船舶设计如何实现绿色蜕变

本刊记者 邢 丹

绿色浪潮风起云涌，航运减排再掀狂澜。日前结束的IMO MEPC 62次会议通过了MARPOL公约附则Ⅵ修正案，将EEDI（船舶能效设计指数）纳入强制实施范畴。在这一背景下，未来绿色船舶将出现哪些新的特点？船舶设计如何为绿色船舶和绿色航运奠定基础？带着这些问题，本刊记者采访了上海佳豪船舶工程设计股份有限公司刘楠总经理。

记者：在绿色浪潮冲击下，未来型船舶的发展趋势将会如何？

刘楠：随着公众对维护海洋安全、节能环保以及人命安全的日益重视，世界有关各国在船舶节能减排、绿色环保技术、设备等方面进行了大量研发，国际海事组织也不断推陈出新颁布了一些国际公约、标准、规范、规则，如GBS、拆船公约、气体排放公约（MARPOL附则VI）、压载水管理公约、防污底公约、油船散货船共同结构规范等，这些都是实施船舶“绿色”的重要举措，无不对世界造船业、航运业产生深远影响。未来，绿色船舶的发展不应该仅针对某一点或某一方面，绿色船舶涉及船舶整个生命周期的全过程，应该从船舶营运需求、设计、建造、运营管理和船舶拆解等全过程来推动绿色船舶的发展。围绕这一主干，在各个枝节领域，进行绿色船舶技术研究、应用和推广，以推动绿色船舶技术的全方位发展。

记者：作为船舶设计企业，您认为在设计环节应如何把握绿色理念？

刘楠：“绿色”船舶应该是对船舶的“环保、能效、安全、舒适”方面的综合考量，“绿色”现已成为我们整个行业最大的热门话题和最大的机遇和挑战。设计理念的转变应该体现在，从过去单一讲求环保、注重安全向现在的注重“能效、减排、循环再利用、再生/清洁能源、本质安全、人居适宜”的全面绿色的新标准转变。我们应该围绕这些绿色要素，进行技术研究、应用和推广。

记者：绿色船舶设计应从哪些方面入手？

刘楠：绿色船舶设计，要根据市场形势和航运模式的变化，开发既能提高运营效率，降低排放，又能降低运营成本、安全环保的新船型。

首先，从船型设计之初就要有低碳、绿色的理念。从船舶自身特性角度考虑，优化船舶的线型设计是降低船舶航行阻力最直接有效的方法，而船舶的线型是整个船舶设计过程中含金量最高的环节，既需要丰富的设计经验为背景，也需要有先进的流场分析软件做辅助，同时还需要在成熟的水池进行多次的拖模实验做保证。加之应用船体线型－螺旋桨匹配优化设计技术、高效螺旋桨、各种节能减阻及尾流能量回收技术与装置来改善船舶阻力，提高推进效率。

其次，船舶推进系统的匹配程度也是影响船舶能效性的一个重要方面，为了避免出现“小马拉大车”和“大马拉小车”等不经济的匹配形式，需要对推进系统进行认真分析，而这种分析的衡准具有很高的难度，国内外的许多设备供应商、船企和研究院所一直以来都在进行这方面的深入研究。已经推出了节能减排技术的主机（如LNG双燃料柴油机、燃油添加剂、电子控制式气缸注油器）、节能高效的推进系统（如柴油机－电力、太阳能－电力混合能源推进系统）、清洁燃料推进系统（如气体燃料发动机）。

记者：MARPOL附则Ⅵ修正案将于2013年1月1日生效。EEDI不仅要求转变船舶设计理念，而且对新技术在船舶领域的应用也提出了更高的要求。那么，目前，有哪些方面的新技术？

刘楠：在海洋环境保护技术方面，应关注对油污水、生活污水的排放控制，以及船舶垃圾处理技术，压载水处理技术，废气（CO2、SO2、氮氧化物、颗粒）处理技术、海水润滑尾轴技术等研究和应用。

在清洁能源、节能技术方面，抓紧研发新型高效超低排放船用柴油机，进行风帆辅助推进技术、太阳能应用技术、燃料电池应用技术、柴油机废热回收技术、热泵技术等方面研究和船舶应用。

在船体减阻降耗技术、装置以及船型方面，进行低阻船型优化设计、计算流体动力学（CFD）、性能预报与试验技术、船舶纵倾减阻控制技术的研究，如研究开发无压载/少压载船型，进行节能减阻及尾流能量回收技术与装置（如气膜减阻、压浪装置、尾部整流装置）等研究。积极推广船体减阻涂层及复合材料应用技术，进行船舶结构优化与重量控制技术的研究。

在船舶动力系统节能减排技术及装置方面，进行船体线型－螺旋桨匹配优化设计技术、高效螺旋桨性能预报与设计技术螺旋桨前导流鳍/反应鳍、螺旋桨后节能装置、双主机船舶单机运行螺旋桨顺桨装置等技术的研究，同时注重对主机节能减排技术（如LNG双燃料柴油机、燃油添加剂、电子控制式气缸注油器）、节能高效推进系统加紧研发和技术支持。

在工作环境保障技术方面，进行船员舱室布置优化设计技术、船舶减小振动结构、材料、设备与振动预报技术、船舶减小噪声结构、材料、设备与噪声预报技术的研究和扶术应用，提高工作的适宜度。

记者：为了应对EEDI对我国产业界的冲击，我国船厂和船舶设计单位应采取哪些行动？

刘楠：MEPC61次会后，中国船级社与航运界、造船界就开始酝酿组建工业界联合工作组，制定工业界导则以确保IMO导则和相关规定在具体实施中保持一致性。工业界导则内容将明确输入变量的数据来源，提供EEDI计算和验证的范例。2011年1月和3月，来自欧洲以及中日韩航运协会、造船协会和船级社的相关代表先后召开两次船舶能效设计指数工业界联合工作组会议，就工业界导则的相关问题进行研讨。

国内船厂和船舶设计单位一直高度关注绿色船舶。2009年底，我们就与英国劳氏船级社联合开展了“绿色35000吨散货船研究”，该课题以我公司设计并成批建造的35000吨散货船为基础，从船体、轮机和电气各方面进行综合节能减排研究。通过研究，船舶燃油消耗减少20%，船体钢料重量减少370吨。最终使能效设计指数（EEDI）比国际海事组织（IMO）基本线值低24%，已满足2024年以前建成船舶的相关要求，在同类船型中达到国际先进水平，具有较强竞争力。

在绿色35000吨散货船研发基础上，我司将研究方法和成果直接应用于同类散货船的开发设计，目前已成功开发出《翡翠散货船系列》，并逐步推向市场，该系列船型至今已签订了数十艘，取得了良好的社会效益和经济效益。