Классификация моделей учета выбросов парниковых газов морскими судами

В статье выполнена классификация и дан ретроспективный анализ существующих методик учета выбросов парниковых газов и загрязняющих веществ от морских судов. Рассмотрены основные этапы развития моделей: от первых нисходящих (top-down) и восходящих (bottom-up) подходов, базировавшихся на агрегированной статистике продаж топлива и усредненных характеристиках судов, до современных высокоточных систем, использующих данные береговой и спутниковой автоматической идентификационной системы, системы дальнего слежения LRIT, а также данные мониторинга, отчетности и верификации (MRV). Подробно описаны региональные и глобальные модели (HELCOM, OSPAR, MEET, EMEP, EDGAR, MEERI, STEAM 1.0, 2.0, 3.0), их преимущества и ограничения, а также гибридные подходы и модели химического переноса. Определены ключевые научные задачи дальнейшего развития методологий, связанные с учетом гидродинамического сопротивления, ледовых условий, дифферента, биологического обрастания, альтернативных энергоустановок и цифровых двойников судов. На основе проведенного анализа обоснованы исходные технические требования к созданию гибридной модели оценки выбросов парниковых газов применительно к Российской Федерации, интегрирующей спутниковую автоматическую идентификационную систему, систему дальнего опознавания и слежения (LRIT), национальные базы данных судов, статистику топлива и гидродинамические расчеты, адаптированные для арктических и внутренних водных путей, что позволит обеспечить как международную отчетность, так и внутренний экологический мониторинг.

1. Дмитриева Т. М. Об учете Вспомогательными органами Рамочной конвенции ООН об изменении климата (РКИК ООН) эмиссии парниковых газов при транспортировке бункерного топлива / Т. М. Дмитриева, А. П. Мельникова // Энергетическая политика. — 2006. — Вып. 3. — С. 55–62.

2. International Maritime Organization. Study of Greenhouse Gas Emissions from Ships, Final Report to the International Maritime Organization, Issue no. 2 / International Maritime Organization. — 31 March 2000.

3. Buhaug Ø. Second IMO GHG study 2009 / Ø. Buhaug, Corbett [et al.] — London: International Maritime Organization (IMO), 2009.

4. Smith T. W. P. Third IMO GHG Study 2014 / T. W. P. Smith [et al.] — London: International Maritime Organization (IMO), 2014.

5. Faber J. IMO. Fourth IMO Greenhouse Gas Study 2020 /J. Faber [et all] — London: International Maritime Organization (IMO), 2020. — 277 p.

6. Реуцкий А. С. Использование данных автоматической идентификационной системы для определения углеродного следа от судоходства / А. С. Реуцкий, Е. О. Ольховик // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2026. — Т. 18. — № 2. — С. 171–189. EDN BBZEUF. DOI: 10.21821/2309-5180-2026-18-2-171-189.

7. The activity-based methodology to assess ship emissions — A review / R. A. O. Nunes, M. C. M. Alvim-Ferraz, F. G. Martins, S. I. V. Sousa // Environmental Pollution. — 2017. — Vol. 231. — Pp. 87–103. — DOI: 10.1016/j.envpol.2017.07.099.

8. Иванченко А. А. Прогнозирование и мониторинг безопасности водного транспорта в эксплуатации / А. А. Иванченко // Научно-аналитический журнал «Вестник Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России». — 2018. — № 2. — С. 57–60. — EDN YLTPVZ.

9. Ложкин В. Н. Прогнозирование загрязнения воздуха отработавшими газами двигателей судов и автотранспорта / В. Н. Ложкин, О. В. Ложкина // Транспорт Российской Федерации. — 2017. — № 1(68). — С. 59–62. — EDN YHHVKZ.

10. BenHakoun E. The daily port and shoreline emission inventory model / E. BenHakoun, E. V. D. Voorde, Y. Shiftan // Maritime Policy & Management. — 2024. — Vol. 51. — Is. 4. — Pp. 588–616. — DOI: 10.1080/03088839.2023.2243486.

11. Реуцкий А. С. Анализ положений руководящих принципов ИМО по оценке интенсивности выбросов парниковых газов на протяжении жизненного цикла для всех видов судового топлива / А. С. Реуцкий, В. К. Шурпяк, С. А. Толмачев // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. — 2025. — № 79. — С. 14–25. — EDN FBBBJV.

12. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2026664304 Российская Федерация. Автоматизированная система сбора данных для оценки углеродного следа от судоходства / А. С. Реуцкий, Е. О. Ольховик заяв. и патентообл. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова». № 2026664304; заявл. 16.04.2026; опубл. 14.05.2026, Бюл. № 5. — EDN TSZFZL.

