基于陰極電位控制理論的船舶節能減排技術研究

郭巍

（武漢航道學校，湖北 武漢 430000）

基于陰極電位控制理論的船舶節能減排技術研究

郭巍

（武漢航道學校，湖北 武漢 430000）

隨著工業化發展進程的加快，大氣污染問題已經成為全球性的問題。船舶是我國主要的交通運輸方式，在其使用的過程中，可能會排放出大量的污染物，這些污染會造成海洋和大氣環境方面的污染，針對這一問題，就應該做好船舶的節能減排控制。陰極電位控制技術是利用磁化技術來進行節能減排，這項技術被廣泛應用于汽車和排污水管的防垢處理中。本文根據陰極電位控制理論，來對船舶節能減排技術進行深入探討和研究。

陰極；電位；控制理論；船舶；節能減排；技術

在人類和工業發展的過程中，地球環境已經遭到了嚴重的破壞，酸雨危害、氣候變暖、臭氧層破壞、大氣污染、水污染、固體廢棄物污染等都成為環境惡化的產物。世界各國在保護環境方面也積極做出努力，并在2009年將節能減排、發展低碳經濟作為各國發展的主要方向。

1 航運對海洋和大氣的影響

在各國經濟高速發展的情況下，運輸業顯得尤為重要，在保證安全性、運輸量和低價格的前提下，航運業成為我國貿易運輸的首選。據不完全統計，我國大約有8萬艘船只用于貿易運輸中，排水量在4億噸以上，其運輸量已經達到了世界貿易總運輸量的97%左右，在航運業發展的過程中，會耗費大量的能量，這些能量大約占世界總能耗的3%左右，并且還會給環境造成嚴重的污染。由于船舶柴油機具有較大的功率，所以產生的污染物也較多，在世界貿易總量不斷增加的情況下，經濟和環境之間的矛盾也越來越突出。

節能減排和低碳環保已經成為世界經濟發展的主要方向，走可持續發展道路是世界各國在發展過程中的共同目標。隨著船舶使用量的增加，其排入海洋和大氣中的污染物也在不斷增加，這就使海洋環境和生態環境遭到嚴重的破壞，同時也對人類的健康產生了極大的影響。隨著各國環境保護意識的增強，國際組織也在環境保護方面召開了多次會議，這些會議標志著環境保護已經成為亟待解決的重要問題。通過對全球船舶污染的調查了解到，船舶在使用中所產生的廢氣大約占大氣污染總量的10%左右，雖然船舶污染排放的污染物不是最重要的污染物，但其所占的絕對數量相當大。

2 船舶節能減排的意義

2.1 船舶造成的海洋污染

一般來說，海洋污染主要包括船舶引起的污染、海底活動污染、大氣污染、海洋傾倒等，其中船舶污染是造成海洋污染的重要因素。船舶能夠造成的主要污染包括生活污水、船舶垃圾、有害物質、有害排氣、石油制品和有毒液體等，這些污染物主要是由于事故性或者操作性進入到海洋當中。船舶污染在海洋環境污染中大約占35%的比例，由于船舶和海水存在可變性，這就導致船舶污染也存在一定的流動性和無界限性。水流和船舶的運動使海洋污染物的污染面積擴大，這就給海洋治理造成一定的困難。海洋污染不僅僅是一個國家應該面對的問題，也是具有全球性危害的問題。

2.2 船舶節能減排的意義

在柴油機發明之后，世界上幾乎全部商用船舶都將柴油機作為主要的動力，但柴油機所造成的污染十分巨大，其排放的污染物主要有HC、COx、SOx、噪聲和煙塵等。通過對商用船舶污染的調查可以看出，船舶所排放的污染物顆粒為汽車排放量的50%左右，氧化氮的排放量占全球的7%。由此可以看出，船舶造成的污染不僅危害到海洋環境和全球氣候，也嚴重影響到人類的基本生活和身體健康。面對這一問題，必須重視海洋保護和環境保護，努力做好船舶的節能減排工作，這樣才有益于人類的健康發展。隨著燃油費用的不斷增漲，船舶航運的費用也在不斷增加，所以航運公司只有做好船舶的節能減排工作，不斷提高節能減排技術，才能盡量縮小成本，從而獲取最大的經濟效益。

