环保船舶“绿色革命”一触即发

由于燃料价格上涨和排放规定日益严格，建造更加绿色、更有效率的船舶将是船厂获得成功的关键，一场由环保船舶引发的“绿色革命”一触即发。 
　　记者  芮  雪
　　10 月18日，世界首艘纯天然气推进的多用途远洋运输船的造船合同在上海签署，即将在中国江苏建造。据介绍，此次签署的两艘NVC405运输船采用罗尔斯·罗伊斯公司全球领先的“环保船舶”设计，由辻产业重机（江苏）有限公司负责制造，将于2013年10月开始由挪威运输公司在挪威西海岸逐步投入运营。
　　“可以看到，业界很多报道都聚焦在这批环保船舶的‘首艘’上，其实远远没那么值得骄傲，因为‘首’的只是制造方，而非设计者。想要真正立足环保船舶领域，掌握核心技术才是关键。”某业界专家一语中的。
　　但无论如何，环保船舶的理念已经深入人心。其实，与其说这一理念通过上述事件再次进入人们的视野，不如说它从未离开过，而且正越走越近，由环保船舶引发的“绿色革命”一触即发。
　　绿色技术风靡全球
　　国际海事组织（IMO）绝对是绿色船舶技术的最坚定拥护者。截至目前，IMO提出了涉及25个领域的绿色减排技术，包括动力驱动改进装置、气体燃料、废热回收、风筝、太阳能板、改进船舶吃水/前后倾角、螺旋桨抛光、船外壳涂层、气象导航、航线执行、减少辅机使用等项目，其中大部分技术已经被国外船厂应用，预计技术成熟期在2015—2020年。
　　10月8－11日，在西安召开的“中国船级社长江地区委员会2011年会”上，代表们纷纷将目光聚焦到EEDI（船舶能效设计指数）和 SEEMP（船舶能效管理计划）上，两者已被正式纳入“MARPOL公约附则VI修正案”，IMO温室气体减排框架下的三个关键步骤EEDI、SEEMP、 MBM（市场机制）中，已有两项列入强制要求。
　　“正在全球推进的这场以节能减排为焦点的‘绿色革命’，其影响不亚于19世纪船舶动力从风帆到蒸汽机的伟大变革。”中国船级社总裁李科浚认为。
　　仅就亚洲三大造船国中日韩来比较，中国在绿色、高附加值船舶领域明显处于弱势。事实上，近年来中国在船舶建造过程中，已经部分采用了新工艺、新装备、新材料，这为中国船舶工业迎接国际规则挑战奠定了一定基础。
　　但据专家介绍，日本和韩国包括EEDI在内等环保船型开发已经进入成熟期，具备接单条件。中国现阶段对这些技术还处于初步掌握阶段，情况不容乐观。研发和创新是中国船厂的弱项，重大技术攻关从研发到应用需要若干年的时间，如果船舶行业放缓绿色船型、绿色技术研发的步伐，届时只能高价购买国外的设计和设备。“我国相关业界紧急行动起来应对船舶绿色技术革命，造船和航运业的节能减排工作需要大提速。” 李科浚呼吁。
　　集装箱船设计趋势
　　越来越多的业界人士也看到，亚洲区域内不断增长的贸易需求带来的船舶需求，必将也必然加快推进中国绿色船舶的建造步伐。
　　首先，这一趋势会突出体现在集装箱船领域。资料显示，2007年，亚洲内集装箱贸易占全球贸易量的1/5，并从那时起每年增长10%，后金融危机时期又恢复了这一增幅。“所有的预测都显示，亚洲内集装箱贸易将继续以高于世界平均水平的速度增长，这将增加市场对4000TEU支线集装箱船的需求。”德国劳氏船级社（GL）海事服务执行副总裁暨亚太地区总裁Steen Brodsgaard Lund说。
　　这一增长态势充分体现在集装箱船市场的变动中。GL新造船东亚审图部副总裁及船舶工程师Holger Jefferies 指出：“自2010年起，集装箱船市场的签约量强劲复苏，预期全球集装箱船船队每年将增长8%。”
　　也正因为如此，一场关于集装箱船设计趋势的讨论越来越“引人入胜”。
　　由于10000TEU以上大型船仅限于远东-欧洲航线，这些船的交付预期会引发全球集装箱船配置上的“连锁反应”。“小型集装箱船将配置到亚洲内部市场，该地区的集装箱运输预计会大量增加。”Jefferies 说。同时，他确信不断增加的能源成本和更加严格的排放规定会促使亚洲及其他地区的航运企业寻求成本最优的运输方案。
　　Jefferies 认为，降低燃料成本的方法有三种，即改善营运、船型和推进力。“改善船舶营运的一个办法就是降低船舶航速。”他说道。体现这一设计趋势的典型例子就是小型超巴拿马型集装箱船，其特点是船体加宽、航速降低、载箱量增加。其他两个方法通常应用到最先进的技术，借助于参数化船体建模、计算流体力学分析和变量生成等手段。