13. Оценка последствий возможного введения требований ИМО по декарбонизации / А. О. Березин, А. С. Реуцкий, В. К. Шурпяк, С. А. Толмачев // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. — 2026. — Т. 56. — № 2. — С. 39–53. — EDN CKHSXE.

14. Буянов А. С. Коэффициент энергоэффективности как инструмент определения углеродного следа от работы морских судов ледовых классов / А. С. Буянов, В. В. Якимов, А. С. Реуцкий // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. — 2023. — № 72–73. — С. 21–31. — EDN SLDIBJ.

15. Буянов А. С. Формирование методологического подхода к процессу определения углеродного следа транспортной услуги с использованием коэффициентов энергоэффективности судна / А. С. Буянов, А. С. Реуцкий // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. — 2023. — № 70–71. — С. 13—28. — EDN QJIKBC.

16. Реуцкий А. С. Оценка влияния типа используемого судового топлива на величину углеродного следа транспортной услуги / А. С. Реуцкий, В. В. Якимов, А. А. Буцанец // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. — 2024. — № 76. — С. 87–95. – EDN ICJSDQ.

17. Реуцкий А. С. Определение основных путей реализации климатических проектов на водном транспорте / А. С. Реуцкий, Д. С. Семионичев, А. А. Михеева // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. — 2024. — № 75. — С. 4–15. — EDN FJOQTC.

18. Реуцкий А. С. Обновление рынка морских судов: внедрение альтернативных топлив и энергоэффективных технологий (EETs) / А. С. Реуцкий, А. А. Буцанец // Сборник научных статей национальной научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»: сборник научных статей национальной научно-практической конференции, Санкт-Петербург, 06–20 октября 2025 года. Том 2. — Санкт-Петербург: Государственный университет морского и речного флота им. адмирала С. О. Макарова, 2025. — С. 109–121. — EDN BTQWUP.

19. Реуцкий А. С. Использование данных автоматической идентификационной системы для определения углеродного следа от судоходства / А. С. Реуцкий, Е. О. Ольховик // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2026. — Т. 18. — № 2. — С. 171–189. — EDN BBZEUF. — DOI: 10.21821/2309-5180-2026-18-2-171-189.

20. Topaj A. Hybrid cell-wave algorithm for ship routing in ice under spatiotemporal constraints / A. Topaj, O. Tarovik // Ocean Engineering. 2025. — Vol. 326. — Pp. 120863. — DOI: 10.1016/j.oceaneng.2025.120863.

21. Multi-model simulations of the impact of international shipping on Atmospheric Chemistry and Climate in 2000 and 2030 / V. Eyring, D. S. Stevenson, A. Lauer [et al.] // Atmospheric Chemistry and Physics. — 2007. — Vol. 7. — Is. 3. — Pp. 757–780. — DOI: 10.5194/acp-7-757-2007.

22. Marine Exhaust Emissions Quantification Study: Mediterranean. Sea, Lloyd’s Register London, UK, 99/ EE/7044, 1999.

23. Tsyro S. Estimation of Acidifying Deposition in Europe Due to International Shipping Emissions in the North Sea and the North East Atlantic Ocean / S. Tsyro, E. Berge. // Environmental Coastal Regions Boston: WIT Press, 1998. — Pp. 175–184.

24. Bartnicki J. Atmospheric deposition of nitrogen to the Baltic Sea in the period 1995–2006 / J. Bartnicki, V. S. Semeena, H. Fagerli // Atmospheric Chemistry and Physics. — 2011. — Vol. 11. — Is. 19. — Pp. 10057– 10069. — DOI: 10.5194/acp-11-10057-2011.

25. Emission database for global atmospheric research (Edgar) / J. G. J. Olivier, A. F. Bouwman, C. W. M. V. D. Maas, J. J. M. Berdowski // Environmental Monitoring and Assessment. — 1994. — Т. 31. — № 1. — С. 93–106. — DOI: 10.1007/BF00547184.

26. Olivier J. G. J. Global Emissions Sources and Sinks / J. G. J. Olivier, J. J. M. Berdowski // The Climate System Lisse: A.A. Balkema Publishers, 2001. — Pp. 33–78.

27. Mäkelä K. Suomen vesiliikenteen päästöjen laskentajärjestelmä MEERI 2000 / K. Mäkelä, A. Tuominen, E. Pääkkönen. — Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 2001. — (VTT Tutkimusraportti № RTE 1370/01, MOBILE2 raportti № M2T9916-11)

28. Jalkanen J.-P. A modelling system for the exhaust emissions of marine traffic and its application in the Baltic Sea area / J.-P. Jalkanen, A. Brink, J. Kalli [et al.] // Atmospheric Chemistry and Physics. — 2009. — Vol. 9 – Is. 23. — Pp. 9209–9223.

