执行船舶能效设计指数（EEDI）的影响与对策

2015-03-25王强

广东造船 2015年4期

王强

（青岛远洋船员职业学院，青岛 266071）

随着环保的日益深入，控制温室气体排放、保护大气环境已引起全球的普遍关注。船舶运输是石油消费的重点行业，也是温室效应气体(GHG)和大气污染排放的重要来源之一，与绿色船舶技术相关的国际规范公约等强制性文件相继出现。能效设计指数(EEDI)是国际海事组织（IMO）最新推出的衡量船舶能效水平的指标，降低由于EEDI强制实施带来的影响，已成为航运业和修造船领域的研究热点。

1 船舶能效设计指数（EEDI）内涵

1.1 EEDI简介

IMO最新推出的衡量船舶能效水平的指标是能效设计指数EEDI（Energy Efficiency Design Index），船舶能效用CO2排放量和货运能力的比值来表示。

2015年起新造船舶将强制遵守CO2排放标准，EEDI的提出对造船工艺、船型设计、创新型节能技术应用等提出了更高的要求。因此，节能减排是现代和未来船舶的主要特征和发展趋势，是船舶设计中最重要的硬性要求之一。

1.2 EEDI定义

EEDI是根据船舶在设计载货状态下，以一定航速航行所需推进动力以及相关辅助功率消耗的燃油计算出的CO2排放量，即船舶每吨装载量、航行每海里所排放CO2的克数（g/t·n mile）。IMO推出EEDI的目的是激励船舶设计者和船东通过应用节能技术和技术改进使新造船舶尽可能达到较高的能效标准，以减少船舶CO2排放。

EEDI的计算公式为：

式中： EME— 船舶以设计航速和装载量航行所需的主机功率所消耗之燃油的CO2排放量，g/t.n mile；

EAG— 船舶在设计状态下工作所需的辅机功率所消耗之燃油的CO2排放量，g/t.n mile；

ERTI— 当船舶有轴带发电机与废热回收系统时对减少之辅机燃油消耗的CO2排放量，g/t.n mile；

Eeff— 采用新的节能技术所减少之燃油消耗的CO2排放量；g/t.n mile。

采用无量纲碳转换系数CF，将燃油消耗量转换为CO2排放量：

柴油CF=3.186；轻燃油CF=3.151；重燃油CF=3.114；液化石油气CF=3.0(丙烷)，CF=3.03(丁烷)；液化天然气CF=2.75。

Vref—船速，kn；

Capacity—船舶装载量，t。

1.3 EEDI衡准基线

EEDI衡准基线代表当代船舶CO2排放量的平均水平。EEDI衡准基线是EEDI合格与不合格的分界线，超过衡准基线值是不合格的，低于衡准基线值是合格的。

基于假设条件，MEPC 62/6/4中确定了基准线的计算公式，即EEDI基准线回归公式为：

式中：PME（i）—每台主机额定功率减去轴带发电机功率后的75%时的功率值，kW；

PAE—正常最大海况下所需的辅机功率，kW；

nME—主机台数。

一艘新造船实际所得的Attained EEDI称为A，其所需的Required EEDI称为R，则应该A

2 执行船舶能效设计指数（EEDI）产生的影响

EEDI对生产工艺技术、船舶设计、新能源技术、配套设备应用等提出了更高要求。为了进入国际市场，船东必须改进船型，增加船舶能效。船东将把EEDI 作为新造船的硬性指标，EEDI 将直接影响造船工业的核心竞争力。

就目前在市场上运营的中国船舶而言，能达到EEDI标准的船很少。资料显示，在中国近10年建造的船舶中，当折减率为10%时，符合EEDI要求的油船为54.1%、集装箱船为30.4%、散货船为4.6%；当折减率为30%时，符合要求的油船为16.2%、集装箱船为4.3%、散货船为2.1%。若船舶能效设计指数在2015年强制实施，被强制淘汰或进入优化序列的船舶将不在少数。

今后，如果船舶没有获得EEDI认证，某些国家或港口将不准进入。因此对于船东而言，将影响其船舶的全球运营能力；而对于国家而言，将对整个船舶工业带来极大的影响。

3 改善船舶能效设计指数（EEDI）的技术措施

为了提高船舶能效降低EEDI，需要尽量减少空船重量，提高载重量，并降低主机、辅机油耗，船舶设计及建造中尽量使用轻型材料、节能技术。目前可考虑采用满足EEDI要求的基本途径如图1所示，具体应对措施如下：

图1 改善EEDI技术途径示意图

3.1 优化船舶设计

提高运输能力，可以通过降低船舶自重和优化船舶主尺度来增加装载量；采用模型试验方法和船舶计算流体力学，进行船体型线优化；优化船舶上层建筑，降低风阻；采用空气润滑、船体表面处理、利用气穴降低阻力；通过优化船舶的操纵性、优化纵、横倾设计来保持航向稳定性，提高给定功率下的船舶航速等。

3.2 采用新能源技术

采用新燃料如LNG等低碳燃料，降低油耗率；采用清洁能源，如潮汐能、风能、太阳能及燃料电池等。

3.3 提高燃油经济性

采用气象导航；优化航线结构；加强与港口的沟通，缩短码头等待时间；经济航速优化；提高燃油效率等。

3.4 推进系统优化

利用推力鳍、整流鳍、导流管改善螺旋桨进流效率，优化螺旋桨推进特性；舵系设计优化；加强推进系统的维护保养等。

3.5 其他方法

运用废热利用技术，充分回收利用主机冷却水系统和废气系统的废热，比如在主机废气系统上安装废气锅炉，向船舶居住舱室和其他生活设施提供热源和热水、加热燃油等; 海水淡化装置通过对主机高温冷却水处理后提供淡水等，可以保证船舶正常航行以及船上生活设施正常运行，并能降低对辅机功率的需求；采用废热回收技术，利用主机废气中的热量进行发电，提供额外的推进功率；使用燃油添加剂；调整气缸油消耗量；使用船载直流电网；使用新型发动机并采用大功率的电力推进装置；使用岸电装置；重视船壳保养等。