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绿色船舶的现状和发展趋势分析

2018-07-27任家俊林天豪

中国科技纵横 2018年10期

任家俊 林天豪

摘 要:社会的日益发展,促使着各行各业的铮铮向荣,其中的船舶制造业也在以迅猛的速度持续发展中。船舶所在的特殊环境使其对各方面有着严格的高要求,如何发展船舶行业,如何减少船舶带来的海洋环境污染等问题得到了关注,“绿色船舶”的理念也随之被提出。本文就当前的绿色船舶现状加以说明,并简要分析了其未来的发展趋势,希望为我国的船舶行业提供参考。

关键词:绿色船舶;现状;发展趋势

中图分类号:F426.474 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2018)10-0005-01

当今社会是个大和谐的社会,各国之间相互交流,共同促进发展,不仅体现在文化软实力方面,而且在经济资源的交流和沟通也呈现互利互助的现状。船舶作为这种交流与沟通的重要交通运输工具,它的发展对每个国家都至关重要。各国对国家海运事业发展的关注力日益提升,对船舶的数量、质量、功能设计还有环境污染也保持着持续的较高重视,尤其是船舶引发出的海洋环境污染问题,是当前国际社会的重点关注问题。因为越来越多的关注,所以各国对船舶业和航运业也采取了一定的措施,如制定相关法律制度进行约束,促使船舶的发展朝向低成本、低资源利用、环境保护的绿色船舶上发展,因此研究绿色船舶的发展现状和未来发展趋势变得既有意义也有价值。

1 绿色船舶的的概念和现状

所谓绿色船舶,在概念上是指充分利用发达的现代科学技术,使其在设计阶段、制造阶段、运营阶段都能让船舶达到能源消耗减少且安全环保。绿色船舶的“绿色”有着许多标准和要求,它与普通的船舶不同,首先在自身标准的界定上就要符合绿色理念,其次在船舶的整体设计上,从建造伊始、完成到后期运营,直至船舶最后的拆解这一整套的流程中必须使用绿色技术,不仅如此,船舶使用标准需达到低排放、低耗能、低污染、高能效以及安全环保,以上的要求均得到满足才可称之为绿色船舶。这种绿色船舶的概念让大家耳熟能详,但是关于其概念的由来很多人知之甚少。绿色概念是从两大公约体系中延伸而来,这两大体系就是国际上存在的两大海事支柱公约体系SOLAS和MARPOL,绿色船舶的基本概念和基本规则制定也是由这两大体系产生出来的,其公约体系的存在保证了船舶在建造过程中能充分展现绿色元素。另一方面,国际经济的快速发展对海洋环境污染问题势必有着一定的影响,就目前来看,国际海洋环境问题正进入瓶颈阶段,国际出台的专业性报告为船舶业的负责人敲以警钟,使其加大对此问题的关注,切实重视近十年来因二氧化碳排放量上升而造成空气质量下降的现象,并采取相应措施。

1.1 采用绿色船舶燃料

首先要做到“绿色”,在船舶燃料上就要有所适当地选择,近几年较为提倡的绿色船舶燃料是一种液化天然气燃料,即LNG燃料船舶,这种燃料没有气味、没有味道、没有毒性、没有腐蚀性、安全性能较高、重量轻,能有效减轻燃料重量,也降低船舶的整体重量,它的价格成本较低,在减少污染气体的同时又能做到廉价环保。眼下液化天然气燃料的研究一直受发达国家的关注,它的主要特点就是重量低,产生的有害物质少,也能减少能源消耗,从而做到保护环境。

除LNG这种液化天然气燃料得到很多关注之外,一种船用燃料电池也值得期待。这种燃料电池是由新型电子技术、电子动力以及控制系统技术相结合,又经过测试、实验发现这种燃料电池比柴油船舶产生的效益高达50%左右,既不会产生噪音也不会产生污染排放,对船员的工作环境起到改善作用。另外,燃料电池有着设计简便、移动构件少,成本低的优势,但仍然存在一定缺陷,如使用这种燃料电池在初期的投资上势必会产生相对较大的数额,但其未来的发展潜力不可小觑。

1.2 无压载水船舶

若想使船在航行过程中保持安全,一般情况下,船舶会卸装一定量的压载水保持吃水情况,这种利用压载水的排放方式对生态平衡造成了一定程度的破坏。为了避免这种错误的持续发生,机构研究出无压载水船舶,船底上设计有一个横向倾斜,为了保证即使船舶在没有压载水的情况下也可以吃水正常航行。