隨著船舶節能減排意識的深入，世界各國在船舶節能減排方面也制定了較多法律，但這些法律法規不能完全抑制某些違法排放的現象。對于我國來說，船舶的節能減排是一項重要而又艱巨的任務，在不斷完善法律法規的同時，還應該充分利用科技的力量，研制出更多船舶方面節能減排的新技術，這樣不僅有利于環境友好型社會的構建，也能夠提升航運公司的整體競爭力。

3 陰極電位控制理論在船舶節能減排方面的應用

3.1 陰極電位控制理論

3.1 .1 磁化節能技術。最早利用磁化節能的案例是在1936年，我國的漁民曾利用磁體來改變漁船中的燃油特性，以此達到降低能耗的目的。直到1945年蒸汽機防污垢技術的應用，使磁化節能技術有了進一步的發展。截止到上世紀90年代末，以歐美和日本為代表的部分國家，已經在電磁處理技術方面開展了大量的研究，并取得了一定的成果。

3.1 .2 陰極電位控制技術。永久性磁鐵所能夠產生的磁場不容易調節，為了解決這一問題，大量專業研究人員對磁化節能技術展開了進一步的研究。2008年日本的科研專家發明了陰極電位控制技術，這種技術能夠有效地控制流體中的粒子電位，從而達到清除雜質的目的。這項技術已經在下水道維護、各類車輛污染物的清理方面得到應用，并且能夠改善既有的使用效率，同時也能夠減少車輛尾氣中的污染物含量。

3.2 陰極電位控制理論在船舶應用中的可行性

3.2 .1 在對挖掘機或者小型卡車開展試驗時，如果利用陰極電位控制器，就會使車輛所排放污染物中的NOx減少，而且能夠使燃料得到充分燃燒，這樣不僅提高了能源利用率，還節約了大量能源和燃料；陰極單位控制器還能夠使車輛尾氣中的SOx減少，從而降低對環境的污染；

3.2 .2 陰極電位控制器能對潤滑油起到一定的凈化作用，從而提高潤滑油的使用效率，并且能夠實現廢油的再次利用，降低了潤滑油的浪費，也起到了能源節約的作用；

3.2 .3 由于陰極電位控制器已經在柴油發動機和挖掘機方面取得較好的節能效果，這項技術也同樣適用于船舶的節能減排中。

3.3陰極電位控制理論在船舶節能中的研究

在船舶中利用陰極電位控制理論的實踐證明，在使用陰極電位控制器以后，船舶油表的整體流量要比以往少很多。在使用陰極電位控制器以后，船舶發動機的輸出功率基本處于穩定狀態。在功率相同的情況下，使用陰極電位控制器后的流量明顯減小。在流量一定的情況下，發動機的平均功率有所降低，證明陰極電位控制的應用能夠起到節能減排的效果。在使用陰極電位控制器以后，船舶的各輸出功率段都有明顯的節能效果。

雖然陰極電位控制理論能夠在節能減排方面取得一定的成效，但這項技術的某些細節問題仍需深入研究，例如發動機的平均輸出功率趨于穩定是否和陰極電位控制理論有關。科研人員只有通過不斷的探索和試驗，才能使陰極電位控制的作用得到充分挖掘，同時也有利于其在各項節能減排工作中的應用。

4 結語

在資源日益緊缺的前提下，我國必須同世界各國一起努力，共同來完成節能減排工作，這樣才有利于資源能源的可持續發展。本文通過航運對海洋和大氣的影響、船舶節能減排的意義的分析，對陰極電位控制理論在船舶節能減排方面的應用進行了深入探討。通過分析可以了解到，陰極電位控制理論的應用，能夠使船舶排放的污染物減少，從而保護海洋環境和大氣環境。

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1003-5168(2014)03-0041-02