邮轮船型发展趋势及对我国邮轮设计建造的思考

马网扣

（中船邮轮科技发展有限公司 上海 200137）

0 引 言

邮轮通过海上观光巡游和访问港靠泊，为乘客提供餐饮、住宿、娱乐、休闲、购物、运动健身等船上服务，以及陆上短途观光游、船外探险等船外服务，是当今旅游休闲产业的重要组成部分。因此，现代邮轮更多被认为是旅游休闲工具，而不只是交通工具。邮轮产业能直接带动旅游、造船、设备配套、港口服务、交通物流、融资租赁等配套产业，具有产业链条长、经济带动性强、区域辐射面广等特点。我国的邮轮旅游产业市场前景广阔，近年来产业规模总体呈现快速增长的趋势。大力发展邮轮旅游产业，既符合广大人民群众向往美好生活的需求，也符合促进国内旅游消费升级、培育经济发展新动能的大趋势。正如习近平总书记所指示的，“大力发展邮轮产业是一件利国利民的大好事”、“要大力发展邮轮产业，还要建造我们自己的邮轮”。

邮轮一般按“总吨”分类：3 万总吨以下的称为小型邮轮，3 万至7 万总吨的称为中型邮轮，7 万总吨以上的称为大型邮轮，15 万总吨以上的称为超大型邮轮。此外，邮轮还可按品级定位和功能分为大众型邮轮、平价型邮轮、奢侈型邮轮和探险邮轮等。邮轮是典型的高技术、高难度、高附加值船型，是整个邮轮产业的核心和载体，其船型特征是否具有市场竞争力、是否受乘客欢迎，对整个邮轮产业的顺利发展至关重要。然而目前我国尚不完全具备邮轮的自主设计建造能力，尤其是在大型邮轮的研发设计方面，与欧美邮轮建造强国仍有较大差距。由于建造、配套和运营基本都被国外企业所垄断，导致我国邮轮产业基本属于“过路经济”，九成以上的收入都外溢至国外邮轮建造、配套与运营商手中。因此，我国业界应紧盯世界邮轮船型发展的潮流，潜心钻研、协同攻关，彻底攻克邮轮设计建造的关键技术，掌握全流程自主设计、高效建造及工程管控、自主配套及供应链建设、自主运营及品牌建设的能力，彻底摆脱受制于人的局面[1]。

1 邮轮运营市场和新造船近况

1.1 世界邮轮运营市场近况

如果排除新冠疫情的影响，近几十年来的世界邮轮市场一直保持稳步增长。图1 显示了国际邮轮协会（cruise lines international association, CLIA）统计的2014 年至2023 年的世界邮轮客运量和客运力变化情况。2023 年的世界邮轮客运量达到3 150 万人次，客运力达到64 万个标准铺位，较2014 年增加916 万人次和18 万个标准铺位，年均增长率均超过3.5%。目前，世界邮轮市场整体表现已恢复至疫情前的水平，甚至略有超过[2-3]。CLIA 预测：到2025 年，世界邮轮客运量有望超过3 700 万人次，可提供的标准铺位可能超过70 万个，运营邮轮将超过450 艘。除北美、加勒比、西北欧、地中海、澳新等传统邮轮市场外，中国邮轮市场的复苏也将成为世界邮轮市场增长的重要推动力。

1.2 世界邮轮建造市场近况

这几年虽受疫情重压，但世界主要邮轮运营商仍看好邮轮市场，他们宁可推迟新船交付，也不愿取消订单，因此邮轮建造市场相对维稳。如下页表1所示，2023 年世界共完工交付邮轮18 艘（181 万总吨），总造价为100 亿美元，其中大型邮轮7 艘、液化天然气（liquefied natural gas, LNG）动力邮轮4艘、极地探险邮轮5 艘、中型邮轮5 艘、小型邮轮6 艘[4]。

表1 2023 年世界完工交付的邮轮信息

邮轮（尤其是大型邮轮）的建造具有高度垄断性，意大利芬坎蒂尼、法国大西洋、德国迈尔和苏兰迈尔图库这4 家船厂在世界邮轮建造市场目前仍处于绝对领先地位。除芬坎蒂尼兼顾中型邮轮、豪华客滚船和军船等船型的建造外，其余3 家船厂均以大型邮轮的建造为主。2023 年，上述4 家船厂共交付邮轮10 艘（125 万总吨），超过世界邮轮新造船总吨位的八成。实际上，这4 家船厂几乎包揽了历年所有的新造大型邮轮和LNG 动力邮轮（参见表2），迈尔和迈尔图库这2 家船厂在LNG 动力邮轮建造方面的优势尤为明显，所交付新船基本都以LNG为动力。截至2023 年底，上述4 家船厂的手持邮轮订单共计41 艘（429 万总吨），总造价311 亿美元，交付日期已排至2028 年。

