南方港口綠色轉(zhuǎn)型：數(shù)字技術(shù)驅(qū)動下的創(chuàng)新路徑

摘要：為推動南方港口在“雙碳”目標(biāo)下實現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型，文章先概述了數(shù)字經(jīng)濟內(nèi)涵特征、南方港口綠色轉(zhuǎn)型目標(biāo)及數(shù)字經(jīng)濟賦能的作用機理等理論基礎(chǔ)，并分析了南方港口面臨的地域挑戰(zhàn)與發(fā)展機遇。研究發(fā)現(xiàn)，數(shù)字經(jīng)濟可借助大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈等技術(shù)優(yōu)化港口運營、提升設(shè)備管理、加強環(huán)境監(jiān)測、提高供應(yīng)鏈協(xié)同，并從基礎(chǔ)設(shè)施智能化、運營管理數(shù)字化、綠色技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)鏈與生態(tài)協(xié)同等方面構(gòu)建綠色轉(zhuǎn)型的新路徑，為港口可持續(xù)發(fā)展提供新方向。

關(guān)鍵詞：數(shù)字技術(shù)；數(shù)字經(jīng)濟；港口發(fā)展；綠色轉(zhuǎn)型

引言

在“雙碳”目標(biāo)的戰(zhàn)略引領(lǐng)下，港口作為全球供應(yīng)鏈的關(guān)鍵節(jié)點和我國碳排放的重點領(lǐng)域，其綠色轉(zhuǎn)型已經(jīng)成為必然趨勢。積極推廣新能源和清潔能源運輸車輛，穩(wěn)步推進(jìn)鐵路電氣化改造，推動內(nèi)河船舶更多使用清潔能源，進(jìn)一步降低交通工具能耗。持續(xù)推進(jìn)港口碼頭岸電設(shè)施、機場飛機輔助動力裝置替代設(shè)施建設(shè)，推進(jìn)船舶受電設(shè)施改造，不斷提高岸電使用率。與此同時，以粵港澳大灣區(qū)、長三角為代表的南方港口群，正面臨著獨特的地域挑戰(zhàn)。深圳港、廣州港等樞紐港毗鄰珠江口濱海濕地，寧波舟山港緊鄰長江入海口生態(tài)保護(hù)區(qū)，在承接全球貿(mào)易量持續(xù)增長的同時，需同步應(yīng)對船舶排放、岸電供應(yīng)、廢棄物處理等多重環(huán)境約束[1]。得益于數(shù)字經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，突破困境提供了機遇。5G專用網(wǎng)絡(luò)已在廈門港實現(xiàn)全覆蓋，為無人集卡的全天候智能調(diào)度提供了支撐；同時，區(qū)塊鏈技術(shù)在上海港的試點應(yīng)用，將集裝箱碳足跡的核算精度提升至單箱級別。這些實踐證明了數(shù)字技術(shù)在優(yōu)化港口資源配置、實現(xiàn)污染精準(zhǔn)治理方面的巨大潛力，促進(jìn)了行業(yè)從依賴經(jīng)驗驅(qū)動向數(shù)據(jù)驅(qū)動的綠色轉(zhuǎn)型的加速發(fā)展。

一、數(shù)字經(jīng)濟與綠色轉(zhuǎn)型的理論基礎(chǔ)

（一）數(shù)字經(jīng)濟的內(nèi)涵與特征

數(shù)字經(jīng)濟是以數(shù)字化信息為核心生產(chǎn)要素、數(shù)字技術(shù)為驅(qū)動引擎、現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)為載體，通過與實體經(jīng)濟深度融合，推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、智能化升級，重構(gòu)經(jīng)濟與治理模式的新型經(jīng)濟形態(tài)。其特征包括：第一，創(chuàng)新性。數(shù)字技術(shù)的快速迭代推動商業(yè)模式、產(chǎn)品與服務(wù)的持續(xù)創(chuàng)新。第二，融合性。數(shù)字經(jīng)濟與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)深度融合，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)協(xié)同與競爭力提升。第三，高效性。數(shù)字技術(shù)實現(xiàn)信息快速傳遞與資源高效配置，提升生產(chǎn)效率。第四，開放性。數(shù)字經(jīng)濟打破地域與行業(yè)壁壘，推動全球資源共享與要素流動。

