗成本、设备改造成本和碳交易成本，从作业活动入手，引入生命周期评价[12-13]和费效分析[14]理念，对作业活动 ‒ 方式结构 ‒ 能耗强度 ‒ 排放因子 ASIF, activity‒modal structure‒energy intensity‒emission factor 方法[15]进行改进，系统研究港口集装箱作业设备改造的节能减排效益，为合理评估绿色港口政策的节能减排效果提供技术支撑。本研究拟在分析港口集装箱装卸生产活动的基础上，建立港口集装箱作业设备改造的节能减排效益评估模型，以宁波舟山港为例进行实证分析并给出研究结论。1 研究方法1.1 港口集装箱装卸生产活动分析港口集装箱流向分为出口和进口两个方向。考虑到我国出口多于进口、进口和出口流程相似、方向相反等特点，且大部分港口公路集疏运比例高、港内没有铁路集装箱货运站，本文以出口集装箱公路集疏运为例，说明港口装卸生产流程 图1。可以看出，出口集装箱港口装卸生产通常包括装卸车 a、 d、 e、 g、场内运输 b、 c、 f、重箱装船 h 等活动，主要由空箱堆高机、外集卡、桥吊、 RTG、 YT 等作业设备完成。从能源消耗看，除桥吊用电外，空箱堆高机、外集卡均用柴油；RTG 和 YT 在未改造时用柴油， RTG 改造后用电，YT 改造后用液化天然气。需要说明的是，铁路和水路集疏运仅改变进出港运输方式，而进口集装箱的港口装卸生产活动只是方向发生变化，但这些变化未改变作业设备和能耗类型，因而不影响能耗、 CO2排放和节能减排效益的评估。1.2 节能减排评估目前，港口集装箱作业设备改造的节能效果评估主要有统计分析法[16]和基于作业活动和能耗强度的估算法[10]。前者根据能耗统计数据进行计算，准确性好，适用于单个码头具体改造项目的节能效果评估。后者基于装卸设备作业活动及其能耗强度进行估算，适应性强，可用于全港集装箱作业设备改造的节能效果评估。因本文重点关注全港集装箱作业设备改造，且无法直接获取有关作业设备改造的完整统计资料，故选择估算法。图 1 出口箱港口装卸生产典型流程Fig. 1 Typical handling process of export container at port terminalc. 外集卡送重箱运输b. 外集卡提空箱运输a. 空箱装车d. 重箱卸车e. 重箱装车g. 重箱卸车f. 内集卡场内重箱运输h. 重箱装船桥吊 [ 电 ]码头前沿港区道路轮胎吊 [ 柴油 / 电 ]内集卡 [ 柴油 / 液化天然气 ]外集卡 [ 柴油 ]外集卡 [ 柴油 ]港区道路港区道路空箱堆高机 [ 柴油 ]港区大门 空箱堆场 出口箱区智能闸口作业层设备层设施层2 期 199陶学宗，等港口集装箱作业设备改造的节能减排效益评估鉴于估算法通常只考虑某一类设备改造[10, 12]，不适用于全港所有集装箱作业设备，故本文参照ASIF 方法[15]，引入作业设备结构比例，对传统估算法进行改进，具体计算过程如式 1 ～ 3 所示。其中，式 1 用于估算拟 已 改造设备装卸生产的能耗总量，式 2 和式 3 用于计算港口集装箱作业设备改造的节能量 ΔEnk万 tce 和节能率 δEnk。式中 En为拟 已 改造设备装卸生产的能耗总量 万 tce； k 为年份编号；λ为指示符，取 b 表示改造前，取 a 表示改造后； A 为港口集装箱吞吐量 万 TEU； hi为拟 已 改造设备 i 的年均操作量与吞吐量之比 无量纲 ； Si为拟已改造作业设备 i 占同类设备比重 ；下标 i 为作业设备类型， RTG 表示轮胎吊， YT 表示内集卡， ECH（ empty container handler）表示空箱堆高机， STS（ ship-to-shore cranes）表示桥吊；j 为能源类别， dsl 表示柴油， elec 表示电力， lng表示液化天然气； I 为拟 已 改造作业设备能耗强度 dslL/TEU, eleckWh/TEU, lngkg/TEU；t 为能源折算标准煤系数 dsl1.253 kgce/L， elec 0.123 kgce/kWh， lng1.757 kgce/kg[16]；Δ和δ分别表示集装箱作业设备改造前后的相关指标的绝对变化量（能耗万 tce，排放万 t CO2，成 本亿元）和相对变化率 。