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解析绿色船舶技术应用的重要性

2020-02-17 504 上传者：管理员

摘要：就目前而言，我国船舶工业的发展遇到了瓶颈，迫切需要对船舶工业进行转型和升级。近来绿色船舶概念的出现，受到了各行各业的关注，这也为我国船舶工业的发展提供了新的方向和契机。基于此，本文对绿色船舶的内涵及其在全球范围内的应用进行了简述，同时结合我国目前绿色船舶发展现状对其主要技术热点进行了深入研究，力求找出一条适合我国国情的绿色船舶发展之路，保护环境的同时促进船舶技术的成熟与完善。

关键词：
技术热点
绿色船舶
船舶工业
设计
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1、前言

目前能耗和污染问题是制约船舶发展的主要问题，并且其严重性与日俱增。国际海事组织出台了一系列的标准与条约，旨在改善船舶对于环境的污染问题。受这些标准和条约的影响和推动，船舶业界也力图改善船舶对于环境的污染等问题，发展的目标也放在了船舶绿色化方面。船舶绿色化，即在满足经济可持续发展的前提下减少对于环境的破坏，保护良好的生活和生态环境。

在船舶的全生命周期中，从设计一建造一营运—拆解各个环节，绿色船舶的概念一直贯彻始终。在满足船舶的正常使用功能中，将船舶对于环境的影响降到最低甚至消除，减少对于资源的消耗，做到节约能源与减少污染相结合。真正的绿色船舶必须满足三个要求：第一是环境友好性；第二是技术领先性；第三是经济最优性。绿色船舶一般是利用后两者来达成前者的目标。

2、绿色船舶发展热点

2.1 绿色船舶动力技术

绿色船舶的动力是绿色要求的核心，不论是资源的节省还是减少废弃物的排放都需要动力方面科技能力的支持。目前关于绿色船舶的动力技术，有的已经发展较为完善，而发展尚不完善的技术也在不断完善中，具体情况见表1。

表1 绿色船舶动力技术发展情况

2.2 绿色船舶营运技术

(1) 船舶能效优化系统

船舶绿色营运的一个重要指标就是能效的控制程度。船舶能效优化系统是船舶安全管理系统(SMS)的一个组成部分，利用云计算和大数据分析的方法，以及对于实际数据的采集和整理，对船舶系统进行整体监控。目前大部分的远洋商船都安装了SMS系统，对于船舶的安全做到了有效管理。在SMS中利用船舶能效设计指数(EEDI)，对船舶从设计到建造两个方面的能效进行衡量．这个指标的数据越小说明船舶的节能越好，反之则能源的消耗较多。

国际海事组织(IMO)对(EEDI)这一指标下发具体指示，即船舶能效管理计划，要求在国际航行的所有超过400t的船舶都达到这一管理计划的要求，并取得相应的证明船舶能效优化系统能够很好的满足对于船舶能效的控制，并让绿色船舶这一概念得到实行。做到有效的船舶能效控制，一方面减少了能源消耗和废弃物的排放，另一方面也因为能源消耗的减少而减少了所需的成本二更重要的是。由于船舶能效优化系统在实际中会对船舶主机和发电机组以及锅炉的数据进行持续监控，旨在对温室气体的排放和有害气体的排放做到合乎标准，而这一行为也可以有效的保障船舶上各个设施的正常运行。

除此之外，船舶上装配了岸一船一体化系统，可以将航行中的各种数据结合起来寻找出一条最合理的航线，通过对于天气、洋流等因素的分析，在设计的航线中利用天气的优势或减少天气带来的劣势，将船舶的航行阻力大大减少，这样船舶的消耗也会进一步降低，排放的废弃物和污染物也会有效减少。船舶能效优化系统的具体措施，详见图1。

图1 船舶能效优化结构示意图

(2) 岸电技术

船舶在港口也会消耗燃油，据调查每年全球的船舶都会有5%左右的燃油消耗在港口，这不仅提高了运输的成本，而且影响港口当地的环境。众所周知。港口一般都是人口密集的区域，这些环境污染会直接给当地居民的身体产生有害影响。岸电计划很好的克服了港口燃油消耗带来的不利影响，其利用岸上发电供港口船舶使用，不但减少了船舶的燃油消耗，也消除了港口船舶因发电对于当地环境的影响。

3、我国绿色船舶技术发展现状及问题

经过我国船舶T业界的艰苦奋斗，加上在绿色船舶技术的应用，我冈船舶从没计到拆解整个周期的技术都进行了绿色化改良和发展，尤其是在绿色船舶建造和各种绿色化设备设施的安装和应用，以及船舶拆解和回收利用方面都取得了很大的成功。但仍存在着许多问题闲扰着绿色船舶向着更高的层次发展，其中主要有五个方面：

3.1 技术研发缺乏统一的战略规划

世界上很多发达国家对于绿色船舶技术发展相当重视，并从同家层面进行统筹规划，不但在政策上进行了扶持，而且在研发资金方面给予支持，对研发的进度进行规划，积极督导绿色船舶的发展。欧美和日韩作为国际造船标准的推动者和践行者，保持技术优势可以让他们一直处于国际造船业的前沿，所以他们在绿色船舶这一概念提出之后，已经有了很大的突破和进展，成为了绿包船舶标准的制定者。我国由于在技术研发和统筹规划方面尚没有得到足够重视，使我国绿色船舶的发展与造船强圈的距离越来越大。