29. Extension of an assessment model of ship traffic exhaust emissions for particulate matter and carbon monoxide / J.-P. Jalkanen, L. Johansson, J. Kukkonen, A. Brink, J. Kalli, T. Stipa // Atmospheric Chemistry and Physics. — 2012. — Vol. 12. — Is. 5. — Pp. 2641–2659. — DOI: 10.5194/acp-12-2641-2012.

30. Modelling of discharges from Baltic Sea shipping / J.-P. Jalkanen, L. Johansson, M. Wilewska-Bien [et al.] // Ocean Science. — 2021. — Vol. 17. — Is. 3. — Pp. 699–728. — DOI: 10.5194/os-17-699-2021.

31. Таровик О. В. Концепция и программная реализация цифрового двойника проекта судна на ранних стадиях проектирования / О. В. Таровик, А. В. Косоротов, М. О. Матаруев и др. // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. — 2025. — № 80. — С. 137–155. — EDN VUUQGK.

32. Tarovik O. A benchmark study on ship speed prediction models in Arctic conditions: machine learning, process-based and hybrid approaches / O. Tarovik, D. Eremenko, A. Topaj // Ocean Engineering. — 2024. — Vol. 311. — Pp. 118884. — DOI: 10.1016/j.oceaneng.2024.118884.

33. A Holistic Multi-Objective Design Optimization Approach for Arctic Offshore Supply Vessels / A. A. Kondratenko, M. Bergström, A. Reutskii, P. Kujala // Sustainability. — 2021. — Vol. 13. — Is. 10. — DOI: 10.3390/su13105550.

34. Косоротов А. В. Метод оценки буксировочного сопротивления современных ледоколов и судов ледового плавания на чистой воде / А. В. Косоротов // Труды Крыловского государственного научного центра. — 2020. — № 1(391). — С. 29–41. — EDN SVLEJT. — DOI: 10.24937/2542-2324-2020-1-391-29-41.

35. Васеха М. В. Методология оценки выбросов парниковых газов судами при движении во льдах / М. В. Васеха, Ж. В. Васильева, А. И. Белухин [и др.] // Арктика: экология и экономика. — 2026. — Т. 16. — № 1(61). — С. 151–162. — EDN DMQYGP. — DOI: 10.25283/2223-4594-2026-1-151-162.

36. Киджи Д. С. Методика районирования акватории Северного морского пути при проведении аварийно-спасательных работ и ликвидации разливов нефти / Д. С. Киджи, Е. О. Ольховик // Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова. — 2023. — Т. 15. — № 6. — С. 1030–1040. — EDN BKPRKX. — DOI: 10.21821/2309-5180-2023-15-6-1030-1040.

37. Обзор проблем развития Северного морского пути / А. С. Реуцкий, Е. В. Бабчук, Н. Ю. Родионов, А. О. Березин // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. — 2026. — Т. 56. — № 1. — С. 91–109. — EDN MFZHOD.

38. Liu S. Regression analysis of experimental data for added resistance in waves of arbitrary heading and development of a semi-empirical formula / S. Liu, A. Papanikolaou // Ocean Engineering. — 2020. — Vol. 206. — Pp. 107357. — DOI: 10.1016/j.oceaneng.2020.107357.

39. Strat M. Le. Numerical modelling of the effects of trim on a ship’s form factor and viscous resistance / M. Le. Strat, M. Terziev // 2024 International Conference on Postgraduate Research in Maritime Technology — 2024.

40. Kishev R. Global View on Ship Trim Optimization / R. Kishev [et al.] // Proceedings of the 2nd International Symposium on Naval Architecture and Maritime. Web. 26 Aug. 2026. — Istanbul, Turkey: Yildiz Technical University, 2019.

41. Performance of SOFC and PEMFC Auxiliary Power Systems Under Alternative Fuel Pathways for Bulk Carriers / M. Tadros, A. G. Elkafas, E. Boulougouris, I. Lazakis // Journal of Marine Science and Engineering. — 2026. — Vol. 14. — Is. 8. — DOI: 10.3390/jmse14080702.

42. Kim H. A real-time lifecycle analysis model with digital twin and novel control method for enhancing the environmental performance of electric/hybrid propulsion ships / H. Kim // Ocean Engineering. — 2025. — Vol. 329. — Pp. 121195. — DOI: 10.1016/j.oceaneng.2025.121195.