与传统船舶相比,无压载水船舶有较宽的船体、水平方向倾角较大的船底、面积被扩大的船首船尾,这些设计的不同都是为了分散排水量,安全解决排水量问题,另外,选择规格较小但效率高的螺旋桨实施推进有利于无压载水船舶的运行。当前,从2001年无压载水船舶研究开始,其成果和应用都带来了良好的经济效益和社会效益。

1.3 无压载水箱船舶

这种无压载水箱船舶在进行了试验之后,被很好地证明了其在有效减少燃料消耗和减少排放污染方面的作用,最大程度上地减少了船舶动力。无压载水箱船舶的设计理念是借助使用大型管道和水流箱在没有压载水箱的作用下,让海水能够在船舱内流动。基本流程是空船出发之际,打开大型管道的前后盖,使海水从前到后在管道中流动保持船体平衡。将货物从船舶上卸下时,排出大管道内的海水,再关闭盖子。利用这种船舶运行方式,证明了水流在帮助螺旋桨加快推进器旋转速度的同时,也做到耗能和安全环保的作用。

2 绿色船舶的发展趋势

2.1 零污染零排放

绿色船舶强调的是绿色安全环保,在绿色船舶中使用的可再生能源能很好地做到这一点。能量的相互产生和转化形成的水蒸气和热,不会为环境带来任何污染。利用LNG液化天然气燃料和燃料电池进行推进,有效避免了噪音污染;船体结构的改变消除了船舶压载船水带来的环境污染。总体来说,绿色船舶在有效提高航行的灵活性时注重了环保节能,为未来的发展提供方向。

2.2 各种清洁能源的使用

各项清洁能源、可再生能源,如太阳能、风能和波浪能等都可以充分利用在绿色船舶中,船舶可以通过这些能源的循环利用实现“绿化”作用。具体来说,可以在船帆上设置太阳能电池板,在不需要风力推进的情况下,调整船帆方向和角度获取更多的太阳能,太阳能再被转化成电能,致使充分利用。采用轻质合成材料制作的船帆,对船帆进行一系列向上、向外折叠、旋转桅顶等角度转换,使其保持在最佳位置,使船帆能够直接收集到拖曳力、升力或者合理形成的风能。波浪能则是通过科学的设置减摇鳍,使其能与船舶的相对运动结合起来,通过波浪能转变成其他如电能、机械能等各种形式的能源,不断推进船舶的运行。

2.3 利用船舶的電气自动化系统

通讯技术、机械技术以及各种运用软件的开发更新都离不开科学自动化系统,同样,船舶的电气自动化在新技术的支持下日渐成熟,通过系统的自动化实现处理信息、解决突发状况已经不是什么难题,在船舶上,采用计算机处理系统和数据采集系统,将船舶内的各种电气设备精准地联系在一起并统一进行控制。船舶内的所有电子设备可以拟合在一个控制平台上,船长可利用控制平台对所有电子设备进行操控,当遇到错误操作或紧急状况发生时,及时做出迅速且准确的措施,这种自动化控制平台为船舶航行提供了安全性和可靠性。电气自动化充分利用电子信息化和网络可控化减少人为操作、减少成本,为环保、安全的绿色船舶理念再添一笔,自动化操作在船舶业未来的发展趋势中将起巨大影响作用。

3 总结

总体来说,在船舶行业的未来发展趋势中,绿色船舶的地位举足轻重,它不仅是世界先进技术发展的结晶,发展前进的必要途径,它也是人们环保意识以及可持续发展理念的体现。绿色船舶的内涵与意义是人们需要慢慢去探索的课题,它背后包含着船舶生命周期的每个阶段每个环节,实现目标就需要不断地探索与实践。虽然我国的船舶行业还处于初期的发展阶段,但是根据当前我国相关科学技术以及绿色船舶概念的加入和运用,为行业的发展起着强有力的促进作用,我们要做的是给予绿色船舶行业更多的关注,为建造一个航运强国,积极努力地加快发展绿色船舶事业。

参考文献

[1]刘继海,肖金超,魏三喜,冯东英.绿色船舶的现状和发展趋势分析[J].船舶工程,2016,38(S2):33-37.

[2]吕忠杰.绿色船舶发展现状及方向分析[J].山东工业技术,2016(10):286.

[3]王建涛.国际公约下江苏绿色船舶工业的发展研究[J].华章. 2014(2):61.