由于 CO2是最主要的温室气体，并且碳交易技术发展成熟，本文重点研究港口集装箱作业设备改造的 CO2减排效果。鉴于前文已给出能耗计算方法，为方便起见，以下采用 ASIF 方法[15]估算港口集装箱作业设备改造的 CO2减排量。同时，为避免忽略油井到油箱 WTT, well-to-tank 排放引起的 CO2减排效果低估或高估等问题，引入生命周期评估理念[12-13]，对 ASIF 方法进行改进。其中，港口集装箱作业设备改造前后的 CO2排放量按式 4 进行估算，港口集装箱作业设备改造的减排量 ΔEmk 万 t CO2 和减排率δEmk 可参考式2 和 3 进行计算。式中 Em为拟 已 改造设备装卸生产排放的 CO2总量万 t； c 为能源生命周期标记，取 0表示油箱到轮子 TTW， tank-to-wheel 排放，取1 表示 WTW 排放； fc为能源生命周期 CO2排放系数， f0表示 TTW 排放系数 f0dsl2.647 kg CO2/L，f0elec0， f0lng2.750 kg CO2/kg[13]， f1表示 WTW 排放系数 f1dsl3.758 kg CO2/L， f1elec0.809 kg CO2/kWh， f1lng3.070 kg CO2/kg[13]。1.3 经济效益评估港口集装箱作业设备改造产生的经济效益主要包括两部分，即节能引起的能耗成本节省和CO2 减排带来的碳交易收入。既有研究[1-12]通常只考虑节能产生的收益，少部分研究[1-2, 6-7]未考虑改造成本，绝大部分[1-7,9-12]忽略了 CO2减排带来的收益，故评价结果不够准确，通常会高估经济效益。故本文借鉴费效分析思路[14]，参考 ASIF方法[15]，建立港口集装箱作业设备改造的经济效益评估方法，其具体计算过程如式 5 ～ 6。其中拟 已 改造设备年均成本按式 5 估算，第一项为装卸生产能耗成本，第二项为碳交易成本，第三项为改造成本年分摊额；拟 已 改造设备装卸生产的 CO2排放配额按式 6 估算，第一项为单位港口集装箱吞吐量历史排放强度基数[17]（取前三年单位集装箱吞吐量 CO2排放的加权平均值 ，第二项为拟（已 改造设备集装箱装卸生产所排放 CO2占港口全部设备集装箱装卸生产所排放 CO2的比重；港口集装箱作业设备改造的经济效益 成本节省量 ΔCk亿元；成本节省率δCk ）可参考式 2 和 3 进行计算。Eλnk Ak hi Sλkij Iλij tj 10-3； 1i jSSΔEnk Ebnk -Eank； 2 δEnk ΔEnk/Ebnk 100 。 3Eλcmk Ak hi Sλkij Iλij fckj 10-3。 4i jSSCλk Ak hi Sλkij Iλij ckj Eλmk -E*mk i jSSSicλui 1-aiYickt Nik 10-4； 气候变化研究进展 2019 年200温室气体排放式中 C 为拟已改造设备年均成本亿元 ； cj为能源 j 的价格 dsl元 /L， elec元 /kWh， lng元 /kg； E*m为拟 已 改造设备装卸生产的 CO2排放配额 万 t； ct为碳交易价格元 /t CO2； Rck-l和 Rck为第 k-l 年 k ≥ 4，表示从第 4 年开始以前 3 年为基础计算排放配额，下同）和第 k 年的集装箱装卸生产主营收入 亿元 ；Ik-l 为第 k-l 年的装卸生产主营收入综合能耗强度tce/ 万元 ； l1,2,3 为计算单位港口集装箱吞吐量历史排放强度基数的基准年标记，分别表示计算年的前 1、 2、 3 年； fce为标准煤的 CO2排放系数 2.493 kg CO2/kgce[18]； cu为单个设备改造成本 万元 ，未改造时该参数值为 0；a为改造设备的预计净残值率 一般取 5[14]； Y 为改造后平均可用年限； N 为作业设备的改造数量（ RTG台，YT辆 。2 实证分析综合考量研究基础和港口集装箱运输发展态势，本部分选取宁波舟山港进行实证分析。2.1 宁波舟山港集装箱业务发展及作业设备改造情况宁波舟山港位于浙江省宁波滨海地区和舟山群岛，由宁波港和舟山港于 2006 年逐步整合形成。