表2 2023 年世界四大邮轮建造商的交付状况

1.3 我国邮轮运营和建造市场近况

在疫情爆发前的十几年间，我国邮轮整体发展势头相当良好。尤其在2010 年后，随着世界邮轮巨头纷纷在中国部署母港航线，中国邮轮市场日趋活跃，经历了一段爆发式增长。2019 年，中国邮轮客运量达到213 万人次，约占当年世界客运总量的7.2%，母港邮轮停靠734 艘次，是世界第二大邮轮旅游客源国，上海吴淞口国际邮轮港也跻身世界第四大邮轮母港。但自2020 年初起，我国邮轮运营基本处于停滞状态，国际航线全部取消，国内也仅有少量海上无目的地游或沿海游。不过自2023 年年中起，已先后有招商伊敦号、爱达地中海号、蓝梦之星号等几艘邮轮恢复了中日韩航线运营，但全年客运量仅约15 万人次，整体市场规模与疫情前相比仍有很大差距，仍未恢复至疫情前的水平。

我国的邮轮建造起步晚、能力相对薄弱，接单量远低于欧洲主要邮轮建造船厂，但目前正迎头赶上。历经7 年技术攻关、5 年工程建造，首制13.55 万总吨的国产大型邮轮爱达·魔都号已于2023 年11 月正式交付，并在2024 年元旦成功开启商业首航，如图2 所示。该船由中船邮轮科技发展有限公司与芬坎蒂尼造船厂联合承担详细设计，由上海外高桥造船有限公司负责建造，后续交由爱达邮轮有限公司运营。目前，2 号船也已开工建造，计划于2026 年交付。

图2 爱达·魔都号国产首制大型邮轮

此外，我国在极地探险邮轮建造上也取得突破。招商工业海门基地陆续承接7 艘8 000 总吨小型极地探险邮轮的建造，2023 年交付了第6 艘Ocean Albatros 号，如图3 所示。

图3 Ocean Albatros 号极地探险邮轮

图4 海洋标志号LNG 动力邮轮

2 邮轮新造船船型特点及发展趋势

2.1 大型邮轮更趋大型化，各型邮轮更趋高端化

作为邮轮旅游的绝对主力船型，大型邮轮造价高、建造周期长、市场需求稳定，其大型化趋势明显。2023 年交付的大型邮轮总吨均值已突破16 万，目前14 万总吨以下的大型邮轮订单已不多见。2023 年11 月，海洋标志号邮轮正式交付。该船总长365 m、25 万总吨、载重量13 500 t，设18 层乘客甲板、2 805 间客舱、最大载客量7 600 人、最大载员9 950 人，创造了邮轮大型化的新纪录。

大型邮轮趋向于大型化的优势体现在以下几点：一是近年来邮轮市场持续向好、客源足，大型邮轮的单航次载客量、市场关注度等方面更好，市场竞争力更强；二是大型邮轮的定位趋向平民化，家庭、团组乘客的比例越来越高，大型邮轮由于能提供的公共休闲娱乐空间更多、种类也更丰富、氛围更好，因此往往更受这类乘客的欢迎；三是前十几年间建造的一批吨位稍小的大型邮轮仍在运营，更大吨位的邮轮能与之形成互补，完善船队梯度配置，避免同质化竞争。

乘客空间比、乘客船员比和每标准铺位造价是反映邮轮品级的3 项主要指标，表3 为2023 年交付邮轮的3 项指标均值。这些指标都较过去有进一步提升（尤以中型邮轮最为明显），各型邮轮都更趋高端化。

表3 邮轮新造船的3 项指标均值

2.2 LNG动力邮轮已成主流

受到日趋严格的污染物排放限制法规的驱动，越来越多的邮轮选择使用LNG 为燃料。相比于传统燃油，LNG 燃料可有效减少95%以上的硫氧化物和微小颗粒物、约80%的氮氧化物和约20%的二氧化碳排放，满足国际限硫令和Tier Ⅲ排放标准。目前除诺唯真邮轮外，世界主要邮轮公司中都已接受了LNG 动力邮轮[5]。海洋标志号就是皇家加勒比邮轮公司的第1 艘LNG 动力邮轮。该船配置6 台瓦锡兰W46DF 双燃料主机，总功率67.5 MW；安装了2 个C 型双耳LNG 储罐，单罐容重307 t、长27.4 m、高7.9 m。

