绿色+智能=未来

2020-07-02中国船舶及海洋工程设计研究院汪颖异郑成荣

中国船检 2020年6期

中国船舶及海洋工程设计研究院汪颖异郑成荣杜亮潘放

2020年4月，国际货币基金组织（IMF）在《世界经济展望》中预计2020年全球经济增速下降至-3%，2021年将明显提升至5.8%。与2020年1月的预测相比，2020年下调了6.3个百分点，2021年上调了2.4个百分点。由于新冠肺炎疫情（NCP）影响，今年全球经济很可能经历“大萧条”以来最严重的衰退，超过十年前全球金融危机期间的严重程度。经济是影响船舶市场变动的主要因素之一，可以说船舶市场是世界经济的函数。全球经济增长放缓会给本身不景气的船舶市场雪上加霜，NCP的影响更是增添了船舶市场行情下行气氛。

造船市场面临冲击，但竞争仍取决于核心竞争力

2002年～2004年的交付量

根据经济、航运和造船三者联动的关系，通过分析对比2003年非典疫情对中国乃至世界船舶市场的影响，以判断本次新冠疫情对2020年世界船市的影响深度。2003～2004年全球新船订单量呈上升趋势，2003年较2002年增加131%，其中中国2003年新船订单较2002年增加181%，而2004年相比于2003年，全球和中国的增量分别为8.6%和-15.2%，由此说明2003年的非典几乎没有对世界船市造成影响。我们再看同时期的经济和航运：2002～2004年，全球经济和中国经济保持向上增长态势，增速分别是3.1%、4%和5.3%，以及9.1%、10%和10.1%；全球海运市场在经历了2001年周期性回落之后，于2002年、2003年开始回转，并在2004年达到新的顶峰。由此可见，2002～2004年全球造船市场的发展与经济、航运是相互联动的。

同理，根据上述分析，从经济和航运看，全球产业链受到疫情不利影响，预计全球经济特别是中国经济一季度明显下滑，但下半年全球经济增速有望V型反弹；世界航运市场复苏受到制约，一季度影响巨大。由此推断，2020年造船市场将整体受到制约，特别是一季度，对中国而言尤其突出。如果疫情在短期内得到控制，中国乃至全球的造船市场在下半年有望回暖。

交付量方面，如图所示，2002～2004年全球造船完工量持续增长，表明受到非典影响较小。但今非昔比，中国目前船舶完工量排名世界首位，因此完工量下降影响要比订单量明显。我国船舶企业还存在相当数量的不满足GBS要求、须在2020年7月1日之前交付的船舶产品，部分产品极有可能无法在7月1日之前交付。

从主要造船国的订单份额看，2020年前两个月全球新船订单量412万载重吨，相较于2019年的1153万载重吨减少了64.3%，其中中国占全球总订单量的61.4%，排名第二的韩国为129万载重吨。但第二个月全球23艘新船订单中，中国仅接获3艘，疫情对中国造船市场影响逐步凸显。随着疫情在韩国和日本的蔓延，韩日造船厂相对的市场竞争优势在下降。因此，2020年新造船市场比拼的仍是船型的核心竞争力。

疫情结束之后，预计下半年中国经济率先恢复，全球经济随后企稳，航运市场开始持续反弹回稳是必然趋势。疫情的影响只是短暂的，从中期看，全球经济仍处于缓慢增长阶段，而受贸易量下滑影响，航运业和造船业仍处于周期性低迷阶段。

绿色船舶短期受挫，但中长期发展态势不改

国际对航运业节能减排的要求越来越严格，2016年1月1日起，氮氧化物排放量执行TierⅢ的标准，EEDI第二阶段（即EEDI低于基准线20%）和IMO限硫令（即燃油硫排放要小于0.5%）从2020年1月1号开始实施，EEDI第三阶段（即EEDI低于基准线30%）要从2025年1月1日开始实施，甚至有可能提前到2022年；到2030年，国际航运每单位运输活动的平均CO2排放量与2008年相比至少降低40%，并力争到2050年降低70%，也就催生了航运业对清洁能源的需求。

目前，由于采用LNG作为船舶的动力可以减少80%NOx的排放，减少20%左右COx的排放，几乎不产生SOx和PM，可显著提高船舶环保性能，满足国际上的环保要求，因此LNG燃料受到世界各国和地区的青睐。2010～2019年全球LNG动力船的数量如图所示，近两年以LNG为动力的船增长迅速，2018年共有122艘订单，相较于2017年的79艘订单增长了54.4%，2019年共有149艘订单，较2018年增长了22%，虽然2019年订单增速较2018年有所下降，但是总体呈现增长趋势。