（二）南方港口綠色轉(zhuǎn)型的目標(biāo)

南方港口綠色轉(zhuǎn)型是指港口在可持續(xù)發(fā)展理念指導(dǎo)下，通過技術(shù)、管理和運營創(chuàng)新，降低能源消耗與環(huán)境污染，實現(xiàn)經(jīng)濟與生態(tài)的協(xié)同發(fā)展。一是降低能源消耗，提高能源利用效率，減少對傳統(tǒng)化石能源的依賴，擴大清潔能源應(yīng)用；二是減少污染物排放，降低貨物裝卸、運輸、儲存等環(huán)節(jié)的廢氣、廢水、廢渣排放[2]；三是優(yōu)化港口布局與運營流程，提高土地、岸線等資源利用效率；推動港口產(chǎn)業(yè)綠色升級，培育綠色物流、環(huán)保設(shè)備制造等新興產(chǎn)業(yè)。

（三）數(shù)字經(jīng)濟在南方港口綠色轉(zhuǎn)型中的作用機制

在推動港口向綠色轉(zhuǎn)型的進(jìn)程中，數(shù)字經(jīng)濟扮演了至關(guān)重要的角色。首先，通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的應(yīng)用，港口能夠?qū)ω浳锪髁俊⒘飨蛞约把b卸作業(yè)等關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行實時監(jiān)控與分析，進(jìn)而優(yōu)化運營流程，合理配置資源，以減少不必要的能源消耗和排放。例如，依據(jù)大數(shù)據(jù)分析結(jié)果，港口可實現(xiàn)船舶靠泊時間與裝卸設(shè)備的合理調(diào)度，避免設(shè)備空轉(zhuǎn)和船舶等待時間的過度延長。其次，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運用促進(jìn)了港口設(shè)備的智能化管理，實現(xiàn)了對設(shè)備運行狀態(tài)的實時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)并修復(fù)設(shè)備故障，從而提升設(shè)備運行效率，降低能源消耗。此外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)亦能對港口環(huán)境進(jìn)行實時監(jiān)測，如空氣質(zhì)量、水質(zhì)等，以便及時發(fā)現(xiàn)并應(yīng)對環(huán)境污染問題。第三，人工智能技術(shù)在港口的應(yīng)用實現(xiàn)了智能調(diào)度和智能安防等功能。智能調(diào)度系統(tǒng)能夠根據(jù)港口實際情況自動優(yōu)化貨物裝卸與運輸方案，提升作業(yè)效率，降低能源消耗；智能安防系統(tǒng)則利用圖像識別等技術(shù)對港口進(jìn)行實時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)安全隱患和違規(guī)行為，確保港口運營安全，減少因安全事故引發(fā)的環(huán)境污染。最后，區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用提高了港口物流信息的透明度和可信度，促進(jìn)了供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)的信息共享與協(xié)同作業(yè)，減少了物流環(huán)節(jié)中的重復(fù)操作和資源浪費，進(jìn)而降低能源消耗和排放。