截至2023 年底，全世界共交付LNG 动力邮轮15 艘，其中13 艘为超大型邮轮，另有中型邮轮和小型邮轮各1 艘。LNG 动力邮轮基本采用C型LNG 储罐，只有极地探险邮轮Le Commandant Charcot 号采用了MARK III 薄膜型LNG 储存舱（共2 个舱，总舱容4 500 m3），如图5 所示。显然，薄膜型储存舱的布置相对LNG 储罐更为灵活，而且不会像后者那样额外占用较大的船体空间，更适用于中小型邮轮。

图5 Le Commandant Charcot 号邮轮的LNG 舱位置示意

Cruise Industry News 的统计数据显示：2024 年至2028 年间预计交付邮轮49 艘，其中LNG 动力邮轮33 艘，占比近七成。这些LNG 动力邮轮中，大型邮轮占一半、中型邮轮占三成、小型邮轮占两成，船型分布更趋均衡[4]。

2.3 更注重节能减排的综合措施

国际海事组织（international maritime organization,IMO）于2023 年7 月通过温室气体减排战略修订案，规定了两大减排目标：首先，到2050 年前后实现温室气体净零排放；其次，设置2 个“减排节点”（一是到2030 年实现温室气体排放总量与2008 年相比减少20%，并争取减排幅度达到30%；二是到2040 年实现温室气体排放总量与2008 年相比减少70%，并争取减排幅度达到80%）。

邮轮作为标志性船型将更受瞩目，各邮轮公司故此纷纷推出了自己的“绿色邮轮”计划。例如皇家加勒比提出了“目的地净零排放”战略，即到2050 年实现脱碳运营，并计划在2035 年底前至少推出1 艘净零排放邮轮。

如图6 所示，目前各种节能环保减排措施逐渐在邮轮上得到应用。仍以海洋标志号邮轮为例，除使用LNG 为燃料外，该船的冷却系统可利用LNG储罐的低温冷能，还设有空气润滑系统、岸电连接装置、废热回收系统（最大功率3 000 kW）、氢燃料电池（原料来自海水电解制氢）、新型水下外板防污漆、LED 灯等。该船还配置了超大容量的蒸发式和反渗透式海水制淡装置，93%的卫浴、洗涤等生活用淡水，以及泳池、水滑道等娱乐设施用淡水都可在船上制备。此外，该船还首次应用了1 项新技术，即将食物和生物固体垃圾转化为燃料，副产品则用作农业肥料。

图6 邮轮主要的节能环保措施

图7 近3 年交付的极地探险邮轮

2.4 极地探险邮轮新船需求放缓

近几年，极地探险邮轮建造行情主要由南北极探险旅游升温带动的。极地探险邮轮以1 万总吨以下的小型邮轮为主，占比超过六成；1 万总吨至2 万总吨的极地邮轮约占三成；3 万总吨左右的极地邮轮占比不到一成。

国际南极旅游组织协会将极地探险邮轮分为C1 型、C2 型和CR 型这3 类[6]。C1 型载客不超过200 人，可选择的登陆点多，基本可保证每名乘客每天登陆1 次，因此最受欢迎；C2 型载客不超过500 人，允许安排登陆，但可选择的登陆点较少；CR 型载客500 人以上，不允许安排登陆，市场需求小，故今后不太可能有新订单。

抗冰设计方面，极地探险邮轮的抗冰等级主要集中于PC5、PC6，很少达到PC2。这同航线规划有很大关系，除非要深入极地内部进行专业探险，否则没有必要提高抗冰等级。

根据Cruise Industry News 的统计预测，未来5 年可能仅有5 艘极地探险邮轮订单，发展趋缓。对此，我们判断主要基于2 个方面的原因：一方面,极地邮轮旅游虽是热点，但总体量终归有限，大量新船交付后，市场是否趋于饱和也难以准确预判，船东下单的意愿不强；另一方面，极地探险邮轮的设计和建造周期相对较短，且其中不乏投机性订单，船东无需过早确认订单。

2.5 更注重品牌的个性化、辨识度

现代邮轮更注重品牌的个性化塑造，以增加品牌的市场辨识度，提升对乘客的吸引力和市场竞争力。打造特色邮轮有多种方式，比如特色主题、特色休闲娱乐设施、特色餐饮、特色外观造型等，将软文化与硬件设施相互配合、相得益彰。各家邮轮公司不遗余力，都试图通过独一无二的标志性设施凸显自己的不同，如海洋光谱号邮轮的南极球、诺唯真喜悦号邮轮的卡丁车赛道、嘉年华全景号邮轮的高空自行车等。

爱达·魔都号邮轮的船体涂装以“丝绸之路”为主题，身系“敦煌飞天彩带”，形成强烈的文化标识。艺术长廊上布置有“念念敦煌：数字敦煌走进爱达邮轮”艺术展，在“数字敦煌”的数据基础上，利用高保真复制技术近距离呈现敦煌壁画的艺术风采。该船还是世界首艘5G 邮轮，船上设有近2 000 m2的大型免税购物中心、大型海上亲子乐园、大型水上乐园、亚洲首个海上精酿啤酒工坊、8 家特色风味餐厅等，最大程度贴合了中国邮轮乘客的需求。

