选择降低和技术方法外文翻译资料

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选择降低和技术方法

Z.L.Yang D.Zhang O.Caglayan I.D.Jenkinson S.Bonsall J.Wang M.Huang X.P.Yan

摘要：本文为船东如何更加有效地选择控制和的技术提供了一种评估工具，本文定量分析了控制方法的优点。这些控制方法被应用于海洋大气污染治理，文中所采用的数据来自于航运公司、造船厂和航海院校。同时，相对于现有航运环境，本文将优先选择更加合适的控制技术。

1、简介

船舶污染日益受到关注，尤其是由漏油和含有和的废气排放。据估计，全球国际船舶和排放量分别为6.87Tg N/yr和6.49 Tg S/yr（科贝特和克勒，2003年）。船舶排放逐渐成为空气污染的一个重要来源，这在一定程度上会拖陆上企业（如车企、发电厂等）减排策略的后腿，于是，国际海事组织（IMO）通过其子组织——海洋环境中保护委员会（MEPC）——开始检测船舶的空气污染，海洋环境中保护委员会（MEPC）成立于1988年。最终，防止船舶污染国际公约（MARPOL）73/78新增的空气污染附录于1997年通过——MARPOL 73/78/97（国际海事组织，1997），以防止船舶空气污染。它包括：

1、根据船用柴油机发动机的输出功率和按要求安装的废气处理系统确定排放标准。

2、限制燃料油中的硫含量，从而降低的排放，要求增加废气清洁系统或技术从而将排放的控制到6.0g/kw·h或更少。

3、增加烟气收集系统或其他烟气排放控制系统以降低易挥发的有机化合物的排放量。

4、需要有船上焚烧装置。

5、限制使用含氟制冷剂或甲烷或其他能破坏臭氧层的物质。

防止船舶污染国际公约（MARPOL）73/78/97在2008年进行了修订，对和的排放采取了更严格的限制（国际海事组织，2008），分别对和进行了三层控制方法，见防止船舶污染国际公约（MARPOL)附录VI（Solhaug和 Eide-Fredriksen, 2008)。

船东们迫切地需要更换新一代柴油机、安装废气处理系统。然而，很少有用于评估控制海洋空气排放技术的学术研究(Vutukuru和Dabdub, 2008；Lin和Lin, 2006)，更别提那些提到最佳通用模型的技术评估方案了 (Shaban等人, 1997)，出现这种状况的原因，有可能是因为在选择过程中不得不考虑的为数众多的标准，包括要降低污染、要降低成本、但同时维护和操作就比较困难，因为这些在根本上难以共同实现，而且要用较少的信息去预测，并且同时处理这些问题。

1. 船上和的控制技术

对于的控制，有很多技术都可以用来降低其排放到修正的附录V水平，每一种技术在的减少，使用寿命及成本等不同的方面有着不同的特点。这里，我们研究六种不同的技术，并将它们的个性特点列于表1.1中。

对的控制策略的分析实际上也就是对燃油的控制策略的分析，虽然重油的全球平均含硫量是2.7%，远远低于最大百分比(Karle和Turner, 2007)，但是对于船舶硫含量控制领域（SECAs），困难依然在升温，因为对含硫量的要求不超过1.5%。唯一的一种有效降低大量排放的方法是使用废气清洁系统。另一方面，控制区采用低硫燃料，在燃料进入机器前对燃料进行混合，是限制排放的主要策略。另外，除了这些分离的办法之外，燃料库的更新换代，也是可实行的。表2是各种方案的特征。表格中对于的控制和燃料的策略的定量数据是不可用或不完整的。

