全球新型节能环保概念船一览

whutcc · 发表于 2011-3-2 16:13

　【摘要】环保要求日益严格，业界越来越关注绿色船舶发展

随着环保要求的日益严格，航运界和造船界越来越关注绿色船舶的发展。目前IMO正讨论未来适用于新船的能效设计指数（EEDI）和适用于新船、现有船舶的船舶能效管理计划（SEEP），涉及到干散货船、油船、集装箱船的三阶段减排计划。而日本造船界认为，船东、运营商、船级社和船厂在新的市场坏境中均可以通过创新而获益，如船东和运营商可以通过操作高效船舶而节省大量成本，船级社可以通过新业务的咨询和检验获益。为了尽早占领新市场的制高点，尤其是国际金融危机爆发以来，世界一些对市场比较敏感的航运公司和船级社纷纷推出环保船型，并通过与船舶设计公司、船厂联合研发，打造出高科技的绿色船舶。
“ISHIN-Ⅲ”汽车运输船
“ISHIN-Ⅲ”是商船三井（MOL）公司为未来的能源运输开发的大型环保铁矿石运输船。MOL公司通过借鉴已投入运营的32万吨铁矿石运输船“Brasil Maru”号中先进的环保技术，采用现有或新开发的技术以降低船舶对环境的影响。其中，降低船舶二氧化碳（CO2）排放量的技术多达7种：优化主机系统，通过废热能再利用技术和涡轮增压器减少10%的CO2排放量；使用MOL技术研究中心和大凤工材株式会社共同开发的燃料添加剂，减少1.5%的CO2排放量；采用新一代超低摩擦船底技术，减少10%的CO2排放量；优化航程支持系统，减少5%的CO2排放量；安装MOL公司开发的桨毂帽鳍，减少5%的CO2排放量；优化船体设计，减少2%的CO2排放量；在艉部甲板安装太阳能电池板，减少0.1%的CO2排放量。
据了解，MOL公司还开发了采用新能源推进的混合汽车运输船“ISHIN-Ⅰ”和环保型渡船“ISHIN-Ⅱ”，这两型船都可减少50%的CO2排放量。此外，该公司和东京大学、日本海事协会、材料制造商、船企等联合开展了“风能挑战者项目”，以开发一型能够减少50%以上CO2排放量的风能推进船。
“超环保2030”集装箱船
2008年，日本邮船（NYK）公司发起了“冷却地球”(Cool Earth)项目，旨在减少能源消耗，开发环保技术。“超环保船舶2030”便是其中的子项目之一。该子项目由NYK公司、芬兰Elomatic Marine咨询公司和意大利Garroni Progetti设计公司共同负责。NYK开发的2030船是一种环保型集装箱船，通过减少动力需求、使用新发电技术和采用新能源等措施，可以减少69%的CO2排放量。据悉，该船主要采取的措施包括：提高推进效率以减少5%的CO2排放量，减轻船体重量以减少9%的CO2排放量，减少船体阻力以减少10%的CO2排放量，优化船体线型以减少2%的CO2排放量，使用超导体以减少2%的CO2排放量，减小风阻以减少1%的CO2排放量，减少船舶电源需求以减少2%的CO2排放量，使用风能以减少4%的CO2排放量，使用太阳能以减少2%的CO2排放量，使用燃料电池以减少32%的CO2排放。其主要技术涉及空气润滑系统、新涂层、燃料电池、太阳能电池板、反对转螺旋桨和风能技术等。
“E-MAXair”成品油船
为了满足市场在船舶环保、运输经济性和最大化安全性等方面的需求，Stena Bulk航运公司联合其他公司共同开发了一型具有低排放、低能耗和完全冗余特点的成品油船E-MAXair，Stena Bulk公司计划将其打造成为世界上最为环保的油船。E-MAXair概念的主要关注点是降低能耗和排放，提高运输经济性和船舶安全性。
