绿色船舶——大势所趋

绿色船舶——大势所趋王璐璐振华重工股份（集团）有限公司 海工船舶事业部[摘要] 所谓绿色造船，是一个综合考虑环境影响和资源利用效率的现代造船模式，借助各种先进技术不断创造新的建造模式、资源、工艺和组织等，从全生命周期的概念出发，始终贯彻绿色制造 的理念。

其目标是能经济地满足用户功能和使用性能的要求，使船舶从设计、制造、营运到退役报废回收的整个过程中，对空气、土壤和水体等环境的负面影响最少，资源耗费最少，且对劳动者(生产者和使用者) 具有良好保护， 同时合理选择和使用海洋装备和物流装备制造材料以减少资源的浪费和污染。

本文从理念、技术、设计等方面概述了绿色船舶的概况和未来发展方向。

[关键字]绿色船舶 环保 海洋工程0 前言绿色船舶制造技术中的“绿色”概念是出现在20世纪90年代中期的一种制造概念，其核心是保护人体健康和人类赖以生存的环境，促进经济的可持续发展。

而具体到船舶制造而言，绿色船舶制造技术则是一种综合考虑环境影响和资源利用的现代化造船体系模式，通过先进的科学技术、生产模式、工艺类型等进行辅助，以生命周期为基本概念来实现全面的绿色制造概念。

这种概念下的所制造出的船舶产品从设计、制造、运行到废弃回收的整个生命周期中对于环境的负面影响和资源消耗是最少的，并且对于使用者的安全及综合管理都有相应的保障。

这种模式就是将绿色环保的概念融入到船舶的整个生命周期及与其生命周期相关的各类问题上，其最终目标就是实现零污染、零排放。

[1]近年来，国际海事组织相继推出了目标型新船建造标准、新船能效设计指数等一系列新标准、新规范，对船舶的能效和二氧化碳排放提出了更高的要求。

未来船舶向绿色船舶方向发展已经成为大趋势。

1 绿色船舶的研发现状目前国际上“绿色船舶”的标准是在现有 SOLAS 和MARPOL两大海事支柱性公约体系的基础上进行延伸和发展的。

SOLAS 和 MARPOL 中，与绿色要素有关的规则均是绿色船舶标准的组成部分，尤其是 MARPOL 公 约以及与环境保护有关的公约规则更是体现绿色要素的重要部分。

而“绿色船舶”的发展无疑会起到保护全球环境、推动船舶制造业和航运业良性发展的作用。

对于船舶、航运业及相关企业来说，谁先实施“绿色”标准，谁就能抢占商机，取得进一步的巨大发展。

目前，关于绿色船舶的研发，从基本的高效节能船型开发、到低排高效动力推进装置的研发，再到环保无污染涂料以及轻质材料的研制，可谓面面俱到，全方位打造未来的新型绿色船舶。

以下介绍几种具有革新意义的新概念绿色船舶。

[2]1．1无压载水舱船舶通常情况下，船舶需要通过装卸一定量的压载水来维持必要的吃水，以保证船舶航行的安全。

目前，由于压载水的随意排放而导致海洋生态系统的改变和破坏的问题越来越引起人们的关注。

压载水已经被国际海事组织（IMO）宣布为海洋面临的“四大危害”之一。

为此，日本造船研究中心（SRCJ）提出了无压载水船舶，而美国密热安大学则研发出无压载水箱船。

目前，无压载水船（NOBS）已被证实以应用到现实中。

如苏伊士油轮和VLCC，并且有希望获得较好的经济效益。

1.2 无压载水箱船美国密热安大学近来成功研发出无压载水箱货船，并在大型水槽进行了试验，试验结果证实可以达到节省燃油和减排的目的，且能提高航速。

经试航实验，该船未出现任何问题，同时该方式可使船舶动力最大节省7.3%。

1.3燃料电池推进船舶技术目前挪威船级社正在开展有关船用燃料电池的全面研究工作，燃料电池动力单元的研制结合了新型电子技术、电子动力以及控制系统技术，在岸上进行动力单元的测试和认证后，进将行实船实验。