3 邮轮设计潜力技术方向探讨

2022 年8 月，工信部等五部委联合发布《关于加快邮轮游艇装备及产业发展的实施意见》[7]，指出要以世界主流大中型邮轮为重点，兼顾极地邮轮等专业化小型邮轮，加大总体设计和总装建造关键技术攻关，提升先进制造和工程管理能力，加强邮轮系统集成和核心装备研发，推进安全消防、清洁能源、环保材料、减震降噪等技术应用研究，全面提升邮轮安全绿色水平和质量可靠性。本文仅就作者最为关注的几个邮轮设计技术进行介绍，目前阶段这些技术的实施虽有一定难度，但很有发展潜力。

3.1 甲醇动力绿色邮轮

LNG 是清洁能源，但无法从根本上杜绝CO2和氮氧化物的气体排放，而只是一种零碳排放的过渡解决方案，其生产、运输和使用过程中的“甲烷逃逸”问题也遭受诟病。预计到2030 年，超过一半的船舶将采用LNG 动力，但之后该类船在新造船中的份额将迅速萎缩[8]。此外，邮轮燃料使用LNG 也存在不少问题：

（1）邮轮码头LNG 加注设施的完善程度不如货船码头，大多依靠槽罐车和加注船加注，加注速度慢，影响邮轮运营调度；

（2）LNG 的体积能量密度约为燃油的2/3，总热量相同的情况下，LNG所需舱容约为燃油的1.6倍，增加总布置设计难度；

（3）大型LNG 动力邮轮普遍采用C 型罐，会进一步占用更多的船体空间，甚至不得不压缩乘客和船员的居住活动空间，影响舒适性；

（4）LNG 动力装置的采购和建造成本要高于常规动力装置，对船员的素质要求更高，势必推高运营成本，增加运营难度；

（5）与其他船型相比，邮轮对于LNG 加注、存储和供气系统的安全要求更高，需运营方、海事主管机构、港口、设备商等多方合作制定相关技术标准及操作规程。

使用零碳绿色替代燃料（包括绿氢、绿氨等）是打造温室气体净零排放邮轮的根本解决方案，世界主要邮轮公司和船厂都已展开相关布局。绿色甲醇和生物甲醇虽然不是绝对意义上的零碳燃料，但其含碳量较低，还可实现整个制造、使用周期内的碳中和，因此甲醇动力邮轮的发展势头最为强劲。2023 年12 月，途易邮轮公司订造的世界首艘甲醇燃料预留邮轮“Mein Schiff 7 号”在迈尔图库下水，交付后可使用甲醇或生物甲醇。此外也有报道称，有史上最贵烂尾船之称的环球梦号邮轮被迪斯尼邮轮公司收购后，新东家已与迈尔船厂协商将原来的LNG 燃料动力改用甲醇作为动力燃料。

与其他替代燃料相比，甲醇具有如下优点[9-10]：

（1）常温常压下呈液态，易于存储、转运、加注，可使用整体燃料舱，船上布置灵活；

（2）安全性高于其他替代燃料，尤其适用于邮轮这种大规模载客的船型；

（3）原料来源广泛，可以是天然气、煤等化石原料，也可以是生物质原料；

（4）产业化程度高，国内外都具有较为完善的生产、储存、运输供应链和港口加注设施；

（5）火焰燃烧速度快，较少发生发动机敲缸问题，与其他替代燃料相比，对发动机的改造要求最低。

我国煤炭资源丰富，煤制甲醇产业已很成熟，能提供部分过渡甲醇。从长远来讲，绿色电制甲醇能带动风电制氢与碳捕捉储存相关产业链的发展，解决风电这种间歇性能源的规模化储能和调峰问题[11]。各种甲醇燃料的制备途径如图8 所示。

图8 各种甲醇燃料的制备途径

当然，甲醇也有不少缺点：

（1）能量密度低，体积能量密度为柴油的40%;

（3）具腐蚀性，蒸气有毒性，存储舱舱壁需有特殊涂层或使用不锈钢，管路需选用双壁套管；

（4）存储舱与其他类型舱室之间应设置隔离空舱，增加了布置难度；

（5）绿色甲醇制备技术相对复杂，供应量不大且成本偏高。

3.2 基于轻型材料的结构轻量化设计

邮轮对于其空船质量及重心的控制要求高。以国产首制大型邮轮为例，合同要求空船质量增加不超过0.8%，重心高度抬升不超过0.15 m。但邮轮建造程序复杂，设备、材料体量大且来源多，内装工区面积大、国内相关施工经验缺乏，加之大量使用薄板结构，钢板的正公差累积极易引起结构质量增加，这些都加大了邮轮质量及重心的控制难度。

