Основні напрямки декарбонізації морської галузі

Євгенія Савчук
Анотація

Метою дослідження було оцінити екологічні наслідки використання альтернативних видів палива в морській галузі, зокрема їхній потенціал щодо глобального потепління, підкислення океанів, евтрофікації та морської токсичності. Для цього було проведено порівняльний аналіз різних видів палива, включаючи зріджений природний газ, зелену метанолову продукцію, аміак, біопалива та традиційний важкий мазут. Результати показали, що зріджений природний газ, незважаючи на знижені викиди CO₂, мав високий кліматичний вплив через витоки метану, з потенціалом глобального потепління від 0,18 до 0,22 кг CO₂-екв./МДж. Зелені біопалива, зокрема метанол, мали найнижчий потенціал глобального потепління (0,016-0,020 кг CO₂-екв./МДж), але їхні прямі викиди CO₂ під час спалювання залишалися високими. Амміак, як безвуглецеве паливо, знижував викиди CO₂, однак утворював значні кількості закису азоту (N₂O), що суттєво впливає на кліматичний баланс. Потенціал підкислення океану для важкого мазуту становив 0,18 кг SO₂-екв./МДж, а для аміаку – 0,10 кг SO₂-екв./МДж. Аналіз евтрофікації показав, що викиди аміаку та закису азоту значно підвищують рівень азоту в морських екосистемах, що може викликати розвиток водоростей. Токсичність різних палив продемонструвала, що аміак має найбільший потенціал для шкоди морським організмам, навіть за низьких концентрацій. Практична значимість результатів полягає в необхідності комплексної оцінки екологічних наслідків при переході до альтернативних палив у судноплавстві, що може бути використано органами управління морським транспортом, екологічними агентствами, морськими портами, а також компаніями, які займаються розробкою і впровадженням технологій для декарбонізації судноплавства та зниження екологічного впливу морської діяльності

Ключові слова

альтернативні види палива, екологічний вплив, глобальне потепління, потенціал підкислення, аміак, метанол

