Evaluating the EU-MRV framework: insights into efficiency in European maritime shipping

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζει την αποδοτικότητα των εκπομπών CO₂ στη ναυτιλία και αξιολογεί το σύστημα Παρακολούθησης, Αναφοράς και Επαλήθευσης (MRV) της Ευρωπαϊκής Ένωσης στο πλαίσιο του Συστήματος Εμπορίας Εκπομπών της ΕΕ (EU ETS). Αναπτύσσει ένα αναλυτικό πλαίσιο που συνδυάζει περιγραφική στατιστική με οικονομετρική μοντελοποίηση για την αξιολόγηση της απόδοσης του στόλου EU-MRV. Η μελέτη εστιάζει σε τέσσερις βασικούς τύπους πλοίων – Bulk Carriers, Oil Tankers, Chemical Tankers και Containerships – εξετάζοντας πώς τα τεχνικά χαρακτηριστικά και η επιχειρησιακή συμπεριφορά επηρεάζουν τις εκπομπές ανά μονάδα μεταφορικού έργου, με λεπτομερή ανάλυση των Bulk Carriers για διερεύνηση εντός κατηγορίας. Η περιγραφική ανάλυση παρέχει συστηματικά στοιχεία για τα χαρακτηριστικά των πλοίων υπό το πλαίσιο MRV, αποτελώντας τη βάση για την οικονομετρική μοντελοποίηση. Μέσω ενός μοντέλου Correlated Random Effects, τα αποτελέσματα δείχνουν ότι ο Δείκτης Τεχνικής Αποδοτικότητας (TEI) είναι ισχυρός δείκτης της αποδοτικότητας CO₂, επιβεβαιώνοντας την εγκυρότητά του ως προσεγγιστικό μέτρο σχεδιαστικής απόδοσης. Μια καμπύλη σε σχήμα U μεταξύ ταχύτητας και έντασης εκπομπών προσδιορίζει ένα βέλτιστο λειτουργικό εύρος – περίπου 13,2 κόμβους για ολόκληρο το στόλο και 11,3 κόμβους για τα Bulk Carriers – πέρα από το οποίο η αποδοτικότητα μειώνεται. Η ηλικία και η μεταφορική ικανότητα επηρεάζουν επίσης σημαντικά την απόδοση, αν και επιχειρησιακές προσαρμογές μπορούν να μετριάσουν τις επιπτώσεις της ηλικίας, ενώ τα μεγαλύτερα πλοία επωφελούνται σταθερά από οικονομίες κλίμακας. Τα ευρήματα υπογραμμίζουν την ανάγκη για benchmarks αποδοτικότητας ανά τύπο πλοίου και για πολιτικές που ενσωματώνουν τόσο τον σχεδιασμό όσο και τις επιχειρησιακές κινήσεις. Παρέχοντας ένα δομημένο πλαίσιο για τα δεδομένα EU-MRV, η εργασία συμβάλλει στην έρευνα για την απανθρακοποίηση της ναυτιλίας και προσφέρει μια μέθοδο παρακολούθησης και ανάλυσης της αποδοτικότητας στο πλαίσιο του EU-MRV.This thesis investigates CO₂ efficiency in maritime transport and evaluates the EU Monitoring, Reporting and Verification (MRV) system within the European Union Emissions Trading System (EU ETS). It develops an analytical framework combining descriptive statistics with econometric modeling to assess the performance of the EU-MRV fleet. The study focuses on four major ship types – Bulk Carriers, Oil Tankers, Chemical Tankers, and Containerships – examining how technical design and operational behavior affect emissions per unit of transport work, with a detailed analysis of Bulk Carriers to explore within-category effects. Descriptive analysis provides systematic evidence on vessel characteristics under the MRV framework, forming the basis for econometric modeling. Using a Correlated Random Effects model, results show that the Technical Efficiency Index (TEI) is a strong predictor of CO₂ efficiency, validating it as a design-based performance proxy. A U-shaped relationship between speed and emissions intensity identifies an optimal operational range - around 13.2 knots for the full fleet and 11.3 knots for bulk carriers - beyond which efficiency declines. Age and carrying capacity also significantly influence performance, though operational adjustments can mitigate age effects, and larger vessels benefit from economies of scale. The findings emphasize the need for ship-type-specific efficiency benchmarks and policies integrating both design and operational incentives. By providing a structured framework for EU-MRV data, this thesis contributes to maritime decarbonization research and offers a replicable approach for monitoring efficiency under the EU ETS.