隨著國際性燃效標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，高效節(jié)能的環(huán)保船舶的開發(fā)一片繁榮景象。在原油價格暴漲的背景下，許多節(jié)能技術(shù)如今都已經(jīng)變得經(jīng)濟(jì)劃算。
受到國際性燃效規(guī)制和原油暴漲的影響，配備革命性節(jié)能技術(shù)的船舶接連投入了實(shí)用。
在新興市場國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展等因素的帶動下，海上運(yùn)輸量正在逐年遞增。國際海運(yùn)的CO2排放量約占世界總量的3%。相當(dāng)于德國全國的排放量。
在這樣的情況下，國際海事組織(IMO)于2011年對旨在防止海洋污染的《國際防止船舶造成污染公約》進(jìn)行了部分修正，出臺了世界上第一個針對船舶的國際燃效標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)的約束對象是國際航運(yùn)船舶，已于2013年1月生效。
標(biāo)準(zhǔn)以1999～2008年建造的船舶的單位重量距離(噸海里)的CO2排放量平均值為基準(zhǔn)。要求2013年1月以后簽約建造的船舶不得低于該基準(zhǔn)。基準(zhǔn)不僅分階段逐步強(qiáng)化，還要求現(xiàn)有船舶制定節(jié)能航運(yùn)計劃。
國際海運(yùn)的CO2因為難以界定排放的國家，一直在《京都議定書》的適用范圍之外。上述標(biāo)準(zhǔn)的出臺意味著船舶終于有了正式的排放限制標(biāo)準(zhǔn)。
而且，原油價格暴漲也推動了節(jié)能技術(shù)的開發(fā)。船舶的燃料––C重油在10多年前還是每噸100美元左右，現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到了600～700美元。日本海上技術(shù)安全研究所理事千田哲也說：“過去因成本限制而見不到天日的節(jié)能技術(shù)終于也變得劃算了”。
利用氣泡減少摩擦
日本船舶海洋工學(xué)會每年都會評選出“年度船舶”，以表彰具有革新的性的船舶。2013年，大島造船所為日本郵船建造的運(yùn)煤船“雙洋”榮獲了這一獎項。
大島造船所建造的日本郵船的運(yùn)煤船“雙洋”(左)通過采用空氣潤滑系統(tǒng)(上)，節(jié)約了4～8%的能源。
雙洋配備了最新的節(jié)能設(shè)備“空氣潤滑系統(tǒng)”：其可通過從船底吹送空氣，減少船體與水的摩擦阻力，從而降低燃料消耗。由此可使CO2的排放量減少4～8%。
但是，從船底吹送空氣的鼓風(fēng)機(jī)需要消耗電能。而且，裝載的貨物越多，吃水(水下部分的深度)越深，船底受到的水壓越大，吹送空氣時消耗的能量也就越多。在某些情況下甚至可能抵消節(jié)能效果。
為此，雙洋在全世界率先采用了“掃氣旁路”。掃氣是指因發(fā)動機(jī)的功率提高，其增壓器(渦輪增壓器)要向發(fā)動機(jī)輸出壓縮空氣。近年來，隨著增壓器性能的提升，掃氣有了余量。而把余量掃氣轉(zhuǎn)用于空氣潤滑，就可以減少鼓風(fēng)機(jī)的使用，從而大幅節(jié)約能源。
減風(fēng)阻居住區(qū)(左，前方)與老式居住區(qū)(左，后方)。三井造船的Power Assist Sail(右)根據(jù)船舶的大小改變船帆的數(shù)量。
船舶航行時受到海浪、海風(fēng)等各種阻力。一般認(rèn)為，其中船體與海水的摩擦阻力占到了50～80%。作為減少這種摩擦的技術(shù)，新的船底涂料也在開發(fā)之中。
防止藤壺等生物附著的防污涂料、通過使船體表面變得光滑以減少摩擦的低摩擦涂料已經(jīng)投入了實(shí)用。把這樣的涂料涂抹在船底，可以收到數(shù)個百分點(diǎn)的節(jié)能效果。
前面提到的千田還表示，新型低摩擦涂料也在開發(fā)之中，預(yù)計將于幾年后投入實(shí)用。船舶航行時，與船體接觸的海水會卷起微小漩渦。這就是造成摩擦阻力的原因。而使用新型涂料后，高分子(聚合物)會一點(diǎn)點(diǎn)溶解在海水中，可減少漩渦的產(chǎn)生，平穩(wěn)水流。使用模型的實(shí)驗顯示，摩擦可減少近20%。
利用風(fēng)力輔助航行
另一方面，活用自然能源的技術(shù)也得到了實(shí)用化。其代表便是三井造船于2013年完成的“Power Assist Sail(船帆)”。
這項技術(shù)是利用設(shè)置在甲板上的長20米、寬10米的鋁制可動帆捕捉風(fēng)力以補(bǔ)充推動力。可自動根據(jù)風(fēng)向和風(fēng)速調(diào)整帆的角度，有望收到2～5%的節(jié)能效果。在遭遇暴風(fēng)雨和無風(fēng)的時候，帆可以折疊收起，像普通的船舶一樣航行。而且，帆還可以在現(xiàn)有船舶上增設(shè)。如果在大型油輪上設(shè)置5～6張帆，可節(jié)能2%，那么，通過減少燃料費(fèi)，大約5年即有望收回投資。
除了船體等硬件，軟件領(lǐng)域也出現(xiàn)了推動節(jié)能的動向。
日本郵船旗下的MTI的船舶情報組長安藤英幸說：“在實(shí)際航行中，相同性能的船舶航行在同一航線中，燃效卻能相差30%。如果以天氣、海流、船舶航運(yùn)情況等龐大的信息為依據(jù)，計算出最佳的航線和駕駛方法，并通知船舶，就能大幅減少燃料的消耗量�！�
以天氣、海流、船舶航運(yùn)狀態(tài)等龐大的信息為依據(jù)，計算出最佳航線和駕駛方法，向船舶下達(dá)指示
過去，在陸上開展船舶航運(yùn)管理的操作員只是通過一天一封的郵件和傳真，定時了解航運(yùn)情況。但最近兩年左右，利用衛(wèi)星使船舶與陸地保持寬帶通信連接成為了可能。
陸上可以實(shí)時掌握發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)和負(fù)荷、船速、燃料消耗量、船體搖擺、波浪和海流的測量值等船舶的航運(yùn)數(shù)據(jù)。而船舶也可以得到航線的天氣和海流的最新數(shù)據(jù)。二者通過共享信息，可以制定出安全而且浪費(fèi)最少的航運(yùn)計劃。
作為曾經(jīng)的世界第一造船大國，日本在船舶建造量上已經(jīng)敗給中韓，現(xiàn)在屈居第三。然而，環(huán)境監(jiān)管的強(qiáng)化和原油漲價等因素或許會給日本帶來反擊的機(jī)會。因為現(xiàn)如今，把節(jié)能技術(shù)作為強(qiáng)力武器的條件已經(jīng)齊備。 |