ЦИТУВАТИ
Savchuk, Ye. (2025). Key areas of decarbonisation in the maritime industry. Scientific Reports of the National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, 21(6),144-157. https://doi.org/10.31548/dopovidi/6.2025.144
Використані джерела
  1. Bhattacharyya, R., El-Emam, R.S., & Khalid, F. (2023). Climate action for the shipping industry: Some perspectives on the role of nuclear power in maritime decarbonization. E-Prime – Advances in Electrical Engineering, Electronics and Energy, 4, article number 100132. doi: 10.1016/j.prime.2023.100132.
  2. Campbell, M., Davies, A., MacLean, G., Martin, C., Raugei, M., & Scammell, H. (2021). Report for the study on sustainability criteria and life cycle GHG emission assessment methods and standards for alternative marine fuels: Final report. Harwell: Ricardo Energy & Environmen.
  3. Carjova, K., Hilmola, O.-P., & Tapaninen, U. (2025). Economic feasibility and operational performance of rotor sails in maritime transport. Sustainability, 17(13), article number 5909. doi: 10.3390/su17135909.
  4. Cunha, D.R., Oliveira, C.B.M., de Santana Porte, M., Cutrim, S.S., & Pereira, N.N. (2025). Strategies for decarbonisation in the port and maritime sector: Key challenges and leading ports. Journal of Social and Environmental Management, 19(4), article number e011963. doi: 10.24857/rgsa.v19n4-071.
  5. dos Santos, V.A., da Silva, P.P., & Serrano, L.M.V. (2022). The maritime sector and its problematic decarbonization: A systematic review of the contribution of alternative fuels. Energies, 15(10), article number 3571. doi: 10.3390/en15103571.
  6. Dulière, V., Baetens, K., & Lacroix, G. (2020). Potential impact of wash water effluents from scrubbers on water acidification in the southern North Sea. Final project report. Brussels: Royal Belgian Institute of Natural Sciences, Operational Directorate Natural Environment, Ecosystem Modelling. doi: 10.13140/RG.2.2.21935.76968.
  7. Ejder, E., Dinçer, S., & Arslanoglu, Y. (2024). Decarbonization strategies in the maritime industry: An analysis of dual-fuel engine performance and the carbon intensity indicator. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 200, article number 114587. doi: 10.1016/j.rser.2024.114587.
  8. Ezinna, P.C., Nwanmuoh, E., & Ozumba, B.U.I. (2021). Decarbonization and sustainable development goal 13: A reflection of the maritime sector. Journal of International Maritime Safety, Environmental Affairs, and Shipping, 5(2), 98-105. doi: 10.1080/25725084.2021.1949136.
  9. Farkas, A., Degiuli, N., Martić, I., & Vujanović, M. (2021). Greenhouse gas emissions reduction potential by using antifouling coatings in a maritime transport industry. Journal of Cleaner Production, 295, article number 126428. doi: 10.1016/j.jclepro.2021.126428.
  10. Güleroğlu, H., & Yumurtacı, Z. (2025). Life cycle assessment of green methanol production based on multi seasonal modeling of hybrid renewable energy and storage systems. Sustainability, 17(2), article number 624. doi: 10.3390/su17020624.
  11. Guyon, O., Lucas, M., Maricar-Pichon, M., El-Kadi, J., & Dauphin, R. (2025). Life cycle assessment of e/bio methanol and e/grey/blue ammonia for maritime transport. Retrieved from https://www.ifpenergiesnouvelles.fr/sites/ifpen.fr/files/inline-images/20250310_IFPEN_CMACGM_ok.pdf.
  12. Hansson, J., Månsson, S., Brynolf, S., & Grahn, M. (2019). Alternative marine fuels: Prospects based on multi criteria decision analysis involving Swedish stakeholders. Biomass and Bioenergy, 126, 159-173. doi: 10.1016/j.biombioe.2019.05.008.
  13. Ibokette, A.I., Ogundare, T.O., Akindele, J.S., Anyebe, A.P., & Okeke, R.O. (2024). Decarbonization strategies in the US Maritime industry with a focus on overcoming regulatory and operational challenges in implementing zero-emission vessel technologies. International Journal of Innovative Science and Research Technology, 9(11), 131-162. doi: 10.38124/ijisrt/IJISRT24NOV829.
  14. Issa, M., Ilinca, A., & Martini, F. (2022). Ship energy efficiency and maritime sector initiatives to reduce carbon emissions. Energies, 15(21), article number 7910. doi: 10.3390/en15217910.
  15. Jayabal, R. (2025). Hydrogen energy storage in maritime operations: A pathway to decarbonization and sustainability. International Journal of Hydrogen Energy, 109, 1133-1144. doi: 10.1016/j.ijhydene.2025.02.207.
  16. Jimenez, V.J., Kim, H., & Munim, Z.H. (2022). A review of ship energy efficiency research and directions towards emission reduction in the maritime industry. Journal of Cleaner Production, 366, article number 132888. doi: 10.1016/j.jclepro.2022.132888.
  17. Koilo, V. (2024). Decarbonization in the maritime industry: Factors to create an efficient transition strategy. Environmental Economics, 15(2), 42-63. doi: 10.21511/ee.15(2).2024.04.