截至 2017 年底，该港 6 个专业集装箱码头共拥有30 个大型深水专业集装箱生产泊位，设计吞吐能力超过 2300 万 TEU；开行 243 条航线，月均航班约 1400 班。 2017 年，该港集装箱吞吐量达到2461 万 TEU，连续 3 年稳居全球第 4。与 2006年 714 万 TEU相比，集装箱吞吐量在 11 年中增加了 1747 万 TEU，年均增长 11.91，比全国平均水平 8.92高 2.99 个百分点。未来，该港有望超过深圳，跃居全球第三大集装箱港口。宁波舟山港集装箱作业设备改造始于 2007年，核心项目包括 RTG 油改电和 YT 油改气。其中， RTG 油改电于 2008 年全面铺开， 2013 年全部完成； YT 油改气于 2009 年正式启动，目前仍在推进中。根据课题组调研，截至 2017 年底，该港拥有 327 台 RTG、 1200 多辆 YT，其中包括224 台油改电 RTG 和 570 辆油改气 YT，分别占RTG 和 YT 总数的 68.5 和 47.3； RTG 和 YT的综合改造成本为 210 万元 / 台和 8 万元 / 辆，改造后可使用年限平均为 12 年和 8 年； RTG、YT 改造前的平均能耗强度分别为 1.137 L/TEU、1.028 L/TEU， RTG 油改电后的平均能耗强度为1.685 kWh/TEU， YT 油改气后的平均能耗强度为 0.958 kg/TEU； RTG 的年均操作量与吞吐量之比为 1.2， YT 的年均操作量与吞吐量之比为 1。2.2 相关数据采集本文根据课题组于 2017 年 8 月 24 26 日对宁波舟山港、 YT 车队等进行实地调研，并结合公开发布的学术成果、统计资料和新闻报道等，得到评估宁波舟山港集装箱作业设备改造的节能减排效益评估所需的其他数据，如表 1 所示。2.3 实证结果分析根据 2.1 所给调研数据、表 1 和式 1 ～ 6进行计算，得到 2013 2017 年宁波舟山港集装箱作业设备改造的节能减排效益，如表 2 所示。2013 2017 年宁波舟山港集装箱作业设备改造的节能减排效果显著，年均节能 1.911 万 tce（节能率为 51.60，减排 6.175 万 t CO2 （减排率为55.20，节省成本 0.696 亿元（成本节省率为37.39。从改造设备看，节能减排效益的主要贡献来自 RTG 油改电，其年均节能 2.251 万 tce 节能率为 85.45，减排 5.381 万 t CO2 减排率为 68.10，节省成本 0.681 亿元 成本节省率为51.35。但是，因液化天然气能源效率低于柴油 约为柴油的 81，且在使用过程中存在泄露现象 ，故 YT油改气反而引起能耗上升 30.68。然而，因油改气 YT 的 WTW 排放强度明显低于柴油 YT E*mk Rck-l Ik-l fce Ak 。 6 l1S3l1S3Ak-lEb0mkRck Ik fce 2 期 201陶学宗，等港口集装箱作业设备改造的节能减排效益评估0.922 kg CO2/TEU，且单位操作量 1 TEU 的作业成本存在差异 0.582 元 /TEU，故仍有一定的减排效果和经济效益，年均减少 0.794 万 t CO2 减排率为 23.87，节省成本 160 万元 成本节省率为 2.37。此外，本文对忽略能源 WTT 排放、设备改造成本、碳交易成本以及其他参数变化等不同情景下的节能减排效益进行了计算，结果见表 3。为便于比较，设定表 2 中的平均值为基准情景，其他情景也统一用 2013 2017 年平均值。其中，情景 1 ～ 2 主要通过对节能减排效益贡献较大的RTG 油改气相关参数 主要是 RTG 能耗强度和柴油 WTT 排放系数 设定 1 的误差，考查估计结果的稳定性。