以铝合金、纤维增强塑料（fiber reinforced plastics,FRP）等为代表的轻型材料目前正逐渐在船舶建造上得到应用，尤其是中小型船舶上层建筑整体使用铝合金和复合材料结构已有较多案例[12-14]。如下页图9 所示，爱达·魔都号邮轮顶部的3 个小甲板室以及烟囱和主桅均使用了铝合金，合计重约210 t。尽管铝合金用量不大，但由于这些处所位置较高，因此对降低重心高度尤为有利。

图9 铝合金材料在爱达·魔都号邮轮上的应用位置

图10 挪威宝石号邮轮顶部结构的FRP 替代范围示意

FRP 是由纤维增强材料与基体材料经过缠绕、模压或拉挤等成型工艺而形成的复合材料。根据增强材料的不同，可分为玻璃纤维增强复合材料（玻璃钢）、碳纤维增强复合材料、芳纶纤维增强复合材料等。FRP 密度小（相对密度为1.5 ～ 2），仅为钢材的1/5 ～ 1/4，但强度却与钢材接近；其耐腐化性好，是优秀的电绝缘体、热绝缘体，易于成形、可设计性好。但也存在弹性模量小、长久耐温性差、层间剪切强度低等缺点。

大型邮轮上层建筑庞大，结构质量约占全船结构总质量的40% ～ 50%，使用FRP 等轻型材料进行结构轻量化设计有很大的前景，但也有2 个主要难点：

（1）目前轻型材料的工程应用还局限于甲板室、舾装件等局部结构，几乎不作为参与总纵强度的主要构件，对结构轻量化设计的贡献有限，需构建轻型材料作为大型船舶主要构件的结构安全评估标准；

作为中国财税改革的亲历者和见证者，刘克崮深知个人所得税的一大功能是调节收入分配。“无论是起征点的上调，还是专项附加扣除，都有一定程度的反向操作，使得高低收入人群间的差距越来越大”。

（2）国际海上人命安全公约（international convention for safety of life at sea, SOLAS）明确只接受钢材作为不可燃材料，限制了轻型材料的应用。船舶若要使用轻型材料，需首先证明其具有足够的防火安全性，这点的难度甚至超过第1 点。

2002 年，SOLAS II-2/17 引入了替代设计和布置规则条款，允许超法规的设备、材料、设计等的实船应用，只要证明其具有等效的安全性，这为轻型材料的应用提供了转机。替代设计是一种基于目标的船舶设计方法，通过风险分析，设计者可提出符合目标和功能要求并能有效控制风险的新颖设计，从而在与规定性要求具有同等安全水平下得到新颖或特殊的布置或结构设计，这是邮轮设计所特有的核心技术和难点之一[1]。

表4 梳理了在船舶上应用FRP 与SOLAS 存在的冲突及所在条款，并指出需要从哪些技术点证明突破SOLAS 体系后，FRP 仍具有等效安全水平。

表4 船舶应用FRP 与SOLAS 条款的冲突及关注点

瑞典在复合材料夹层结构的研究方面处于世界前列，2000 年下水的维斯比级轻型护卫舰长73 m，是目前世界上最长的全复合材料舰船，其舰体、甲板、上层建筑等采用VARI 成型工艺建造的碳纤维夹层结构，具有良好的隐身性能[15]。瑞典国家技术研究院联合迈尔造船厂、挪威船级社开展了“LASS”结构轻量化研究项目，该项目以88 m 高速双体渡轮和188 m 客滚船为对象，采用轻质复合材料对原有金属上层建筑进行轻量化设计，达到了减轻质量、降低重心、提高稳性、提升航速、增加有效荷载等目标[16]。2011 年又开展了“LASS-C”项目，以挪威宝石号邮轮（93 530 总吨、15 层甲板）为对象，将其11 层以上顶部甲板、外板、舱壁、骨材等结构用FRP 代替，评估其结构强度、振动，并通过替代设计证明替代方案不损害SOLAS 要求的火灾安全性[17]。据测算，该FRP 替代方案可实现整体减重约1 200 t。

3.3 基于有机朗肯循环的主机余热回收

目前，大型船用中速柴油发动机的燃烧热量最多仅一半转化为电力，另有一半则通过废热白白浪费。这其中约25%的热量通过主机废气排失，约20%的热量通过空冷器、缸套水冷却排失，其余热量通过滑油冷却、热辐射等排失。而大型邮轮的总装机功率基本都不低于50 MW，10 万总吨以上大型邮轮的总装机功率更不低于60 MW，余热回收的潜力很大。

