船舶能效设计指数的公式简析

公式中分母部分计算船舶的载重量与该载重量下的航速 的乘积，并考虑了因为技术规范要求、恶劣海况等对船舶载重 吨、航速的限制因素，记为 ε。
基于以上公式分析，EEDI 计算公式可以简化为式（2），即 船舶各部分 CO2 排放量总和与船舶载重和航速乘积的比值：
EEDI 计算值要小于规范要求的标准值，其值越大，表ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ船 舶能效水平越低，反之，则能效水平越高。
近年来，随着世界贸易的发展，民用船舶日益大型化，其功 率增大、航速提高，导致了温室气体大量排放。为了能够加强控 制船舶温室气体的排放，IMO 提出了船舶能效设计指数的概 念，并在 MEPC 第 62 届会议上通过了《国际防止船舶造成环境 污染公约》（MARPOL）附则 VI 有关船舶能效规则的修正案，确 定船舶能效设计指数于 2013 年 1 月 1 日生效实施。
对于配备主机功率小于 10000KW 的船舶：
（3）
（2）
（4）
收稿日期：2012-08-17 作者简介：王志炎（1967-），男，江苏南通人，常务副总经理，从事船舶设计与制造研究。
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规范将逐年提高 EEDI 标准，强制促使船舶设计改善和优 化，降低 EEDI 值，进而强制 CO2 排放控制。
二、计算公式各参数意义
（一）船舶的运载能力 Capacity 根据船型的不同，对 Capacity 的定义也不同：对于干散货 船、液货船、气体运输船、集装箱船、滚装船和普通货船，Capaci－ ty 为船舶载重；对于客船、客滚船，Capacity 为船舶的总吨；对于 集装箱船，Capacity 为载重吨的 65%。 （二）船舶的航速 Vref Vref 是假定在无风浪、主机 75%额定功率以及最大设计载 重条件下的航速。 （三）船舶的功率 P 1.主机功率 式（1）中 PME 取主机的额定功率 MCR 的 75%，如果船舶配 备了轴带发电机，还需要减去相应功率，计算公式为：PME=0.75 （MCRME-PPTO），其中 PPTO 为每台轴带发电机 75%输出功率除以 该轴带发电机的转换效率。 2.辅机功率 式（1）中 PAE 表示为保障船舶在正航最大海况下以一定航 速（Vre）f 和载重（Capacity）运营所需的辅机功率，根据船舶主机 功率的不同，PAE 分别按照以下经验公式进行计算： 对于配备主机功率大于 10000KW 的船舶：
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3.轴带马达输出功率 式（1）中 PPTI 为每台轴带马达额定功率 75%除以每台发电 机的加权平均效率。如果船舶设有兼用的 PTO/PTI，则应根据船 舶在海上的常规运营模式来确定在计算中使用哪个参数。 4.新能效创新技术减少的主机功率 式（1）中 Peff ，表示表示采用了能效创新技术而减少的主机 功率的 75%。 5.新能效创新技术减少的辅机功率 式（1）中 PAEeff ，表示主机在 PME 状态下，因为采取能效创新 技术而减少的辅机功率，目前相关的主要能效创新技术是主机 废热回收系统，可以利用回收主机废气中的能量进行发电等， 进而代替或减少部分辅机功率。 式 （1） 中 SFC 值需要根据 ISO 1555：2002 和 ISO3016-1： 2002 及标准低热值燃油进行修正，主机、辅机燃油消耗取值方 法如下：1）SFCME，取主机 NOx 技术文件中主机 75%额定功率或 扭矩下的燃油消耗率。2）SFCAE，取辅机 NOx 技术文件中主机 50%额定功率或扭矩下的燃油消耗率。 （四）碳转换系数 CF CF 是基于燃油中的含碳量将船舶消耗的燃油转换成 CO2 的排放量，用 t-CO2/t-Fuel 表示。CF 主要取决于所选的燃油种类。 （五）修正系数 fj— ——用于补偿船舶特殊设计因素而考虑的修正系数，对 于冰区加强的船舶，可根据 MEPC 62/5/4 Annex 1 中给出的公式进 行计算，目前主要适用于油船、干货船和杂货船，其他船型取1.0。 fw—— —船速修正系数，是非量纲系数，考虑了浪高、浪频、风 速等不良海况导致航速降低的因素。该值可由船模试验获得或 通过标准曲线求取。IMO 正在制定模拟试验和标准曲线指导性 文件，在这些文件没有完成以前，应该取 1.0。 fi—— —最大设计载重修正系数，是指因技术或规定要求对 船舶装载能力的限制，目前只对冰区加强船舶制定了相应的取 值标准，对于其他船型，其 fi 取值 1.0。 feff— ——创新能效技术可用系数，如果采用废热回收系统，则 该系数取值为 1.0。
式（1）中分子部分计算船舶运行中消耗燃油转换成 CO2 排 放的量，可以分以下四部分：
（1）部分为船舶以一定航速装载一定载重航行时，主机消 耗燃油换成 CO2 排放量，记为 α；（2）部分为保证主机在第一部 分所述状态下，辅机燃油消耗转换成 CO2 的排放量，记为 β； （3）部分为当船舶设有轴马达和废热回收系统时，贡献的轴功 率与辅机燃油消耗乘积，转换成 CO2 的排放量，记为 γ；（4）部分 为采用新节能技术减少燃油消耗所转换成的 CO2 排放量 δ。
Capacity：船舶的载重；Vref：航速；P：功率，PME、PAE、PPTI、PAEeff、 Peff 分别表示主机功率、辅机功率、轴带马达功率以及采用能效 创新技术而减少的主机功率、辅机功率；SFC：燃油消耗，SFCME、 SFCAE 分别表示主机燃油消耗、辅机燃油消耗；CF：碳转换系数， CFME、CFAE 分别表示主机燃料、辅机燃料的碳转换系数；fj：用 于补偿船舶特殊设计因素而考虑的修正系数；fw：船速修正系 数；fi：船舶最大载重修正系数；feff：创新能效技术可用系数；n：表 示主机、辅机等设备数量；
一、计算方法及意义
船舶能效设计指数，是衡量船舶效能水平的一个指标，利 用 CO2 排放量和货运能力的比值表示船舶的能效，即根据船舶 在设计最大载货状态下，以一定航速进行所需推进动力以及相 关辅助功率所消耗的燃油计算出的 CO2 排放量。
式（1）为“船舶能效设计指数计算方法临时导则”中提出的 EEDI 计算公式，其中：
的设计提出了更为严格的要求。基于此，概述船舶能效设计指数的意义、计算方法、验证过程，以及船舶能效设计指数对
船舶设计的影响，以期提高我国在国际船舶市场中的影响力，推动我国早日成为造船强国。
关键词：能效指数；计算方法；船舶设计
中图分类号：U66
文献标志码：A
文章编号：1000-8772（2012）19-0138-02
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2012 年 第 10 期（总第 406 期）上
船舶能效设计指数的公式简析
王志炎，曲永华
（大连中远川崎船舶工程有限公司，辽宁 大连 116052）
摘 要：船舶能效设计指数将于 2013 年 1 月 1 日生效，旨在通过法规强制控制船舶温室气体 CO2 的排放，并对船舶