情景 3 ～ 7 主要考查忽略能源表 1 2013 2017 年宁波舟山港集装箱作业设备改造的节能减排效益评估相关参数值Table 1 Parameter values related to benefits uation on energy saving and emissions reduction from container handling equipment upgrades during 2013-2017 at Ningbo-Zhoushan Port参数kA k / 万 TEUSk_elec-RTG/Sk_lng-YT/ck_dsl / 元 /Lck_elec / 元 /kWhck_lng / 元 /kgckt / 元 /tIk-l /tce/ 万元 Rck-l / 亿元Nk_elec-RTG / 台Nk_lng-YT / 辆113150.24012.513124232010 年公司官网、中国港口协会调研调研浙江省物价局国家电网浙江省电力有限公司宁波市燃气协会中国环境能源交易网宁波舟山港履行社会责任报告宁波舟山港年度报告调研调研2011 年 2012 年 2013 年 2014 年 2015 年 2016 年 2017 年 数据来源214180.22013.522177122316170.20815.4952041934173581.93131.3107.2120.9087.60329.7070.19716.5622242635194578.10336.6906.9030.8247.12636.4060.18819.1372243686206374.61743.8055.5310.9005.19023.7480.18222.2682244957215671.42945.4005.5550.8554.75910.2090.17026.5342245288246168.50247.3035.9840.8235.74734.3020.18636.444224570表 2 2013 2017 年宁波舟山港集装箱作业设备改造的节能减排效益Table 2 The effect of container handling equipment upgrades on energy saving and emissions reduction during 2013-2017 at Ningbo-Zhoushan Port年份2013 年2014 年2015 年2016 年2017 年平均值RTGYTΔEnk / 万 tce1.8621.9371.8921.8632.0031.9112.251–0.340注 RTG 表示轮胎吊， YT 表示内集卡。δEnk / ΔE1mk /万 t CO2 δE1mk / ΔCk /亿元 δCk / 59.4955.0949.8447.8545.7151.6085.45–气候变化研究进展 2019 年202温室气体排放WTT 排放、改造成本、碳交易成本等因素对节能减排效益的影响；情景 8 ～ 15 主要通过对未来可能发生变化的因素设定 1 主要是集装箱吞吐量、能耗强度、能源价格、碳交易价格、油改气YT 占比等 的变化幅度，考查其对节能减排效益的影响。由表 3 可以看出，当 RTG 能耗强度和柴油WTT 排放系数参数值存在 1 误差时，节能减排效益的总体估计误差在 0.87 ～ 1.81，总体上具有较强的稳定性。其中， RTG 能耗强度误差对成本节省量影响较大，主要原因是柴油、电力 RTG 的单位作业成本差别较大，平均各年相差5.639 元 /TEU，最高相差 6.670 元 /TEU2013 年 。柴油 WTT 排放系数对 CO2减排量影响较大，主要是 RTG 油改电前后的排放强度存在显著差异，两者差值为 2.910 kg CO2/TEU。从评估方法考虑的因素看，不考虑能源 WTT排放、改造成本、碳交易成本中的某一因素或多个因素，均会对港口集装箱作业设备改造的 CO2减排和成本节省情况产生不同程度影响。其中，不考虑能源 WTT 排放对 CO2减排量影响较大，估计值变动范围为 –8.65 ～ 40.83；对成本节省量极小，估计值变动范围为 –0.14 ～ 1.01。不考虑改造成本对成本节省量影响很大，会使结果被高估 59.63。不考虑碳交易成本对其影响较小，会使结果被低估 2.30。如果同时忽略改造成本和碳交易成本，则会使结果被高估 57.33。就各因素未来可能变化对节能减排效益的影响而言，节能量和 CO2减排量受集装箱吞吐量变化的影响较大，其弹性系数均≥ 1；受油改气 YT占比和能耗强度变化的影响较小，其弹性系数分别为 ‒0.78 ～ ‒0.21 和 ‒0.40 ～ 0.31。