　7月份，在汉堡举行的德国船级社交流论坛上，为了应对减少二氧化碳排放的挑战， GL提出了北欧支线集装箱船设计概念。该船将采用液态氢发电与燃料电池组合，可以在顶部完全敞开的情况下堆码1000只标准集装箱和160只冷藏箱，并可达到航速15节。该船以为两个吊舱式推进器发出高达5MW的燃料电池为动力，电池组提供峰值功率，多个可以储存920立方米液态氢的C型油箱可以保证支线集装箱船承担整整10天一个来回的运营任务。 
　　与GL一样，集装箱船领域也是挪威船级社（DNV）的研究重点之一。据了解，不久前，DNV继2010年推出未来环保型集装箱船“Quantum”后，又推出“Quantum 9000”新概念船，主要改进之一在主机方面。船上采用了ME-GI型气体燃料双冲发动机，提高了燃油效率、燃油灵活性和可靠性。同时，“Quantum 9000”在集装箱船首选推进系统中采用了液化天然气，提高了集装箱船东的液化天然气利用率。
　　新型燃料的选择
　　LNG或为最佳选择
　　说到绿色节能自然不能不提到燃料的选择。当下最“时髦”的节能环保燃料当属LNG。文章开头提到的首艘天然气推进的多用途远洋运输船就是一例。该船设计载重5000吨，采取已获专利的穿浪型船头设计、世界一流的燃气动力发动机技术以及创新的 Promas推进系统，能够改善船舶整体性能，并可提高18%以上的燃料效率。此外这种设计还兼具众多环保优势，其中包括有效地消除硫氧化物，比同类船舶减少40%以上的二氧化碳排放等。
　　据了解，LNG作为船用燃料兼具环保和经济上的优势，尤其是环保方面。它不含硫，因此没有硫排放的问题，而且还有进一步降低二氧化碳排放的潜力，因为LNG中的碳含量要低于重油。GL认为LNG未来将替代标准燃料，并且新的供应链将建立起来。
　　DNV副总裁兼大中国区总经理姚伯乐也指出，LNG在未来将成为商船的新燃料。相比传统燃料，如石油等，天然气是一种更加清洁的能源，能有效减排二氧化碳和氮氧化物，而且LNG的储量比石油大很多，预计天然气价格的涨幅会小于石油。
　　但据记者了解，到目前为止，全球使用LNG燃料的船并不多，大约有20多艘。主要是运行于挪威沿岸的小型渡船，因为挪威已经建立了为船舶提供LNG燃料的基础设施。另外，还有一些是海洋供应船和巡逻船。
　　“这类船会在今后几年随着环保法规的实施而出现。第一批项目可能在2012年或2013年签约，大规模的出现可能会发生在这个十年的下半阶段，即2015年左右。”GL环境研究部副总监Gerdmichael Wuersig预测，“由于这些法规，人们将不得不选择更换燃料或者对废气净化进行投资。”
　　那么对于万众瞩目的集装箱船，LNG有用武之地吗？
　　据记者了解，自2009年起，GL就参与了各种尺度LNG驱动的集装箱船的开发，2010年，还发布了有关 LNG用作船用燃料的指南。Gerdmichael Wuersig进一步告诉记者：“到目前为止，LNG尚未用于集装箱船，但集装箱船用LNG驱动是可行的，它们只需要一些加气站就行。虽然目前还停留在概念设计阶段，但可以预见，这很快就会发生改变。”
　　据中国船舶工业集团公司第708研究所提供的资料显示，德国航运公司Reederei Stefan Patjens联合DNV等正在对1艘4年船龄的5000 TEU型船进行改装，以采用LNG燃料，该项目预计将于2012年完成，届时该船将成为世界上首艘采用LNG燃料的集装箱船。两台辅机及辅助锅炉将替换为可以使用LNG燃料的设备，以便在排放控制区航行。靠近发动机室的货物区将被改装成一间气体技术室，并在甲板上增加额外的LNG容器，这样仅仅操作该容器就可以供应LNG。
　　零排放理想十年或成现实
　　除了LNG，是否还有一种完全“零排放”的理想燃料呢？这听起来实在太美好了，但这个理想可能在未来十年会变成现实。
　　目前这一设计理念正由GL战略研发部门开发。这种零排放支线集装箱船是一种由液氢驱动，完全零排放的船，船舶所用燃料来自海上风电。该设计设想，来自海上风力发电场过剩的能源可以产生液态氢，一个发电量50MW的风力发电场可以为多达5艘支线集装箱船提供液态氢。虽然海上生产液态氢的成本比目前使用的船用轻柴油贵几倍，但如果2025年之后引进排放附加费，船用轻柴油的成本将与液态氢的成本相似。
　　另据记者了解，这种“太美好”的零排放船舶最初是为适应欧洲的绿色港口而设计的，但随着亚洲港口风电技术的发展，未来这一概念也将在亚洲港口得以实现。
　　“由于燃料价格上涨和排放规定日益严格，建造更加绿色、更有效率的船舶将是任何船厂获得成功的关键。借助于新的计算技术和创新的方法，绿色环保造船的前景看好。” GL海事服务执行副总裁暨亚太地区总裁Steen Brodsgaard Lund如是说。