1. 通用的选择方法

为了找到一种可以协助船东的方法，我们注意各种可选用方法的细节之处，从而确定可以作为评估方案的标准，我们寻求了相关领域专家的意见。辅助数据用来评估和投资成本、运营成本等目的有关的各种方案；采集于工业用户的主数据则用来评估和维护要求和运行难点有关的各种方案。如要主观评估，对个别系统的孤立分析，专家们可能都没什么把握用效用值或语言描述来进行合理判断。为了解决这个问题，我们用基于层次分析法（AHP）的一个支持模型来对各个方案进行两两比较，从而形成独特的主观标准。选择的标准根据决策者的喜好有不同的权重。和主观评估法不同，因为权重分析法主要取决于在特定的环境下决策者的喜好，而这些特定的环境是随着时间而改变的，因而需要一个简便的方法以便对方案进行更新。而且，相较于对选择方案的直接评估，专家们可以自信地用从1（最少）到10的分数来为方案的重要性进行排序。使用效用值来权衡标准的比重也有利于方案的选择，有利于当环境变化时，决策者很快更新他们的方案。收集的用来支持我们开头说的三个步骤的数据见框架图1，后来这种方法被列入TOPSIS（相似技术的理想性优化选择）(Yang等人，2009)，以用来对船舶污染排放控制进行优先选择。

3.1 步骤1：排放方案的定义

我们已经知道，控制排放的方法有六种，这六种用符号AN (i = 1, 2,..., 6))来表示，分别为IEM、CWI、FEW、DWI、HAM和SCR，以及四种控制排放的方法，用AS (i = 1, 2,..., 4)来表示，分别为COM、STD、OFB和EGCS。

3.2 步骤2：标准的定义

标准的确定和提出往往是可以被修改和更新的，从而使它们能够随着决策者在不同的环境下的倾向而有所变化。对控制方法的评估参见图2，共有6种主要的选择标准，分为两组列于图2。其中第一组是方案的代价，第二组是方案的优势。同样，对控制方法的评估参见图3，这些评估控制方法的标准按照成本代价来分类，用% 质量/质量来表示的燃油中的标准含硫量（C2）可以指出燃油中实际减少的硫含量。

表1

控制方法及其特性

表2

控制方法及燃油策略

3.3 步骤3：方案的评估

在废气排放控制方法的过程中，船东的决定应该首先根据下面这样一个m times; n的决策矩阵D（公式（1）），在这个矩阵中，有m个控制方案，用Ai (i 2 (1, 2,.. . , m))来表示，有n个选择标准，用Cj (j 2 (1, 2,..., n))来表示，评估值xij，i是指的各种评价标准，而j由变化的数据得到。如果j是一个客观的标准，那么评估值可能来自于二手数据；如果j是一个主观标准，那么可以采用专家的判断。相对于对单个方案的孤立评估，专家们将有更多的把握对不同组的方案进行比较评估。拿操作难点为例，一个专家可能对如何操作一个特定的控制技术一知半解，但是他很通晓如何比较两种控制方法的难点。因而层次分析法（AHP）被用来促进主观评估过程，用来解决主观评价问题。如果给定一个相关的控制标准，那么排放控制方案的相关表现，就可以两两进行比较。

3.4 步骤4：标准化TOPSIS评估值

公式（1）中的排放控制选择矩阵需要标准化，从而使得各个元素单元自由化，使得跨标准比较更加方便。这里我们采用向量的变化来对评估值进行标准化。

rij就是xij的正常化数值。

各个方案被专家用从1到10的效用分数去评级。方案的权重反映出船东在选择控制方法时的决策倾向，因为这些决策往往会随着船舶操作环境而改变，因而就要求其容易更新。理想情况下，一个方案的权重在短期内不会对其他的方案产生影响。一旦一种方案的权重被确定，就有了标准化的评估价值，就会得到加权标准TOPSIS矩阵。

wj是平均效用值，是专家由Cj的权重分配得到。

3.5 步骤5：最积极方案与最消极的方案

最积极方案(ISP)，是标准化后得分最高的方案；而最消极方案(ISN)，是优化后得分最低的方案。理论上而言，无论是ISP还是ISN都能被一个专业制定这些方案的专家注意到。但是在实践中，这样的方案往往是很少见到的，他们通常被决策者作为一个基准点用来和其他方案进行对比。我们可以进行如下的定义：

当是最优方案时： ；；

当是最消极方案时：；。

3.6 步骤6：给定方案与参考值的差距

对每一种污染排放方案来说，对于评估值vij，和之间的区别可以用分离测量指数和来表示。

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