二、數(shù)字技術(shù)多維賦能港口綠色轉(zhuǎn)型的創(chuàng)新路徑

（一）基礎(chǔ)設(shè)施智能化，構(gòu)建數(shù)字孿生港口

1.智能硬件的升級換代。在智能硬件升級換代的層面，5G與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深度融合正在重塑港口基礎(chǔ)設(shè)施的感知與交互能力[3]。通過在港口機械（如橋吊、龍門吊）、運輸車輛及關(guān)鍵區(qū)域部署高密度傳感器網(wǎng)絡(luò)，可以實時采集設(shè)備運行能耗、作業(yè)負(fù)載、港區(qū)空氣質(zhì)量等多維數(shù)據(jù)。例如，安裝于輪胎式龍門吊的振動傳感器能精準(zhǔn)捕捉機械異常能耗波動，結(jié)合5G網(wǎng)絡(luò)毫秒級低時延特性，將數(shù)據(jù)實時回傳至智能管控平臺，為設(shè)備能耗優(yōu)化提供即時反饋。自動化裝卸設(shè)備的規(guī)模化應(yīng)用則從物理層面減少人力干預(yù)帶來的效率損耗，AGV（自動導(dǎo)引車）與無人集卡通過車載智能終端接入港口數(shù)字中臺，依據(jù)實時作業(yè)指令自主規(guī)劃最優(yōu)行駛路徑，避免傳統(tǒng)人工調(diào)度中常見的路線迂回、等待空耗問題；岸電智能管理系統(tǒng)借助邊緣計算技術(shù)，可動態(tài)解析靠港船舶的用電負(fù)荷曲線，自動匹配港區(qū)電網(wǎng)與新能源儲能設(shè)備的供電組合，在保障船舶穩(wěn)定用電的同時，最大限度消納風(fēng)電、光伏等清潔能源，減少柴油發(fā)電機使用頻率。

2.數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用。利用當(dāng)前已相對成熟的數(shù)字孿生技術(shù)，構(gòu)建港口的虛擬與現(xiàn)實相結(jié)合的鏡像世界。其核心技術(shù)關(guān)鍵在于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、三維建模與仿真算法的整合，以在虛擬空間中完整再現(xiàn)港口的裝卸、倉儲、運輸?shù)热鞒套鳂I(yè)。技術(shù)團(tuán)隊首先需對港區(qū)地理環(huán)境、設(shè)備布局、作業(yè)規(guī)則進(jìn)行數(shù)字化建模，構(gòu)建包含數(shù)以萬計節(jié)點的虛擬港口模型。隨后，將實時采集的設(shè)備運行數(shù)據(jù)、船舶動態(tài)數(shù)據(jù)、能耗數(shù)據(jù)注入該模型，實現(xiàn)虛擬港口與實際港口的同步發(fā)展[4]。借助此技術(shù)，港口管理者能夠在虛擬環(huán)境中模擬不同作業(yè)方案的碳排放強度。例如，在測試“夜間集中裝卸”與“錯峰分段作業(yè)”兩種模式時，數(shù)字孿生系統(tǒng)能夠精確計算出不同方案下的機械能耗、人員排班、碳排放量差異，進(jìn)而推薦出既高效又低碳的最優(yōu)資源配置方案。在能源管理場景中，系統(tǒng)能夠模擬港區(qū)光伏陣列的光照接收效率、儲能電池充放電策略與電網(wǎng)負(fù)荷的動態(tài)匹配關(guān)系，提前預(yù)測極端天氣下的能源供需缺口，為岸電系統(tǒng)調(diào)度、新能源設(shè)備運維提供科學(xué)依據(jù)，實現(xiàn)從“事后治理”到“事前優(yōu)化”的管理升級。

（二）運營管理數(shù)字化，構(gòu)建低碳高效作業(yè)體系

1.基于人工智能算法的智慧調(diào)度系統(tǒng)。在智慧調(diào)度系統(tǒng)的構(gòu)建過程中，人工智能算法被視為解決港口作業(yè)效率與能耗平衡問題的關(guān)鍵技術(shù)。通過整合船舶動態(tài)數(shù)據(jù)（包括到港時間、貨物種類、載重噸位）、港口資源狀態(tài)（如泊位占用情況、裝卸機械可用性、堆場空間分布）以及實時環(huán)境參數(shù)（潮汐規(guī)律、天氣狀況），構(gòu)建多目標(biāo)優(yōu)化模型。例如，在港口的船舶靠泊計劃中，人工智能算法能夠根據(jù)泊位水深、起重機調(diào)度優(yōu)先級及船舶離港時間，自動生成最優(yōu)靠泊順序，有效避免因泊位資源錯配導(dǎo)致的船舶等待損耗；在貨物裝卸環(huán)節(jié)，算法結(jié)合集裝箱重量、目的地堆場位置及機械能耗特性，動態(tài)規(guī)劃橋吊與龍門吊的協(xié)同作業(yè)路徑，減少機械空轉(zhuǎn)與重復(fù)搬運。與傳統(tǒng)依賴經(jīng)驗判斷的人工調(diào)度相比，人工智能驅(qū)動的智慧調(diào)度系統(tǒng)能夠以分鐘級頻率實時迭代作業(yè)方案，精確匹配“船、機、貨、場”的動態(tài)關(guān)聯(lián)，顯著縮短機械待機時間，降低因流程冗余產(chǎn)生的額外能耗。