该船设计特点包括5方面：一是优化船体结构（已获得专利），并采用2个大型低速转动螺旋桨以降低油耗。二是应用airMAX技术，即在船底部设计一个可产生“气垫”的空腔，并采用新开发的球鼻艏（已获得专利），使船体下方形成有利水流，鼓风机控制和产生空泡。由于水流和空气之间的摩擦阻力小于水流和船体之间的阻力，从而产生降低船体阻力大的效果。三是采用LNG燃料，可以减少35%~40%的二氧化碳、90%的氮氧化物、99%的微粒以及100%的硫化物排放量，并在此基础上确保船舶完全使用液化天然气（LNG）可持续航运22天。四是采用特制的风帆，以利用风能，降低油耗。与同尺度的普通油船相比，E-MAXair油船可以减少油耗7吨/天，其中优化船体可以减少油耗2.5吨/天，airMAX技术可减少油耗1吨~1.5吨/天，采用LNG燃料可减少油耗2吨/天，风能推进减少油耗0.5吨~1吨/天。
“E/S Orcelle”汽车运输船
E/S Orcelle概念是Wallenius Wilhelmsen物流公司开发的一型采用新能源的零排放环保型汽车运输船。这家公司于2004年提出该船构想，2005年推出概念设计，认为该船有望在2025年投入运营。该船的技术特点包括采用燃料电池、风能、太阳能和波浪能作为能量来源，推进系统采用2个吊舱推进装置和12个震荡鳍。为了实现零排放，E/S Orcelle汽车运输船考虑的主要设计因素包括新能源利用、货物容量的优化、采用五体结构船型和新的推进系统以实现无压载水航行。
Wallenius Wilhelmsen公司随后进行了大量研发，其中2009年开展了“ZERO”零排放项目，制定了实现零排放船舶的路线图，计划通过减速、采用新技术、使用新能源、提高主机效率等方法节能减排，到2040年实现二氧化碳、氮氧化物、硫化物和颗粒的零排放。研发人员进行了50多项相关技术评估，获得了两种零排放船舶的构想，并认为通过技术研发可以在未来实现船舶的零排放。一些主要的研究包括：船体方面，研发人员认为纯汽车卡车运输船采用优化的单体结构可能最为合适，同时开发一些减少水表层摩擦阻力的技术，比如空泡系统；材料方面，未来仍将采用钢、铝、木材等作为船体的主要材料，不过将在一些特殊部位比如甲板室等采用轻型材料；动力推进方面，主机将能够采用不同的新能源，包括风能、太阳能、波浪能、LNG、生物燃料等，推进装置则在低速时（8~12节）采用1个2~3叶的螺旋桨，高速时（大于14节）考虑安装对转螺旋桨；辅助设备方面，计划减少空调和照明设备等船用系统对电源的需求。
“Quantum”集装箱船
2010年4月，挪威船级社（DNV）推出未来环保型集装箱船“Quantum”，主要目的是为了让集装箱船在运输更多集装箱的同时大幅减少燃油消耗，从而降低对环境的负面影响，并认为未来3~5年后该型船有望成为现实。
DNV在全世界邀请技术和管理人员、船东、运营商、船厂等行业内相关方对新型集装箱船的设计提出建议。经过调研，DNV获得了关于未来集装箱船的性能需求和设计特点的一些重要信息，比如燃料效率、操作的可靠性和航程的准确性，以及是否满足未来规则和规范要求，总体上的操作成本和环保性等，这些均为新船建造时所要考虑的重要因素；而航运界和造船界对未来集装箱船设计中用于减少摩擦阻力的高级涂层系统、主机节能设备、在港口区域和排放控制区域使用LNG燃料辅机、集装箱的捆扎件采用轻型或复合材料、柴油/LNG双燃料推进非常感兴趣。
DNV在设计“Quantum”集装箱船时，采取了多种技术以提高船舶的效率和环保性。在船体设计方面，增加船宽以提高稳性和降低对压载水的需求，采用创新的Widedeck设计以提高装箱量，采用狭小的舷顶边舱设计以提高破舱稳性和减少钢材重量，优化船型和球鼻艏已获得较小的方型系数（仅为0.57），破浪器采用空气动力学设计以减小风阻。主机和推进方面，“Quantum”将配置4台双燃料发电机组，采用船用柴油和LNG作为燃料，以驱动2个吊舱式电力推进装置。
除了上述5种新船型，劳氏船级社目前正在联合我国一家设计公司开发一型35000载重吨的节能型散货船，采用的措施包括优化船首，螺旋桨布置和甲板室布置，采用低摩擦防腐涂层和节能设备等。此外，马士基公司通过优化船型、提高螺旋桨效率、优化球鼻艏和废热回收等措施进行节能减排，每年可降低22%的成本，节约燃油8700吨，减少约26000吨二氧化碳排放量。

来源：船舶经济贸易