我國船舶節能減排研究

摘要：雖然我國航運事業蓬勃發展，造船能力不斷提高，但是和歐美發達國家比差距很大，在節能減排技術創新方面差距很大，投資少，研究環境低迷，很多減排技術只能依賴進口。我們迫切需要喚醒節能減排意識，全面深化開展綠色船舶節能減排研究，積極參與國際標準的制定，改變我國船舶行業在標準規范領域的落后狀況，以增強我國船舶行業在國際上的競爭力。國內航運公司船舶標準化程度相對較低，落后的船型多，專業化船舶比例小。目前我國老舊船舶能源利用率低，船舶燃料中硫含量和排放廢氣的控制要求處于較低水平，這就造成了能源的浪費和大氣污染。

關鍵詞：研究意義；創新點；技術路線

一、 研究意義與必要性

實現綠色航運是我國綠色交通體系的目標之一，交通行業一直是造成污染和溫室氣體排放大戶。近年來，航運事業蓬勃發展。船舶大型化發展和建造數量成倍增長，能源的消耗和廢氣廢熱的排放不斷加劇。我國政府越來越重視環境污染問題，增強了治污的決心，增強了治污的措施和法規，已經向世界做出了承諾和行動，節能減排工作已經成為基本國策。

二、 研究主要研究內容

根據MARPOL 73/78 附則VI（防止船舶污染國際公約）“防止船舶造成空氣污染規則”修正案和《氮氧化物技術規則》修正案以及《船舶能效管理計劃（SEEMP）》管理措施：

1. 優化節能型船舶設計：在滿足船舶使用的條件下，優化船體線型設計與船型，使船舶阻力小、裝載效率高、選配耗油量小的主機，達到船、機、槳、舵的最佳配置，從而提高船舶的推進效率和運輸效率，減少燃油的消耗和運營費用。

2. 隨著電子計算機的發展采用風帆助航：用計算機自動控制風帆的操縱及風帆與動力裝置的優化配合已成為現實，但由于風能的使用效率還較低，目前有一定的局限性。

3. 采用玻璃鋼材料制造船舶：玻璃鋼船舶表面光滑阻力小，船自重輕，航速快、穩性好、抗風能力強。建造玻璃鋼船舶應以小型船舶為主，如漁船、海事巡邏艇、游艇，玻璃鋼船比同尺度鋼質船舶節省燃油可達10%，維修費用也會降低。

4. 選用低轉速、大直徑、高效率螺旋槳，提高螺旋槳推進效率，與主機匹配達到最佳機、槳配合發揮最佳推進效率。采用主機軸帶發電機，柴油機在部分負荷工作時經濟性差，耗油量大；采用主機軸帶發電機，可使主機工作在效率高的運行區域，提高了效率，可能減少柴油發電機組。

5. 主機廢氣余熱節能技術：通過廢氣鍋爐產生蒸汽，滿足船上燃油、滑油、淡水的加熱和日常用途。在大功率船舶上，由于排氣余熱量大，產生多余的蒸汽可用于蒸汽輪機的余熱利用系統，可使船用電力系統輸出電量增加30%左右。主輔機冷卻水余熱可作為制淡裝置的熱源、加熱器的熱源、吸收式制冷裝置的熱源。

6. 長期在短航線營運的油輪，輔鍋爐的燃油消耗量可以占到船舶消耗燃油總量的70%甚至80%以上，選用可靠性高、熱效率高，智能化的柴油發電機組和輔鍋爐，可以解以燃油消耗量占據大比例的問題。

三、 研究主要創新點、先進性

通過實船測量與科學統計，分別制定出不同的油耗標準：a. 平均每小時耗油量。b. 船舶耗油量和創造的收入之比。通過實際產出與投入之比，反映出船舶的生產效率，也反映出能源利用水平。對同一時間船與船之間的能源系利用率進行橫向比較，對同一船舶在不同時間內能源利用率的縱向比較，可以進行節能效果分析。

1. 最低燃油消耗率航速，最低燃油費用航速，最高盈利航速是考核節能減排時最低燃油消耗率航速最常用的方法。一般認為拖輪、游艇等沒有必要使用經濟航速，因為航程短，任務急，使用經濟航速的可操作性低。就拿接送引水員來說，引航站的計劃是按照靜水額定航速計算的。提前一小時出發，在逆潮和平潮時一般可以準時到達，而順水時同樣的航程就會提前二十分鐘左右到達，節約的燃油顯而易見。

2. 提高操作技能：操車時加車太猛，過急煙囪冒濃黑煙，黑煙的主要成分為不完全燃燒的油分子顆粒和炭黑。如果能讓這部分黑煙完全燃燒就可以節省一點燃料，每次節省一點點一年下來就是一個巨大數量。盡量避免緊急情況的發生，避免猛然加車、平穩變速、冷車慢行、盡量多用舵少用車、規范操作，做到以最小的車發揮最大效用。

四、 研究方法和技術路線

通過研究“綠色”為重點。船舶油耗監管系統和科學引領，研究降低能源的消耗及尾氣排放。

1. 船型開發以“綠色”為重點：從船舶設計方面看過去單一講求環保，注重船舶安全向注重“高效、減排、循環再利用、再生、清潔能源，本質安全，人居適宜”等全面綠色新標準轉變。在這一新標準引領下，海洋科考船，海上保安和海洋油氣開發等特定用途的船舶向功能多元化的方向發展。研究多功能復合船型，電力或噴水推進船型。隨著燃料成本到上漲及整個行業對環境保護關注度的提高，低能耗船舶將適應形勢發展，更加節能的智能性船舶需求越來越大。

2. 我國漁業船舶能耗占漁業作業總耗能的80%以上，每年消耗柴油八百多噸，漁船節能減排對促進漁業結構調整，減少環境污染，保護漁業資源有重要價值。推進柴油—LNG混燃技術，在不對柴油機大改動的前提下促進漁船節能減排。混燃技術完全可靠，柴油替代率大于70%，燃油費用降低20%以上，有害氣體的排放明顯減少，加快漁船LNG燃料動力改造技術，同時船舶節能環保技術、余熱回收技術、節能泵技術、節能空調技術、新型能源技術，促進清潔能源在漁船應用。

可再生能源在石油鉆井平臺有應用前景，海上石油鉆井平臺的電力系統為整個海洋石油開采系統提供能源和動力，海洋中蘊藏著豐富的可再生資源，其中的技術已經成熟，推行可再生能源的電力推進系統為海上石油鉆井平臺供電成為可能。

3. 科技引領，增強環保意識：在日常生產運行中采取用節能監測和控制等新技術，提高用電、用水、用氣的效率，使用高效、節能的電動機、鍋爐、風機、泵類新設備，淘汰落后的高耗能的設備。采用無余量切割裝配先進工藝，減少材料浪費。要經常檢查管線，及時解決“跑、冒、滴、漏”問題。盡管中國船級社頒布了《綠色船舶規范》和《船舶能效管理認證規范》，但這些規范尚處于自愿實施階段，建立“可監測、可匯報、可核查”（MRV）機制，建立全國統一的船舶能耗與碳排放信息管理平臺。

作者簡介：

李成海，副教授，山東省濰坊市，山東交通職業學院。endprint