邮轮的余热回收以主机废气热量和缸套水冷却热量回收为主。如下页图11 所示，邮轮大多在烟道内安装废气锅炉，锅炉吸收主机废气余热后生产蒸气，提供给造水机、厨房、洗衣、空调、泳池水、日用淡水、燃油加热等的日常使用。主机缸套水冷却产生的高温淡水，可为造水机提供热源，也可通过换热器回收热能后提供日常使用。邮轮运营工况多变，在低速巡航、码头靠泊时，甚至是以服务航速巡航时，由于部分主机停机导致主机废气热量不足，废气锅炉生产出的蒸气量不能够满足日常需求。因此，邮轮还需额外配置燃油蒸气锅炉，以弥补上述工况时的蒸气需求缺口。邮轮还常配置蒸气透平，利用调配而得的蒸气驱动发电机发电，这对提升能效设计指数（energy efficiency design index, EEDI）有利。但大型邮轮的日常蒸气需求量大，尤其是造水机和酒店相关的蒸气需求量特别大，能提供给蒸气透平的蒸气量有限，其装机功率也随之受限，这也是不少邮轮没有配置蒸气透平发电机的主要原因。

图11 大型邮轮典型的主机余热回收及利用方式

大型邮轮装机功率大、余热产量高，但日常蒸气需求也高。在蒸气供给有限的现实情况下，要通过余热回收产生更多的电力，提高余热回收效率就特别重要。近年来，基于有机朗肯循环（organic Ranlcine cycle, ORC）的柴油机余热回收系统逐渐成为热点。如下页图12 所示，ORC 余热回收系统由预热器、蒸发器、透平发电机、冷凝器、工质泵和工质传输管路组成，其工作流程为：有机工质经过工质泵压缩成高压液体，先进入预热器中吸热升温，再进入蒸发器中继续吸热，蒸发成为饱和蒸气或过热蒸气，进入到透平膨胀做功、驱动发电机发电，透平排气进入冷凝器放热凝结成液态，再进入工质泵压缩，如此往复循环[18-19]。ORC 系统的工作原理与以水为工质的朗肯循环一致，区别在于前者以低沸点有机物为工质，回收效率显然高于后者，更适合低品位热能的回收。图中有机工质蒸发器的热源来自废热锅炉生产的过热蒸气，预热器的热源来自主机高温缸套水，另利用主机空冷器中的热交换加热热循环水。

图12 一种基于有机朗肯循环的主机余热回收系统

图13 某客滚船的艺术设计效果图

大型邮轮的ORC 系统实船应用还存在一些难点：首先，大型邮轮的机舱和辅机舱里设备多、布置难度大，要提升ORC 设备，尤其是膨胀机的小型化、集成化水平[20]；其次，大型邮轮的运营工况多变、余热回收场景复杂，要提升相关热力学系统的结构设计、模拟仿真和优化能力；最后，工质是影响整个热力循环关键核心因素，如何根据大型邮轮的各个应用场景及热源形式来筛选经济性好、环境友好和性能优良的有机工质仍是研究的重点[21-22]。

4 我国发展邮轮建造的难题及策略

国际上以往的经验表明：人均GDP 达到1 万美元时，邮轮市场将会快速发展。2020 年我国已全面进入小康社会，人均GDP 突破1 万美元，具备了支撑邮轮市场快速发展的经济基础。此外，邮轮旅游文化正得到越来越多国人的认可，加之东部城市人口基数大、经济发达，这些都是促进我国邮轮旅游发展的有利因素。预计到2035 年，我国邮轮市场将成为世界最具活力市场之一，邮轮乘客年运输量达到1 400 万人次[23]。未来邮轮旅游的蓬勃发展，必将需要更多的邮轮投入运营，从而推动邮轮设计、建造和配套的发展，形成良性循环，推动产业整体发展。

通过国产首制大型邮轮建造工程，我们攻克了一些大型邮轮设计建造关键技术，对大型邮轮的设计理念有了深入的理解，基本具备了大型邮轮的详细设计、生产设计和总装建造能力。目前，邮轮工程的风险正从建造端逐步向自主设计、自主配套端转移，从深化设计向原创设计转移，从能建造到高效建造转移。要成为世界邮轮建造强国，我国的邮轮设计建造还存在不少短板。

4.1 邮轮设计核心技术不足，自主概念设计及艺术设计能力欠缺

邮轮设计时，需综合考虑船舶工程、酒店工程、服务设计、艺术设计、人因设计上、背景工程等因素，总布置设计要平衡优化各个功能区的布局，因此难度远超一般船型。尤其是大型邮轮载人数量高达五六千人，安全性和舒适性要求极高，涉及安全返港、质量重心控制、振动噪声控制、超规范替代设计、主被动防火等关键技术。但如果不掌握邮轮自主概念设计能力，不能从自主船型研发的源头上把控整船技术参数，那么自主系统集成设计和自主设备选型就无从谈起，更谈不上实现核心系统、设备的国产替代。

