绿色船舶的最新发展

“绿色船舶”的概念最早出现于20世纪90年代中期，核心内容是在其全寿命周期中（包括设计、制造、营运、报废拆解），通过采用先进技术，能经济地满足用户功能和使用性能的要求，并节省资源和能源，减少或消除环境污染，且对劳动者（生产者和使用者）具有良好保护的船舶。

绿色船舶的内涵

绿色船舶的绿色度主要取决于设计人员的环境意识、以人为本的设计理念和营运过程中的管理力度。当前绿色船舶在设计、建造和营运中主要体现在以下几方面：

设计中，广泛采用绿色无污染材料、标准化和模块化零部件或单元；充分考虑加工制造过程中材料利用率，同时还须考虑船舶产品在营运寿命终止后，报废、拆解不会对环境造成负面影响，以及部分材料、零部件和设备能够再生利用；尽量简化工艺，优化配置, 提高整个制造系统的运行效率,使原材料和能源的消耗最少；减少不可再生资源和短缺资源的使用量, 尽量采用各种替代物资和技术。

制造中，采用绿色制造工艺，即从技术入手，尽量采用

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物料和能源消耗少、废弃物少、对环境污染小的工艺方案和工艺路线。目前最有效的绿色制造包括：绿色加工工艺、绿色焊接工艺和绿色涂装工艺。其中，绿色加工工艺包括净成形制造、干式加工、工艺模拟技术、网络技术、虚拟现实技术与敏捷制造等；绿色焊接工艺即选择使用节能焊机，采用高效、无弧光、无粉尘污染的焊接材料和方法；绿色涂装工艺即通过合理选择涂料，减少涂料品种，简化工序，提高工时效率，采用移动式涂装系统和环保型分段涂装房，实现环保型涂装作业的目标。

运营中，减少发动机氮氧化物、硫氧化物等温室气体的排放；防止燃料油、有害液体的泄漏；合理进行垃圾、污水处理；严格控制舱底油的卸载等。

此外，为了更快地推进绿色船舶的发展进程，国际海事组织（IMO）、欧盟以及一些国家也都纷纷出台各种规范、标准，从制度上确保全球海洋环境或区域海洋环境尽可能地免受污染。因此，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。

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图1 绿色船舶设计要点

新型绿色船舶研发现状

为了更好地应对日益严格的环保要求，更加积极主动地应对未来船舶市场的需求，世界各大船舶研究机构、先进造船企业以及相关机构都在加大研发力度，不断推出满足绿色船舶要求的新技术、新船型以及新动力等。目前，关于绿色船舶的研发，从基本的高效节能船型开发、到低排放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，全方位地打造着未来的新型绿色船舶。其中，新概念无压载水（或压载水箱）船舶和新型能源推进船舶最具有革新性和代表性。

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一、无压载水（压载水箱）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，以保证航行安全。目前，由于压载水的随意排放而导致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。

2004年2月国际海事组织通过了《国际船舶压载水和沉积物控制与管理公约》，制定了严格的压载水排放标准，同时，许多航运大国也加强了对压载水的监管力度。然而，海上环境保护委员会以及全球压载水管理项目组都认为当前尚无一种适于在船上治理压载水的有效方法。

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。

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1、无压载水船舶

早在2001年，SRCJ就开始对该船型进行研究和开发，应用于该船型的专利已被世界多数国家所接纳。自2003年以来，该研究工作还受到了日本船舶技术研究协会以及私人企业的支持。2005年，日本3大主要机构：三菱重工、石川岛播磨造船和日本船级社也加入了SRCJ，进行相关的研发工作。目前，无压载水船（NOBS）已被证实可以应用到现实中。

NOBS 船体设计中一个主要特征就是船底为横向倾斜的，如此设计主要是为了使船舶在无压载水的情况下拥有足够

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的吃水以保证船舶的安全航行。此外，通过加宽船体来解决排水量减少的问题。

具体来说，NOBS的船体在宽度上要比传统的船体宽：为满足吃水时的排水量，船底设计成横向具有较大倾角的形状；为分散排水量，加大了船首和船尾的面积。此外，采用小而高效的螺旋桨进行推进。自2001年以来，NOBS的研发工作已经取得了很大进展，目前从研究情况来看，可以确定的是NOBS适用于大型船舶如苏伊士油轮和VLCC（见表），并且有希望获得较好的经济效益。

2、无压载水箱船

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图2 无压载水箱船

美国密热安大学近日成功研发出无压载水箱货船（图2），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。

美国密热安大学研发的新概念船设计思路是取消压载水箱，代之以两条海水可在舱内流动的大型管道“水流箱”。当空船出港时，将大型管道的前后盖子打开，海水自然地流入,随着船出航，海水从管道自前向后流动，保持船舶平衡；货船载货航行时,将两条大管道中的海水排放掉，关上前后的盖子。

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据悉，美国海洋研究所为此提供了一笔资金，帮助密热安大学对该无压载水箱货船进行航行试验。结果证明,该船未出现任何问题，与此同时，还证明该方式可使船舶动力最大节省3％。由此测算，如果一艘3.2万载重吨级散货船满载货物从安大略湖出发驶往欧洲港口，往返航行可节省价值15万美元的燃油。研究人员表示，由于船底安装的两条大型管道中海水自前向后流动,水流可起到帮助螺旋桨推进器加快旋转速度的作用，同时节省能源。

二、新型能源推进船舶

随着全球温室效应的加剧，国际海事组织（IMO）也越来越关注船舶温室气体排放对全球温室效应的影响。在今年上半年召开的IMO第57次海环会（MEPC57）上，正式通过了国际防止船舶造成污染公约（MARPOL）附则6关于减少船舶有害气体排放规则的修正案，并单独成立了船舶温室气体排放工作组，对船舶造成的大气污染问题进行研究。船舶温室气体减排已成为全球造船界热议的话题之一。随之而来的是，各式各样新型船舶推进系统应运而生。

1、燃料电池推进船舶

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