  18. Kormych, B., & Averochkina, T. (2024). Public administration of the maritime sector: Digitalization, automation and updating of the legal basis. Law and Public Administration, 1, 294-301. doi: 10.32782/pdu.2024.1.41.
  19. Kostidi, E., & Lyridis, D. (2024). Decarbonizing ports for a sustainable future: Challenges and strategies. Technical Annals, 1(8). doi: 10.12681/ta.39896.
  20. Laursen, R., Barcarolo, D., Patel, H., Dowling, M., Penfold, M., Faber, J., Király, J., van der Ven, R., Pang, E., & van Grinsven, A. (2022). Potential of ammonia as fuel in shipping, American Bureau of Shipping, CE Delft and Arcsilea. Retrieved from https://wir-campfire.de/wp-content/uploads/2022/10/Potential-of-Ammonia-as-fuel-in-shipping.pdf.
  21. Lind, M., Lehmacher, W., & Ward, R. (2023). Maritime decarbonization: Practical tools, case studies and decarbonization enablers. Cham: Springer. doi: 10.1007/978-3-031-39936-7.
  22. Ma, T., Zhe, T., & Xiao, R. (2025). Topics and trends in maritime decarbonization: A structural topic model approach. Maritime Economics & Logistics. doi: 10.1057/s41278-025-00328-1.
  23. Mallouppas, G., & Yfantis, E.A. (2021). Decarbonization in shipping industry: A review of research, technology development, and innovation proposals. Journal of Marine Science and Engineering, 9(4), article number 415. doi: 10.3390/jmse9040415.
  24. Miller, D.C., Poucher, S., Cardin, J.A., & Hansen, D. (1990). The acute and chronic toxicity of ammonia to marine fish and a mysid. Archives of Environmental Contamination and Toxicology, 19(1), 40-48. doi: 10.1007/BF01059811.
  25. Pavlenko, N., Comer, B., Zhou, Y., Clark, N., & Rutherford, D. (2020). The climate implications of using LNG as a marine fuel (Working Paper 2020-02). Retrieved from https://theicct.org/publication/the-climate-implications-of-using-lng-as-a-marine-fuel/.
  26. Prados, J.M.M., Fernández, I.A., Gómez, M.R., & Parga, M.N. (2024). The decarbonisation of the maritime sector: Horizon 2050. Shipbuilding, 75(2), article number 75202. doi: 10.21278/brod75202.
  27. Raihan, A., Hasnat, A., Rahman, S.M., Ridwan, M., Rahman, M., Islam, T., Dhar, B.K., & Bari, A.M. (2025). Recent advancements in alternative energies, technological innovations, and optimization strategies for seaport decarbonization. Innovation and Green Development, 4(3), article number 100252. doi: 10.1016/j.igd.2025.100252.
  28. Reshetkov, D.M., & Pavlova, N.L. (2022a). Decarbonization of seaports: Projects and initiatives. Transport Development, 3(14), 192-204. doi: 10.33082/td.2022.3-14.14.
  29. Reshetkov, D.M., & Pavlova, N.L. (2022b). Global initiatives for decarbonization of maritime transport. Academic Notes of the V.I. Vernadsky TNU, 33(72(5)), 312-317. doi: 10.32782/2663-5941/2022.5/48.
  30. Romano, A., & Yang, Z. (2021). Decarbonisation of shipping: A state of the art survey for 2000-2020. Ocean & Coastal Management, 214, article number 105936. doi: 10.1016/j.ocecoaman.2021.105936.
  31. SEA\LNG Limited & Society for Gas as a Marine Fuel Limited. (2019). Life cycle GHG emission study on the use of LNG as marine fuel. Retrieved from https://sea-lng.org/wp-content/uploads/2020/06/19-04-10_ts-SEA-LNG-and-SGMF-GHG-Analysis-of-LNG_Full_Report_v1.0.pdf.
  32. Song, Z.Y., Chhetri, P., Ye, G., & Lee, P.T.-W. (2025). Green maritime logistics coalition by green shipping corridors: A new paradigm for the decarbonisation of the maritime industry. International Journal of Logistics Research and Applications, 28(4), 363-379. doi: 10.1080/13675567.2023.2256243.
  33. Wan, Z., El Makhloufi, A., Chen, Y., & Tang, J. (2018). Decarbonizing the international shipping industry: Solutions and policy recommendations. Marine Pollution Bulletin, 126, 428-435. doi: 10.1016/j.marpolbul.2017.11.064.
  34. Wang, Y., & Wright, L.A. (2021). A comparative review of alternative fuels for the maritime sector: Economic, technology, and policy challenges for clean energy implementation. World, 2(4), 456-481. doi: 10.3390/world2040029.
  35. Wang, Y., Maidment, H., Boccolini, V., & Wright, L. (2022). Life cycle assessment of alternative marine fuels for super yacht. Regional Studies in Marine Science, 55, article number 102525. doi: 10.1016/j.rsma.2022.102525.
  36. Xiao, G., Pan, L., & Lai, F. (2025). Application, opportunities, and challenges of digital technologies in the decarbonizing shipping industry: A bibliometric analysis. Frontiers in Marine Science, 12, article number 1523267. doi: 10.3389/fmars.2025.1523267.
  37. Stripple, H, & Zhang, Y. (2019). Scrubbers: Closing the loop; activity 3. task 4; evaluation of exhaust gas scrubber systems for ship applications in a system perspective. Stockholm: IVL Swedish Environmental Research Institute.