2.構(gòu)建基于數(shù)據(jù)的碳管理平臺。在智慧調(diào)度系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步集成碳管理平臺，其價值在于利用數(shù)據(jù)整合和技術(shù)融合的優(yōu)勢，將港口分散的碳排放節(jié)點轉(zhuǎn)化為可量化、可追溯的管理對象。平臺首先通過物聯(lián)網(wǎng)傳感器、設(shè)備管理系統(tǒng)及業(yè)務(wù)流程平臺，實時采集裝卸機械燃油消耗、集卡電力續(xù)航、倉儲冷鏈設(shè)備能耗等多源數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)清洗與格式統(tǒng)一后，構(gòu)建覆蓋港口生產(chǎn)全鏈條的碳排放數(shù)據(jù)庫。在此基礎(chǔ)上，運用區(qū)塊鏈技術(shù)為每一筆碳排放數(shù)據(jù)生成唯一哈希值，確保數(shù)據(jù)在采集、傳輸、存儲過程中的不可篡改與可追溯性，解決傳統(tǒng)碳核算中存在的數(shù)據(jù)失真與責(zé)任界定模糊問題[5]。平臺不僅支持實時碳排放監(jiān)測看板，直觀呈現(xiàn)各作業(yè)環(huán)節(jié)的碳強度分布，還可通過碳足跡追溯功能，精準(zhǔn)定位高排放節(jié)點，為設(shè)備升級或流程優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐。而對于納入碳交易市場的港口企業(yè)，平臺可自動匹配碳配額與實際排放量，輔助完成碳資產(chǎn)的合規(guī)管理與市場化交易，實現(xiàn)從“粗放控排”到“精準(zhǔn)治碳”的管理躍升。

（三）綠色技術(shù)創(chuàng)新對能源與產(chǎn)業(yè)升級的推動作用

1.數(shù)字技術(shù)在能源供需匹配中的賦能作用。在清潔能源發(fā)展的關(guān)鍵時期，數(shù)字技術(shù)亦可作為解決港口能源供需矛盾的關(guān)鍵推動力。以構(gòu)建風(fēng)光儲一體化系統(tǒng)為例，港口配置的氣象傳感器、光伏逆變器及儲能電池管理系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)，實時監(jiān)測光照強度、風(fēng)速、電池儲能狀態(tài)及港區(qū)用電負(fù)荷等關(guān)鍵信息，利用AI算法動態(tài)制定能源調(diào)度策略。在光伏發(fā)電量達(dá)到峰值且超過即時用電需求的時段，系統(tǒng)自動將過剩電能儲存至儲能電池，并調(diào)整港區(qū)非關(guān)鍵設(shè)備的用電時間至夜間儲能放電期，以降低電網(wǎng)峰谷波動；在光伏出力不足的陰雨天氣，系統(tǒng)優(yōu)先利用風(fēng)電儲備與儲能電量，并精確控制柴油發(fā)電機的啟停頻率，有效避免傳統(tǒng)能源供應(yīng)中的低效損耗現(xiàn)象。