智能化浪潮推动船舶市场变革

受此次新冠肺炎的影响，人工智能、区块链、云计算、大数据、边缘计算、物联网等数字技术进入大规模应用阶段；5G商用加速推进；电子商务整体升级换代；远程协同办公软件迎来新机遇等，这些现象无不凸显出智能化对于人类的影响。如果船舶能够实现无人化操作，那么此次疫情对航运业的冲击力度可能会减小，由此说明船舶走向智能化的重要意义。

自从智能（自主/无人）船舶概念被提出后，各主要机构相继发布智能船发展路线图。其中，IMO的路线图侧重技术；LR的路线图重在分析人与船的关系；CCS则是从船的自主化角度出发；Rolls-Royce的路线图将智能船分成了四个不同阶段，第一阶段配备少量船员的远程控制船舶，第二阶段要求能控制无人近海船舶，第三阶段要求能远程控制无人远洋船舶，第四阶段要求能自主航行无人远洋船舶。船舶的智能化是大势所趋，船舶市场的变革正在悄然发生。

尽管目前智能航运还没有跟上智能船舶的发展脚步，但是智能船舶的诞生势必促使智能航运的发展，并且目前传统航运自身能效低、缺少发展活力，因此航运业的变革是必然的，智能航运的未来已来。

1、智能航运

智能航运是传统航运要素与现代信息、通信、传感和人工智能等高新技术深度融合形成的现代航运系统与新的航运业态。《智能航运发展指导意见》中明确规定了智能航运5个方面的基本要素，即智能船舶、智能港口、智能航保、智能航运服务和智能航运监管等。

从业界初步达成的共识来看，智能航运发展大致分为四个阶段：互联互通的初级阶段、系统整合阶段、远程控制阶段和自主操作阶段。在智能革命中，传统航运纷纷拥抱智能时代，正积极向智能航运转型中不断探索。以北欧为代表的多个国家，正在积极推动智能航运研究，计划于未来10年内实现无人自主船实际运营。

汉堡南美航运公司推出了其新的远程集装箱管理技术，以协助其冷藏集装箱的运输，帮助客户跟踪其集装箱及交付情况，实时监控温度、相对湿度以及冷藏集装箱中氧气和二氧化碳的浓度等因素；招商南油智能航运管理平台（ITBP）、船舶管理系统（SMIS）和船员管理系统（CMIS）于2019年11月正式启用；马士基发布新版远程集装箱管理平台及新版“彼得船长”虚拟助手，该更新的虚拟助手能够在需要时提醒客户并随时关注集装箱的状况。这一系列举措说明智能航运的革命已经拉开序幕，并将在很长一段时间深刻影响航运的模式和组织；海兰信最新研发的智能船岸基系统以iCommander的核心模块为基础，通过数据可视化、高密度实时船队信息监控展示、便捷的交互操作，实现岸端实现船队航行管理，实现规划、优化船舶航线，船岸两端人员高效、协同工作。

2、智能船舶

智能航运是科技发展和进步的结果，其本质是航运产业互联网，而智能船舶则是实现智能航运的基础，其意味着船舶将实现电气化、数字化和智慧互联。所谓智能船舶，是指利用传感器、通信、物联网、互联网等技术手段，自动感知和获得船舶自身、海洋环境、物流、港口等方面的信息和数据，其所需要的技术主要有：信息感知技术、通信导航技术、能效控制技术、状态检测与故障诊断技术、安全预警技术等。

全球首艘智能超大型矿砂船“明远”号通过构建服务智能系统的全船网络平台和信息平台，实现了辅助自动驾驶、综合能效管理、设备运维、船岸一体通信、货物液化监测等五大智能功能；大型智能油轮“凯征”号拥有高集成度的传感器、通信、互联网等技术手段，能自动感知的获得船舶自身、海洋环境、物流、港口等方面的信息和数据，并基于计算机技术、自动控制技术和大数据处理分析技术，在船舶航行、管理、维护保养、货物运输等方面实现智能化运行；挪威建造全球首个无人船测试基地，第一艘无人集装箱船将于2020年实现无人驾驶。

有些国家甚至开始了MASS（自主航行船）的试航，较小的无人船已经投入使用，对于涉及危险或繁琐操作的船舶，例如溢油应急船，消防船和救援船，无人操作能力是一种特别有吸引力的选择，自动化具有巨大潜力来避免人员伤亡，同时能够节约大量成本。为保证MASS的安全运营，IMO海上安全委员会（MSC）正在探索如何将安全、稳定且环境友好的MASS运营纳入到IMO法规中。2019年6月，MSC会议通过了一套关于自主航行船舶试航的初步指南，要求在试航时至少应具备相关法律所规定的安全和环保等级。