[3]中国船级社也启动了“绿色船舶计划”。

中国船级社正在研究并制定与节能减排措施实施有关的指南，船舶燃油消耗限值标准以及营运船市场准入燃油消耗限值，建立营运船舶检测体系，进行船舶燃油消耗报告制度可行性研究，提供船舶建立节能减排体系的技术服务，建立CCS能源效率评估认证体系，开展船舶认证服务。

2 绿色船舶的节能减排动力减排是船舶减排的重中之重，全球造船界也为此加快了绿色能源研究和应用的步伐。

这些能源包括风能、太阳能、生物燃料等新能源以及液化天然气(LNG)等清洁能源。

2.1 LNG能源由于LNG 与原油相比，经济性更优，适用性更强；与其他新能源相比，在现阶段，更具有推广应用价值。

多年来，挪威船东、咨询公司、船厂以及相关权威人士一直关注于LNG 燃料船相关技术的研发，不断地将LNG 燃料应用到除LNG 船以外的船舶上。

LNG 能源在船舶的应用比传统燃料价格低，应用经验成熟，由于内河、沿海港口和码头更容易建立LNG 加注站，更便于运营中小型LNG 动力船。

因此，小型LNG 动力船在内河和近海区域的应用和推广将走在前列。

目前，我国首个水上LNG 加注站已开始试运行，多个加注站处于建设和审批环节；“气化长江”柴油机一LNG 双燃料船舶改造项目已完成多艘船舶的改造试航工作。

随着双燃料柴油机技术的进步和加气站建设逐步完善，LNG 作为船舶燃料将具备推广条件。

我国渔业船舶能耗占渔业总能耗的80%以上，每年消耗柴油800 多万吨，渔船节能减排对促进渔业结构调整、减少环境污染、保护渔业资源具有重要意义。

在不对柴油机作大改动的前提下，柴油——LNG 混燃技术是促进渔船节能减排的一条可行之路。

经过LNG 混燃技术在渔船应用项目的试验和实船试验表明混燃技术完全可靠，柴油替代率大于70%，燃料费用降低0%以上，有害气体排放明显减少。

我们应加快渔船LNG 燃料动力改造技术应用及安全保障问题的深入研究，使渔船LNG 燃料动力设计、安装、检验有法可依，促进清洁能源在渔船应用和渔业持续发展。

2.2可再生能源在石油钻井平台中的应用海上石油钻井平台电力系统为整个海洋石油开采系统提供能源和动力，目前其通常采用常规的柴油或燃气发电机组，不但消耗巨量的宝贵能源，而且污染环境。

海洋中蕴藏着丰富的可再生资源，其中有的技术已经非常成熟，我国船舶工业应加强这些新能源的研究和应用，使基于可再生能源的电力推进系统为海上石油钻井平台供电成为现实。

[4]3 绿色船舶制造技术3.1绿色材料及可回收性材料的使用在船舶的整体生命周期中，对于环境影响较为严重的主要是材料本身的污染及不可回收的材料污染两大类。

其中材料本身的污染主要分为焊接、涂装作业等，其后期的不可回收材料污染主要为各类绝缘材料的污染，因此在具体的绿色船舶制造技术的材料选择和使用中也主要针对这两个方面。

3.1.1材料自身污染在焊接材料方面，电弧高温燃烧下，焊接所引起的烟尘一方面会对空气造成严重的污染，还会对操作人员的身体健康造成危害，因此在绿色制造技术中会选用高效焊接工艺的材料，并保证材料的低毒和低烟。

在涂料的选择上，船舶的涂装工艺主要分为钢板预处理和二次除锈涂装，为了减少资源的浪费，一些发达国家很少会进行二次除锈涂装，我国也引进了这种方式，尝试减少二次涂装。

通过跟踪补涂技术在露天平台对钢板进行一次性涂装，当然这种方式对材料的而要求比较高，而且传统的溶剂性涂料对环境的污染较高，因此在涂装过程中选取无污染的水性涂料等进行涂装。