成本节省量受柴油价格变化影响最大 弹性系数为 2.73，但其受碳交易价格影响极小 弹性系数为 0.14，而表 3 宁波舟山港集装箱作业设备改造的节能减排效益情景分析Table 3 Scenario analysis on the energy saving and emission reduction from container handling equipment upgrades at Ningbo-Zhoushan Port情景基准情景情景 1 IRTG 1情景 2 f1dsl 1情景 3 f0k_elec 0情景 4 fckj f0kj情景 5 caui0情景 6 ckt0情景 7 caui ckt 0情景 8 Ak1情景 9 SYT-lng1情景 10 IRTG-elec−1情景 11 IYT-lng−1情景 12 ck_dsl1情景 13 ck_elec1情景 14 ck_lng1情景 15 ckt1ΔEn变化量 / 万 tceΔEm ΔC变化率 / 变化量 / 万 t CO2变化率 / 变化量 / 亿元 变化率 /1.911-0.022 ～ 0.0230.020-0.0080.0040.015-1.15 ～ 1.201.05-0.420.210.786.1750.0540.1122.521-0.5340.0620.0190.0250.0250.871.8140.83–8.651.000.310.400.400.696-0.010 ～ 0.0110.007-0.0010.415-0.0160.3990.0120.0020.0030.0050.019-0.002-0.0040.001-1.44 ～ 1.581.01-0.1459.63-2.3057.331.720.290.430.722.73-0.29-2 期 203陶学宗，等港口集装箱作业设备改造的节能减排效益评估受其他因素变化 1 的影响在 ‒0.72 ～ 1.72之间。2.4 相关研究比较目前，有关港口集装箱作业设备改造的节能减排效益评估绝大部分只关注 RTG 油改电或 YT油改气，很少将两者一并考虑。鉴于此，本文根据既有研究、新闻报道和港口官网资料，整理出了国内外代表性港口 RTG 油改电和 YT 油改气的节能减排效益，如表 4 所示。为便于比较，统一对节能量、 CO2减排量和成本节省量进行了平均化处理。总体而言，港口集装箱作业设备改造的节能减排效益因研究对象和研究方法不同而有所差异。其中，每台油改电 RTG 平均每年可节能 41 ～ 182 tce，减排 194 ～ 313 t CO2，节省成本 30 万～ 105万元，总体上变动幅度较大。其主要原因在于，不同港口的集装箱作业规模、设备配置、作业效率、能耗强度等指标各不相同，且既有文献所考虑的因素也有较大差异。例如，绝大部分研究未考虑 WTT 排放[1-9,11]和碳交易成本[1-11]，部分研究[1-3, 6-7]未考虑设备改造成本，而深圳港、宁波舟山港和迪拜港的新闻报道都未考虑 WTT 排放、碳交易成本和设备改造成本。其次，若忽略 WTT表 4 2010 2017 年国内外港口集装箱作业设备改造的节能减排效益比较Table 4 Comparison of benefits on energy saving and emission reduction from handling equipment upgrades during 2010-2017 with international and domestic port注 表示未考虑该因素，√表示考虑该因素。港口广州上海上海宁波舟山迪拜釜山深圳宁波舟山青岛大连广州宁波舟山高雄大连宁波舟山上海上海宁波舟山长滩广州宁波舟山ΔEn / tce ΔEm / t CO2 WTTRTGRTGRTGRTGRTGRTGRTGRTGRTGRTGRTGRTGRTGRTGRTGYTYTYTYTYTYT设备类别 δEn / δEm / ΔC / 万元 δC / caui ct来源117891101214177120182122137101-8883070509150867590678885-6-10-29-3122325029830827026031319420124031251888747168726827293018222475601053044464950463049.90.80.28060677790605541235128202062√√√√√√√√√√√√√√√√文献 [7]文献 [2]文献 [1]宁波网迪拜港官网文献 [6]深圳交通委文献 [5]文献 [9]文献 [11]文献 [8]文献 [4]文献 [10]文献 [12]本文文献 [2]文献 [3]宁波交通委长滩港官网文献 [8]本文气候变化研究进展 2019 年204温室气体排放排放，则会导致油改电 RTG 的 CO2减排量最高被高估 119 t。