降低海运碳排放的一种廉价简便潜在解决方案

"可以说，我们减缓气候变化最有效的方法是直接削减二氧化碳排放，"加州大学圣塔芭芭拉分校（UCSB）贝尼奥夫海洋科学实验室（BOSL）项目科学家、发表于《海洋污染公报》期刊论文的主要作者雷切尔·罗德斯指出。"这促使科学家们在各行各业寻找减排空间。"

海运业是二氧化碳减排的一个潜力领域，该行业约占全球温室气体总排放量的3%——与航空业排放水平相当——随着全球化进程加速，这一数字预计将持续增长。通常情况下，船舶竞速横跨大洋后，需在港口排队等待卸货，期间处于空转状态。

"全球许多港口仍沿用百年历史的'先到先得'泊位分配系统，这让我联想到在车管所从红色'取号机'抽取排队票的场景，"UCSB海洋生态学家、BOSL主任道格拉斯·麦考利解释道。在洛杉矶港和长滩港正常运营期间，该制度通常导致0-4艘集装箱船积压待卸。当遭遇新冠疫情等中断事件时，效率低下问题会加剧，港口附近空转待泊的集装箱船可达百艘。

疫情期间，海事行业利益相关方共同设计并快速部署了新的电子排队系统，主要目的正是消除此类拥堵。这正是潜在的"低垂果实"（易实现目标）。

"新系统摒弃传统模式，依据集装箱船离开上一港口的时间分配队列位置，"罗德斯说明，"如同出发前预约热门餐厅，而非驱车横穿城区争抢门位。"由于泊位序列确定，驶向洛杉矶/长滩港的货轮在跨太平洋航程中无需抢速。理论上，航速降低可减少燃料消耗与排放量。

虽然船舶排队系统最初旨在消除双子港的瓶颈，但罗德斯、麦考利以及来自UCSB、美国国家海洋和大气管理局（NOAA）、加州海洋保护区基金会、阿拉斯加及南加州海事交易所、全球渔业观察（Global Fishing Watch）的合作研究者推测，该系统可能额外产生二氧化碳减排效益。

为验证该假设，研究人员分析了2017-2023年间1,157艘集装箱船累计10,000次航程、跨越太平洋超过4,700万海里的航行数据。采用自下而上的测算方法，他们量化了排队系统于2021年实施前后集装箱船的排放量。

研究发现，这项简单变革成效显著——新系统启用后，单次航程的二氧化碳污染量显著降低了16-24%。

"船舶无需'争赶泊位后空耗等待'，通过以更低、更经济的航速行驶节省燃料，"麦考利比喻道，"正如汽车时速65英里比85英里更省油。"

据研究者称，由南加州海事交易所与阿拉斯加海事交易所联合成立的太平洋管理系统公司（Pacific Management Systems）运营的该排队体系，可为全球面临或可能面临货物需求增长导致拥堵的港口提供范本。其内置的弹性机制既能帮助港口在中断时期维持运转，又能从源头降低二氧化碳排放。更重要的是，该系统实施迅速。

"不同于需巨额投入和漫长时间的技改方案，这项运营创新在世界第九繁忙港口群从工作组召集到落地仅耗时一个月，彰显了快速变革的可能性，"罗德斯强调，"成功极大依赖PacMMS提供的协同能力与数字基础设施，以及船舶和承运商的积极参与——他们遵守新规的意愿至关重要。"

研究者指出，全球港口采用数字排队的时机已然成熟，这是现代化进程中提升沿海空气质量的简易高效途径。

"数字排队整合是港口和物流企业现有技术与数字化转型中的直接胜利，提供了一种易于实施的解决方案，可随港口现代化和运营精简减排而全球推广，"麦考利阐述，"若其他港口验证类似效益，这些系统将为海运业提供相对简易的减排路径。"

降低货船航速也将极大惠及共享航道的海洋生物：鲸类。UCSB同实验室研究表明，航速减缓可减少濒危鲸类的致命撞击，使该措施成为双赢方案。

展望未来，研究者持续探索更多港口减碳方案。通过对比洛杉矶/长滩双子港与西海岸其他未采用新系统港口的排放，他们发现未改革港口也呈现适度减排迹象，这提示除航速外还存在其他影响排放的关键因素。精准识别这些系统性因素，结合降速与智能排队，可进一步推动减排。

研究者表示，对排队系统的额外微调可能带来更大气候效益。

"例如将太平洋航段平均航速从18节微调至17节，预估能额外削减约308,000吨二氧化碳排放——相当于再降9%，"麦考利说明，"虽然当前各类航运并非总能实现小幅降速，但随着行业向港口数字化、船队自动化及AI互联供应链（精准预测市场趋势与航运需求）发展，这些早期洞察将助力我们规划未来减排与运营增效的路径。"

该团队期待运用此类研究成果，助力构建更绿色、高效、经济的航运业与港口未来。

本论文合作研究者还包括UCSB的卡莉·莱帕特与希拉里·杨；海峡群岛国家海洋保护区的杰西卡·莫滕；阿拉斯加海事交易所的拜伦·海斯与珍·狄龙；南加州海事交易所的温迪·劳蒂特；全球渔业观察的马克·鲍威尔。