另外船舶产品的外板水下涂料也有一些绿色特性的涂料，可以避免海洋生物附着，也不对海洋造成污染，例如金属粉末涂装材料等。

3.1.2材料回收问题在绝缘材料的选择上，必须具备防火、保温、隔音等特性，因此在传统的船舶产品中，大量应用了矿棉、玻璃棉等用于内装，这样在船舶生命周期结束以后保温材料成为废弃物，且矿棉、玻璃棉本身有不可降解，会对废弃物堆积地造成水质和土质的污染和影响，因此在绿色船舶制造技术中，对于绝缘材料的选取上通常采用具有环保、可降解性的绿色复合绝缘材料。

3.2标准化及模块化的单元设计在绿色制造概念当中，标准化和模块化的设计可以通过计算机的互换虚拟特性来实现，并通过其可视性进行相应的仿真实验，来保证性能上的要求。

这种单元设计可以大幅提升复合零件的连接简化，从而降低零件数量、降低装置的安装难度，通过合理的结构布置，能够提升材料的利用率，并同时提升总体设计的工艺性和加工型。

这不但大大提升的船舶产品的总体性能和工艺，同时也降低了能源和材料的消耗，使结构特色更倾向于易回收复用的方向，方便产品的后期维护，延长使用寿命，降低维修维护费用，从而总体的提升资源利用率和成本投入。

3.3远程协同设计高速互联网的使用缩短了设计者、制造者与环保工程师之间的空间距离，加速了船舶产品设计过程中各个责任要素之间的沟通，从而能够更为便捷的对整个设计结构和过程进行更为有效的协调、优化，减少产品生产过程中的重复、浪费等现象，有效节约资源的使用，提升产品的周期。

3.4绿色能源的大范围使用船运业的传统能源消耗主要集中在制动能源上，但随着总体的发展，其中的附属产品的使用污染也成为较为严重的问题，绿色能源的使用全面的降低了船舶生命周期当中各类能源消耗项目的污染状况，尤其是一些纯绿色能源的使用更是能够在理论上达成零排放的要求，这个特点将船舶制造技术中相关生命周期全过程电最大的污染问题进行了解决。

绿色船舶在设计、建造、营运以及后期的报废拆解过程中都要严格地遵守各项规范、标准的要求，同时还须密切关注未来将要颁布、执行的各项规范、标准，做到未雨绸缪。

[5]4 结语未来的绿色船舶将既是世界前沿科技发展的产物，又是人类环保意识、理念提升的体现。

绿色船舶的实现不是一朝一日就能完成的，它的实现更取决于人们的环保意识的增强。

船舶从最初设计、建造、营运到报废拆解每一个过程中的每个细节、每个环节都与人的环保意识密切相关，因此，“以人为本”将是未来绿色船舶发展的前提条件。

在我国，绿色制造概念最先被机械制造行业所接受，并得到推广。

船舶产品制造是社会化的一项综合性系统工程，绿色制造不仅是一种制造模式，更是一种思想、理念。

绿色制造更多的是创造社会效益，保护地球环境最终受益的还是人类本身。

[6]在我国，开放式的经济环境和进出口贸易的大幅发展，使得船舶制造业本身的发展前景一片大好，而且随着我国亚洲造船中心的地位提升，绿色船舶制造技术这一与国际造船业相接轨的发展趋势必然成为未来的主流。

[参考文献][1]王世明.绿色船舶的现状和发展前景分析.2008,183(49),48-57.[2] 曹关桐.绿色船舶.航海.1993,6,27-28.[3]洪和平.绿色船舶制造技术的发展趋势.广东造船.2007,3,1-2.[4] 桂雪琴.船舶节能减排要走技术流.中国船舶报.2013,11,6,[5] 蔡薇.绿色船舶技术[M].武汉理工大学出版社.2013,6,1.[6]马光雄.漫谈绿色船舶.交通世界.1996,1,32-33GREEN SHIP –AN IRRESISTIBLE TREND OF SHIP DEVELOPMENTWang LuluAbstract:A good international and domestic economy environment has provided a broad space for our country’s development of the ship industry. As the special working conditions，the higher demand may be proposed aiming to the ship design，manufacture，the corrosion resistance，reliability，energy consumption and environmental pollution as well as some other performances. Therefore，it is necessary to implement the green concept in the entire life cycle of the ship design，manufacture and the use. This paper summarized the present situation of our country’s green design and of manufacture in ship industry，which provided the reference for the professional. Key words: Green ship Marine engineering Environmental protection。