邮轮的内部空间艺术设计、舱室艺术设计、陈列装饰设计等，均需与船舶工程设计有机融合，需船舶设计师与建筑设计师共同完成，这是邮轮设计的特色，也正是我国不熟悉的领域。同时，内装系统造价约占整船造价的1/3，溢价率巨大。如果艺术设计不能自主而仍由外方主导，那么内装材料仍只能由外方选型，国产内装材料厂家仍无法进入邮轮厂商表。在这方面，广船国际已进行了成功的尝试[24]。在其承接的“MOBY FANTASY”等豪华客滚船建造项目中，广船国际通过自主艺术设计带动内装材料国产化替代，从最初的进口材料方案到替换为国产材料方案，使内装大包报价下降约40%，同时推动了国产内装材料的认证和供应链建设。客滚船的艺术设计和内装设计难度固然不如邮轮，但思路是相通的，值得业界借鉴。

我国还缺乏邮轮设计的一些自主专用软件，包括安全返港系统设计评估软件、人员疏散撤离分析软件、火灾风险评估软件和空调热负荷计算软件等。国内机构已开展相关软件的研发，比如中国船级社牵头开发了人员撤离分析软件“COMPASS-EVA”、安全返港评估软件“COMPASS-SPA”等。只有经过大量的实船设计验证，这些自主开发软件才能达到商业软件的成熟度，解决设计工具的卡脖子问题。

4.2 邮轮建造效率和工程管控能力有待提升，建造体系尚需完善

通过大型邮轮实船建造工程，我国已建立了薄板生产智能车间、内装舱室预制车间等配套基础设施，初步构建了生产工艺体系，开发了生产信息化管理系统，邮轮建造能力突破了从无到有的门槛。但也应客观看待我国在工程项目管理、信息化、工艺标准等方面与欧洲邮轮建造强国所存在的差距。

（1）总装建造效率，交付周期偏长

以13 万总吨级的VISTA 级大型邮轮建造为例，芬坎蒂尼建造周期只需3 年左右，而国内船厂建造却需要4 ～ 5 年。不可否认，我们还只是大型邮轮建造的初学者，仅凭一两艘船的经验累积肯定不够，要克服质量把控经验不足、设计变更频繁以及现场返工率较高等诸多现实问题，仍需要一段时间。

（2）建造成本高，盈利能力不强

建造效率低、交付周期长肯定会推高人力成本和管理成本，增加资金流转压力。此外，配套供应链严重依赖国外，采购成本高、议价空间小，更是推高建造成本的重要原因。

总之，必须提高邮轮总装建造效率、缩短交付周期、控制建造成本、提升盈利能力，否则很难在国际邮轮建造市场上立足。这需要我国进一步提升生产线智能化、信息化、数字化管控水平，提升分段建造效率和精度管理水平从而压缩建造周期，补充完善包括生产工艺体系、质量管控体系、检测验证体系等在内的邮轮建造体系，尽早形成大型邮轮批量化高效建造交付能力。

4.3 邮轮配套本土化率低，本土供应链体系尚未成形

我国已是世界造船大国，但附加值较高的船舶配套产品却过度依赖进口，这在高精尖的邮轮船型上表现得尤为突出。首制国产大型邮轮的国产化率只有30%左右，远低于欧洲邮轮建造强国70%左右的本土配套水平。邮轮建造所需的核心系统及设备包括数字影音娱乐系统、大型高端娱乐设施、大功率吊舱推进器、大功率中速发电机组、大型减摇鳍、大容量海水淡化装置、大型固体垃圾收集与处理装置、大型污水收集与处理装置、超大型救生艇及垂直逃生装置、大功率冷水机组、高压细水雾灭火系统、综合电力系统、自动化及安全管理系统、厨房设备、布草设备等，以及高端玻璃、新型轻质防火板等内装材料，乃至敷料、塑料管、地毯等小件都需要从欧美进口。

欧洲的邮轮建造历史悠久，基本形成了以几大邮轮船厂为核心的邮轮配套产业集群，这特别有利于稳定配套产品供应链，保证交付期，降低运输成本。比如，蒙法尔科内船厂是芬坎蒂尼集团的主要大型邮轮建造基地，其周围就有很多邮轮配套厂，供货范围小到原材料、五金件，大到内装包、机电设备、娱乐设施等，其中不少配套厂自身就是芬坎蒂尼的产业或是与芬坎蒂尼合资建立[25]。芬坎蒂尼所建邮轮的本国配套率已接近八成（参见图14），只有约1%的配套产品需从欧洲以外的地区采购，这是我国目前难以企及的。首制国产大型邮轮的减摇鳍、蒸气透平、大部分空调设备和通风设备由芬坎蒂尼供货及安装调试，全部客舱和船员住舱的内装材料和预制卫生单元也都由芬坎蒂尼供货。此外，芬坎蒂尼还获得了4 个公区的内装大包。