IMO强调，试航所涉及的风险应当适当地指出来，降低风险的措施也应做好安排。指南还进一步规定，MASS的船上或远程操作员应当具备操作此类船舶的资质。参与海上自主水面船舶试航的人员，无论是在船上还是远程操作，都应当具有安全进行自主航行船舶试航的资质和经验。进行海上自主水面船舶试航时，应当采取合理的措施确保所用系统和基础设施得到充分的网络风险管理。

船舶市场未来发展思考

目前来看虽然短期内船舶市场会受到一定影响，但是从长期看市场核心竞争力仍是研制能力和效率。因此，我们要在高附加值船的建造上做出更大努力，突破更多核心技术，打破国外垄断。比如对于LNG运输船而言，需要加快船型研发，提升建造规模和缩短研制周期，加强围护系统和燃料供气系统等技术和专利创新发展等。同时，要调整产业结构和产品结构，提高高附加值船舶在整体产品结构中的占比。在高质量造船的条件下缩短造船周期，提高船企的整体效益。因此这就需要船厂不断提高科技创新力，加大研发投资力度，大力提高自主研发能力，同时不断提高企业管理水平。

1、不断寻求船舶绿色化技术

我国从船舶设计到拆解整个周期的技术都进行了绿色化改良和发展，在绿色船舶建造和绿色化设备的应用以及在船舶拆解和回收利用方面都取得了很大的成功。但仍存在一定的问题阻碍着绿色船舶更好更快发展，因此还需要作出改进。

一是统一规划绿色技术的研发。欧洲、日、韩等国家非常重视绿色船舶技术的发展，从政策上和研发资金上给予了极大的支持，他们不断地进行技术的攻关和研发，因此在绿色船舶这一概念提出之后，他们有了很大的突破和进展，在国际政策的制定上有很强的话语权。因此，我国在绿色船舶的发展上要从国家层面上制定政策，统筹规划，不断增加我国在国际上的竞争力，增强我国在国际环保政策制定上的话语权。

二是突破传统设计理念的框架。我国不是国际环保标准的制定者，是按照目前既定的标准去研发和设计，难免会陷入传统的设计理念。而日韩两国在绿色船舶的概念设计上对船体的外形、结构、动力等方面都做了很大改进。所以我国要实现真正意义上的绿色技术的突破，需要打破传统理念的束缚。

三是加强船用配套技术的基础性研究。船舶配套技术的发展对绿色船舶的发展起着关键作用，如气层减阻的使用、推进效率的提高、船体线型的优化、无压载水技术的研发等。国际上纷纷投入精力和资金去研发节能减排的新技术，尽管我国也在大力进行着，但是尚未开展全面的研究，基础性设备数据有待积累。

2、加快智能船舶和航运的布局

对于智能船舶，我国近两年取得了较大的发展，在产品开发、技术条件和平台建设上都有所突破，且诸多国内外专家认为，凭借中国航运造船企业的体量优势，智能航运很有可能在中国实现率先突破。目前，智能船舶技术已日趋成熟，但设备和智能系统的可靠性还有待进一步提升；而智能航运又受到法律法规与利益等问题的制约，发展缓慢。放眼全球，智能船舶和智能航运基本处于发展初期，我国在智能船舶和智能航运方面布局较早，具备一定的政策环境和技术基础，但依然需要突破感知、决策、通信等诸多关键技术，最后要落实到安全性、环保性、经济性上面。因此，在智能船舶和智能航运方面，建议：

加强智能船舶关键技术研发。在技术层面，智能化设备和系统能否在任何条件、任何环境下驾驶和管理船舶其实是对智能设备的一个考验，但仅从目前的技术来看，智能设备还需要进一步的发展，要实现真正意义上的无人化，甚至是远洋船舶的无人化，需要加大力度研发智能技术。

加快智能船舶和智能航运的工程实践、试点示范和测试验证。通过积累技术经验，提高科技实力，并积极参与国际航运和造船领域的行为规范和法律准则的制定，以提高我国在智能船舶和智能航运的话语权，提升国际影响力，为未来智能船舶市场打好基础。

“海斗一号”刷新中国潜水器最大下潜深度纪录

历经40余天，由中国科学院沈阳自动化研究所主持研制的“海斗一号”全海深自主遥控潜水器，于2020年6月8日搭乘“探索一号”科考船载誉归来。

“海斗一号”此次在马里亚纳海沟成功完成了首次万米海试与试验性应用任务，最大下潜深度10907米，刷新中国潜水器最大下潜深度纪录，同时填补了中国万米作业型无人潜水器的空白。