我国船舶节能减排研究

摘要：虽然我国航运事业蓬勃发展，造船能力不断提高，但是和欧美发达国家比差距很大，在节能减排技术创新方面差距很大，投资少，研究环境低迷，很多减排技术只能依赖进口。我们迫切需要唤醒节能减排意识，全面深化开展绿色船舶节能减排研究，积极参与国际标准的制定，改变我国船舶行业在标准规范领域的落后状况，以增强我国船舶行业在国际上的竞争力。国内航运公司船舶标准化程度相对较低，落后的船型多，专业化船舶比例小。目前我国老旧船舶能源利用率低，船舶燃料中硫含量和排放废气的控制要求处于较低水平，这就造成了能源的浪费和大气污染。

关键词：研究意义；创新点；技术路线

一、 研究意义与必要性

实现绿色航运是我国绿色交通体系的目标之一，交通行业一直是造成污染和温室气体排放大户。近年来，航运事业蓬勃发展。船舶大型化发展和建造数量成倍增长，能源的消耗和废气废热的排放不断加剧。我国政府越来越重视环境污染问题，增强了治污的决心，增强了治污的措施和法规，已经向世界做出了承诺和行动，节能减排工作已经成为基本国策。

二、 研究主要研究内容

根据MARPOL 73/78 附则VI（防止船舶污染国际公约）“防止船舶造成空气污染规则”修正案和《氮氧化物技术规则》修正案以及《船舶能效管理计划（SEEMP）》管理措施：

1. 优化节能型船舶设计：在满足船舶使用的条件下，优化船体线型设计与船型，使船舶阻力小、装载效率高、选配耗油量小的主机，达到船、机、桨、舵的最佳配置，从而提高船舶的推进效率和运输效率，减少燃油的消耗和运营费用。

2. 随着电子计算机的发展采用风帆助航：用计算机自动控制风帆的操纵及风帆与动力装置的优化配合已成为现实，但由于风能的使用效率还较低，目前有一定的局限性。

3. 采用玻璃钢材料制造船舶：玻璃钢船舶表面光滑阻力小，船自重轻，航速快、稳性好、抗风能力强。建造玻璃钢船舶应以小型船舶为主，如渔船、海事巡逻艇、游艇，玻璃钢船比同尺度钢质船舶节省燃油可达10%，维修费用也会降低。

4. 选用低转速、大直径、高效率螺旋桨，提高螺旋桨推进效率，与主机匹配达到最佳机、桨配合发挥最佳推进效率。采用主机轴带发电机，柴油机在部分负荷工作时经济性差，耗油量大；采用主机轴带发电机，可使主机工作在效率高的运行区域，提高了效率，可能减少柴油发电机组。

5. 主机废气余热节能技术：通过废气锅炉产生蒸汽，满足船上燃油、滑油、淡水的加热和日常用途。在大功率船舶上，由于排气余热量大，产生多余的蒸汽可用于蒸汽轮机的余热利用系统，可使船用电力系统输出电量增加30%左右。主辅机冷却水余热可作为制淡装置的热源、加热器的热源、吸收式制冷装置的热源。

6. 长期在短航线营运的油轮，辅锅炉的燃油消耗量可以占到船舶消耗燃油总量的70%甚至80%以上，选用可靠性高、热效率高，智能化的柴油发电机组和辅锅炉，可以解以燃油消耗量占据大比例的问题。

三、 研究主要创新点、先进性

通过实船测量与科学统计，分别制定出不同的油耗标准：a. 平均每小时耗油量。b. 船舶耗油量和创造的收入之比。通过实际产出与投入之比，反映出船舶的生产效率，也反映出能源利用水平。对同一时间船与船之间的能源系利用率进行横向比较，对同一船舶在不同时间内能源利用率的纵向比较，可以进行节能效果分析。

1. 最低燃油消耗率航速，最低燃油费用航速，最高盈利航速是考核节能减排时最低燃油消耗率航速最常用的方法。一般认为拖轮、游艇等没有必要使用经济航速，因为航程短，任务急，使用经济航速的可操作性低。就拿接送引水员来说，引航站的计划是按照静水额定航速计算的。提前一小时出发，在逆潮和平潮时一般可以准时到达，而顺水时同样的航程就会提前二十分钟左右到达，节约的燃油显而易见。

2. 提高操作技能：操车时加车太猛，过急烟囱冒浓黑烟，黑烟的主要成分为不完全燃烧的油分子颗粒和炭黑。如果能让这部分黑烟完全燃烧就可以节省一点燃料，每次节省一点点一年下来就是一个巨大数量。尽量避免紧急情况的发生，避免猛然加车、平稳变速、冷车慢行、尽量多用舵少用车、规范操作，做到以最小的车发挥最大效用。

四、 研究方法和技术路线

通过研究“绿色”为重点。船舶油耗监管系统和科学引领，研究降低能源的消耗及尾气排放。

1. 船型开发以“绿色”为重点：从船舶设计方面看过去单一讲求环保，注重船舶安全向注重“高效、减排、循環再利用、再生、清洁能源，本质安全，人居适宜”等全面绿色新标准转变。在这一新标准引领下，海洋科考船，海上保安和海洋油气开发等特定用途的船舶向功能多元化的方向发展。研究多功能复合船型，电力或喷水推进船型。随着燃料成本到上涨及整个行业对环境保护关注度的提高，低能耗船舶将适应形势发展，更加节能的智能性船舶需求越来越大。

2. 我国渔业船舶能耗占渔业作业总耗能的80%以上，每年消耗柴油八百多吨，渔船节能减排对促进渔业结构调整，减少环境污染，保护渔业资源有重要价值。推进柴油—LNG混燃技术，在不对柴油机大改动的前提下促进渔船节能减排。混燃技术完全可靠，柴油替代率大于70%，燃油费用降低20%以上，有害气体的排放明显减少，加快渔船LNG燃料动力改造技术，同时船舶节能环保技术、余热回收技术、节能泵技术、节能空调技术、新型能源技术，促进清洁能源在渔船应用。

可再生能源在石油钻井平台有应用前景，海上石油钻井平台的电力系统为整个海洋石油开采系统提供能源和动力，海洋中蕴藏着丰富的可再生资源，其中的技术已经成熟，推行可再生能源的电力推进系统为海上石油钻井平台供电成为可能。

3. 科技引领，增强环保意识：在日常生产运行中采取用节能监测和控制等新技术，提高用电、用水、用气的效率，使用高效、节能的电动机、锅炉、风机、泵类新设备，淘汰落后的高耗能的设备。采用无余量切割装配先进工艺，减少材料浪费。要经常检查管线，及时解决“跑、冒、滴、漏”问题。尽管中国船级社颁布了《绿色船舶规范》和《船舶能效管理认证规范》，但这些规范尚处于自愿实施阶段，建立“可监测、可汇报、可核查”（MRV）机制，建立全国统一的船舶能耗与碳排放信息管理平台。

作者简介：

李成海，副教授，山东省潍坊市，山东交通职业学院。endprint