2.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在港口廢棄物追蹤中的應(yīng)用。利用現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以進(jìn)一步推動港口廢棄物的“循環(huán)經(jīng)濟”模式發(fā)展。在此過程中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為底層技術(shù)支持，例如，通過在港口機械更換的廢舊輪胎、設(shè)備保養(yǎng)產(chǎn)生的廢潤滑油等廢棄物中植入RFID標(biāo)簽或安裝傳感器，實現(xiàn)從拆卸環(huán)節(jié)的位置定位到倉儲暫存的狀態(tài)監(jiān)測，再到運輸至處理廠的全程追蹤。管理系統(tǒng)實時記錄廢棄物的種類、數(shù)量、產(chǎn)生設(shè)備及流向信息，有效避免了傳統(tǒng)人工登記的錯漏與監(jiān)管盲區(qū)。利用區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建可信的再生資源交易生態(tài)，當(dāng)廢舊輪胎經(jīng)破碎處理成為再生橡膠原料時，其處理過程的關(guān)鍵數(shù)據(jù)（如處理工藝、環(huán)保合規(guī)性、資源回收率）被上鏈存證，形成不可篡改的電子憑證；下游企業(yè)采購再生資源時，可通過區(qū)塊鏈查詢?nèi)鞒趟菰葱畔ⅲ_保原料的綠色屬性，同時智能合約自動執(zhí)行交易結(jié)算，提升資源流轉(zhuǎn)效率。

（四）產(chǎn)業(yè)鏈與生態(tài)協(xié)同，構(gòu)建綠色數(shù)字生態(tài)圈

在跨行業(yè)協(xié)同層面，數(shù)字技術(shù)消除了港口與臨港產(chǎn)業(yè)間的界限障礙，構(gòu)建了“港區(qū)、園區(qū)、城市”三維能源互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。通過建立統(tǒng)一的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，港口將自身的新能源發(fā)電數(shù)據(jù)（例如光伏板實時發(fā)電量、儲能電池剩余容量）、能耗需求（裝卸設(shè)備用電高峰時段）與臨港企業(yè)（例如新能源汽車工廠、鋰電池生產(chǎn)線）的能源供需信息進(jìn)行實時共享，形成區(qū)域性能源資源的動態(tài)圖譜。例如，當(dāng)港口光伏電站在午后產(chǎn)生余電時，平臺自動匹配附近園區(qū)內(nèi)低谷時段用電企業(yè)的需求，通過智能配電系統(tǒng)將多余電能輸送至工廠倉儲冷鏈設(shè)備，減少電能二次轉(zhuǎn)換損耗；而臨港新能源企業(yè)生產(chǎn)的鋰電池，可經(jīng)數(shù)據(jù)平臺認(rèn)證后優(yōu)先供應(yīng)給港口電動集卡，形成“綠色能源生產(chǎn)、存儲、消費”的閉環(huán)生態(tài)。這種協(xié)同模式進(jìn)一步延伸至城市級能源網(wǎng)絡(luò)，港口儲能系統(tǒng)在電網(wǎng)負(fù)荷高峰時作為“虛擬電廠”向城市供電，低谷時吸納電網(wǎng)過剩電力用于港區(qū)設(shè)備充電，推動港口從單一物流節(jié)點轉(zhuǎn)化為區(qū)域性綠色能源樞紐，實現(xiàn)經(jīng)濟效能與環(huán)境效益的共生共榮。

三、結(jié)語

數(shù)字經(jīng)濟為南方港口綠色轉(zhuǎn)型提供新機遇，在“雙碳”目標(biāo)約束與全球貿(mào)易格局演變背景下，南方港口通過智能化基建、數(shù)字化運營、綠色技術(shù)創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，在降耗、減排、提效等方面取得顯著進(jìn)展。然而，數(shù)字技術(shù)在港口的應(yīng)用仍需深化，跨行業(yè)協(xié)同面臨數(shù)據(jù)安全、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等挑戰(zhàn)，綠色金融創(chuàng)新亦需完善。未來，南方港口需加大技術(shù)投入，深化與臨港產(chǎn)業(yè)、城市的協(xié)同合作，探索創(chuàng)新模式，破解轉(zhuǎn)型難題。如此，南方港口方能在數(shù)字經(jīng)濟浪潮中實現(xiàn)綠色、高效、可持續(xù)發(fā)展，鞏固全球供應(yīng)鏈關(guān)鍵地位。

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（作者簡介：佘麗雙，福建省湄洲灣港口發(fā)展中心秀嶼港務(wù)站中級經(jīng)濟師）