3.2 船舶设计理念没有根本性的突破

日韩两个造船强国在绿色船舶的概念船设计上，目前在船体的外形、结构、动力等方面都取得了巨大的突破，未来的船舶一定会有巨大的变化。目前我国在绿色船舶技术上尚未能取得真正突破，其原因有两点：一方面足因为受制于我同船舶工业自身的发展；另一方面是我国技术相对落后，不是国际标准的制定者，所以都是按目前标准框架进行研发和设计，无法从传统框架中脱离出来。南此限制了我国船舶工业技术成为国际领导者．只能根据标准来设计．做现有标准的追随者。

3.3 船用配套技术基础性研究薄弱

船舶各种配套设备的发展对船舶节能起着决定性作用，船舶节能技术正是通过配套设备的革新实现的。国际上对于船舶配套技术的研发投人巨大，并已取得了不俗的进展，配套设施的创新研发已成为节能技术的主流趋势。我国在配套技术的研发方面依然滞后，各种基础性研究投人不足，科研实力较发达国家有着不少差距。存在的主要问题是：研发规模相对较小，难以取得重大的突破和进展；创新能力较弱，研发成果不能对行业起到领导作用；技术和现实需求相互脱节，无法陕速有效的用于实际生产。

3.4 主动应对国际新规范的能力不强

为了应对国际新标准的不断提高，我国船舶工业利用整体的力量进行联合攻关，解决了不少我国船舶工业发展面临的难题。但是由于我国船舶行业发展起步较晚，积累不足，数据等各方面还需要不断的进行统计和整理，所以我国船舶工业仍然不能成为标准的制定者，在国际标准的提高中一直进行追赶，同时由于参与国际海事事务意识较低，在国际海事事务规则的制定中发言权较少，这不符合中国作为一个造船大国的风范。

3.5 工业综合水平影响船舶绿色技术的发展

绿色船舶是国家工业综合水平的反应。举个例子，船舶能效设计指数(EEDI)不仅仅是造船工业技术发达就可以满足的，它需要结合国内许多方面技术的融合，比如航运业需满足在材料运输上的要求、冶金业和化工业需满足在材料制造上的要求、计算机和卫星系统需满足信息交换和处理上的要求等。我国在船舶能效设计上各行业之间没有做到有效融合，对于船舶工业发展的推动力薄弱。据相关数据显示，我国的减排核心技术仍然依赖于进口技术，大大增加了我国船舶工业在绿色船舶发展上达到国际标准的成本。

4、我国绿色船舶技术发展提高策略

4.1 船舶设计技术

(1)全程数字化操作贯穿整个过程，从设计到拆解的各个环节都实行数字化；(2)利用虚拟技术提前进行模拟，获取数据，减少成本；(3)各船厂之间共享技术，提高技术的利用率，减少研发成本；(4)开发综合性设计平台，将产品需要的系统进行集成，增强各个阶段的兼容性，增加产品开发的效率。

4.2 船舶建造技术

(1)采用先进的制造工艺与装备、绿色焊接技术、绿色涂装技术等；(2)建立船舶绿色管理技术系统，减少和消除无效和重复工作内容，加强成本控制和管理，采用清洁能源；(3)采用智能制造、精细化生产，减少浪费并提高质量。

4.3 船舶营运技术

(1)对于船型进行改良，减少能源消耗；(2)动力系统节能减排技术，包括低油耗发动机、双燃料发动机、气体发动机、风能，太阳能助推技术等；(3)配套设备节能减排技术，包括新型高效节能发电机组、低功耗／安静型叶片泵与容积泵、高效低噪风机，空调与冷冻系统、余热余能回收利用装置、新型节能与清洁舱室设备、高效无污染压载水处理系统、新型高性能降阻涂料、船用垃圾与废水清洁处理等系统和设备研制技术；(4)减振降噪与舒适性技术，包括设备隔振技术、高性能船用声学材料、建造声学工艺与舾装管理、声振主动控制技术、舱室舒适性设计技术、结构声学设计技术、螺旋桨噪声控制技术等；(5)船舶智能航行技术，对于天气和洋流等进行监控和分析，从而寻找最优化线路，减少动力消耗。

4.4 船舶拆解技术

进行绿色拆解，采用完全坞内拆解法等先进拆解方法，对于废弃物进行无害化处理或二次利用。

5、结语

绿色船舶是提升我国船舶工业竞争力的发展方向。为了我国绿色船舶技术能够取得快速的发展，从国际标准的追随者到国际标准的制定者，必须建立一个协同努力的体系，协同各行业的力量进行技术创新，并对研发成果和先进技术进行推广，在技术上取得优势，拥有更多的国际话语权。同时，正视自身造船大国的地位，培养造船大国的形象，积极主动参与国际海事事务，参与新标准的制定等。

参考文献:

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