若仅忽略碳交易成本，则会导致油改电 RTG 的成本节省量最高被高估 20 万元；若同时忽略碳交易成本和设备改造成本，则会导致油改电 RTG 的成本节省量最高被高估 75 万元。就 YT 油改气而言，尽管改造后能效降低6 ～ 31，但因油气价格及 WTT 排放系数存在较大差异，故仍有一定的减排效果和经济效益。其中，每辆 YT 每年可减少 CO2排放 18 ～ 30，节省成本 2 ～ 28。主要原因在于， YT 油改气后，其单位操作量 1 TEU的能耗虽然增加了 0.395 kgce，但其 WTW 排放量减少 0.922 kg CO2，且能耗成本也减少了 0.582 元。然而，如果忽略WTT 排放，则会导致 YT 油改气的 CO2 减排量最高 被高估 13 t。若仅忽略碳交易成本，则会导致油改气 YT 的成本节省量被高估 0.6 万元；若同时忽略碳交易成本和设备改造成本，则会导致 YT油改气的成本节省量最高被高估 9.7 万元。3 结 论本文引入能源生命周期评价和费效分析理念，建立了港口集装箱作业设备改造的节能减排效益评估模型，并以宁波舟山港为例进行了实证分析，主要结论如下。1 宁波舟山港集装箱作业设备改造年均节能1.911 万 tce，减排 6.175 万 t CO2，节省成本 0.696亿元。误差分析表明，根据本文评估模型所得结果具有较强的稳定性。2 不考虑能源 WTT 排放对 CO2 减排量影响较大，会使结果被低估 8.65 或高估 40.83；不考虑设备改造成本对成本节省量影响很大，会使结果被高估 59.63；但不考虑碳交易成本对其影响较小，会使结果被低估 2.30。3 节能量和 CO2 减排量受集装箱吞吐量影响较大 其弹性系数≥ 1，受其他因素变化 1影响在 ‒0.78 ～ 0.31 之间；成本节省量受柴油价格变化影响最大，其弹性系数为 2.73，受其他因素变化 1 影响在 ‒0.72 ～ 1.72 之间。4 油改电 RTG 每台每年节能 41 ～ 182 tce，减排 194 ～ 313 t CO2 ，节省成本 30 万～ 105 万元；YT 油改气会导致能效降低 6 ～ 31，但可减少CO2 排放 18 ～ 30，节省成本 2 ～ 28。不考虑能源 WTT 排放会使 RTG 油改电和 YT 油改气的 CO2减排量最高被高估 119 t 和 13 t，同时忽略改造成本和碳交易成本则会导致 RTG 油改电和YT 油改气的成本节省量最高被高估 75 万元和 9.7万元。本文建立的评估模型综合考虑了 WTW排放、能耗成本、设备改造成本和碳交易成本，克服了既有研究存在的减排效果和经济效益被高估或低估的问题，因而评估结果更为客观、合理，可为评估港口其他作业设备改造的节能减排效益提供经验借鉴。未来，随着技术进步和研究深入，将进一步拓展研究范围，系统考虑各类温室气体，丰富研究成果。参考文献陈志明 , 王旖旎 , 夏祯捷 . 轮胎式集装箱龙门起重机的“油改电”方案 [J]. 城市公用事业 , 2013 6 46-49金毅 , 黄婷 , 黄细霞 . 港口节能减排新技术研究实践及展望 [J]. 港口科技 , 2015 3 34-38刘晓蓉 , 巢志红 , 朱鹏宇 . 上海洋山港 LNG 牵引车节能减排及效益分析研究 [J]. 交通与港航 , 2017, 4 3 45-47徐旭丽 . 轮胎式集装箱龙门起重机“油改电”方案及其效益 [J]. 集装箱化 , 2013 7 20-24蒋仑 . 集装箱堆场 RTG“油改电”供电改造及效益分析 [J]. 水运工程 , 2014 4 103-105Cho D. 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