图14 芬坎蒂尼蒙法尔科内船厂的配套供应商分布图

配套本土化率低的直接后果是推高配套设备及材料采购成本，影响邮轮建造的经济效益；也将增加沟通成本和供应链管控难度，甚至会影响邮轮设计建造进度。日本三菱重工建造AIDA Prima 号邮轮时出现巨亏，其中一个重要问题就出在供应链上[25]。合同签订后，由于三菱重工与阿依达在大到设计与内部装潢，小到厨房所需瓷砖、板壁种类选型、家具等级选择上都存在分歧，故最终三菱重工无奈妥协，导致大量配套设备均需采购船东指定的厂商品牌和产品，进而必须依赖进口。当时日元汇率贬值，本该带来出口盈利的汇率差优势，反而成为亏损的“毒药”。因此，我国亟需构建邮轮本土供应链体系，提升邮轮的可本土配套化率。

当然，邮轮配套本土化率提升的前提是要有质量过硬的国产产品可供选择，但目前部分国产核心系统、设备和材料的质量、型号、规格、可靠性等尚难以达到装船的要求，有的差距还相当大。国内邮轮配套市场较小、迭代频率较低，企业缺少获取相关国际认证的动力，行业认可度较低，配套设备谱系不完整，这些也都是事实。以大功率吊舱推进器为例，国内已实船应用的吊舱最大功率尚不足5 MW，而大型邮轮吊舱功率基本都在12 ～ 15 MW，两者间甚至存在代差。对此，进行一次邮轮本土配套能力的摸底很有必要。我国应全面梳理邮轮供应链，明确哪些设备已能自主可控，哪些已有较好基础、稍加努力就能自主可控，哪些有一定基础、付出更大努力后也能自主可控，哪些基础相当薄弱、短时间内不可能实现自主可控，从而有针对性地制定相关技术攻关及扶持政策。

4.4 缺乏自主运营和品牌建设能力，无法有效支撑船型研发

与单纯以载货为目的的运输船不同，邮轮是高度个性化的产品，品级档次、主题风格、航线规划、吨位规模、酒店设施、娱乐设施这些技术参数都需要有丰富的运营经验支撑，需要基于船型发展趋势、市场需求分析、经济性评估和邮轮品牌建设战略等因素综合决策。邮轮设计只有更多考虑游客的喜好、贴近游客的需求，才能受到游客的青睐，从而更具吸引力和市场竞争力。设计方要多倾听船东、运营方的意见建议，提升设计的人性化。正是考虑“人”的需求，邮轮更注重舒适性，对耐波性、振动噪声控制、风舒适性、交通便捷性、人员活动流线舒畅性、空间路径导示标识等的要求更高。

然而我国邮轮运营长期被外资邮轮公司所掌控，本土邮轮公司的规模和市场份额都很小，自主运营基础薄弱，经验积累也不多，对邮轮研发设计的支撑力度有限[26]。打造中国文化特色、满足中国乘客特色需求的邮轮船型，就必须培养专业运营团队，完善自主运营和品牌建设，才能积累运营大数据，反馈邮轮自主研发需求。

5 结 语

爱达·魔都号的顺利交付和商业运营标志着中国大型邮轮建造零的突破，这是我国邮轮装备制造的起点，也是我国摘取造船工业皇冠上最后一颗明珠、实现造船强国的里程碑。目前，世界邮轮运营市场已全面恢复，我国邮轮运营市场更值得期待。我国的大型邮轮船型开发既要关注大型化、高端化、绿色化和个性化这些发展趋势，也要关注绿色甲醇等零碳替代燃料应用、结构轻量化设计、综合热能回收等在内的技术发展方向。要加大核心技术攻关力度，掌握邮轮全流程自主设计能力，构建绿色建造、快速建造及安全建造体系，提升关键重要系统、设备及材料的可国产化替代率，打造自主运营品牌。

本文总结的邮轮船型技术特点及发展趋势，探讨的邮轮设计建造攻关方向，希望能为邮轮设计建造从业者提供参考借鉴。当然，还有诸如综合波浪增阻的线型优化，针对邮轮酒店工程的智能舱室、智慧社区技术，针对邮轮装机功率大、用电需求多且杂特点的热能综合管理系统，以及针对邮轮运营管理需求的信息综合管理系统等诸多技术，也都需要关注解决，此处限于篇幅不作赘述。