绿色船舶技术的应用与发展

绿色船舶技术的应用与发展

作者：王琳琳王小平

来源：《卷宗》2017年第32期

摘要：现在，船舶的能耗问题、环境污染问题愈加受到人们的关注。实现船舶工业界与上下游产业的绿色发展、良性发展，这些问题已是迫在眉睫亟待解决的问题。现在，国际海事组织连续出台了一些新公约和新规范，也是为解决船舶的节能减排的问题。本文针对绿色船舶的技术发展的战略问题进行了阐述。

关键词：绿色船舶技术；应用现状；发展

自上世纪60年代开始，海洋环境的保护成为世界范围内的日益关注的问题。随着国际航运的日益繁荣，船舶对海洋环境污染的影响所占的比重也越来越大，IMO近几年更是不断推出新的、更高的要求，以强制性公约、规则的形式来加强对海洋环境乃至大气环境的保护。越来越多的国际非政府组织、行业组织等也不断推出新的行业标准，一些国家和地区也在酝酿着更为严格的区域性标准，这些对环保要求的大趋势在很大程度上影响着船舶的设计和建造理念，决定着船舶市场竞争力。因此船舶环保技术的先进性和可靠性已成为占领航运市场的关键因素之一。绿色船舶或者环保船舶概念应运而生。

1 我国绿色船舶技术的发展现状及主要问题

1 技术研发缺乏统一的战略规划

在国外经济、技术比较发达的国家，例如日本，面对造船工业普遍停滞不前的现状，但是他们还在一直努力研发造船技术。还有韩国、欧美一些国家与地区都很关注绿色船舶的技术问题。他们在国家或行业层面做了统筹规划，制定了研发的时间与研发进度。在投入实际的应用后，他们也标定了严格的减排措施，并且也大力支持研发的资金投入，放宽了扶持政策。日韩和欧美一些国家积极推进造船行业的新标准，同时也保持了他们在造船业的技术优势。针对越来越受人们重视的环境保护问题，船舶的绿色环保技术成为人们研究的重要课题，并对于研制出的新成果规定了相应的规范。我们国家在船舶技术的研发项目方面，统筹安排不够，常常会有重复建设、浪费资源、耗费严重的问题出现，大大影响了我们国家绿色船舶事业的发展。

2 船舶的设计理念没有根本性的突破

我国的船舶技术的发展，与国外先进国家相比，还有一定的差距。日韩等国家提出了环保概念的船舶设计，突破了传统船舶的推进方式、外形特点、动力匹配、结构性能等范围。而我国在绿色船舶研究方面，一是受到国际上的新公约的束缚，还有是因为自身条件与发展的原因，设计绿色船舶的方法很难有耳目一新的思路。在现在已有的技术基础上，进行船舶技术的改进和优化，尽量符合新规范，但难以跟上先进国家绿色船舶技术的发展。

3 船用配套技术基础性研究薄弱

船舶技术行业为了达到节能高效，完成优化设计，并符合绿色船舶的理念，改进了新的设计技术。这些节能技术的实现离不开配套设备的革新，例如推进系统效率的提高、优化材料、压载水减量等办法。这些新技术的应用，对于船体强度、载货的灵活性、船舶航行速度的保持，提高船舶效率、节约能源都有很大的改进，也尽可能实现绿色船舶的新理念。

4 业界主动应对国际新规范的能力不强

我国的船舶工业，总体上看，数据的积累不够完善，缺乏研发经验，在国际上处于被动地位。这些年，国际的新规则、新的规范不断涌出，也促使我国的船舶工业加强了行业管理和研发。对于困难问题重点解决，共同规范的新准则施行中，也加大了各方的力量，并获得了一定的成效。面对我们与国外的一些差距，认识到我们和国际上海事界的事务参与的意识不够，对于国际规则的制定和变化缺乏主动权。

2 我国绿色船舶技术发展战略

1 发展思路

以满足我国经济和社会发展重大需求和国际市场对船舶绿色环保要求为总体目标，结合新一轮科技革命孕育兴起的发展契机，立足当前，着眼未来，加快绿色船舶技术创新，着力突破绿色船舶的设计、建造、营运、拆解以及配套设备的关键技术，提升国际市场的竞争力，推动我国船舶工业的转型升级，助力造船强国和海洋强国战略目标的实现。

2 发展重点

2.1绿色船舶设计技术

①设计全过程数字化，数字化设计工具研发的重点由过去服务于详细设计和生产设计阶段，逐步向概念设计和初步设计阶段转移，实现产品从市场需求开始直至产品报废的全生命周期各个环节的数字化。

②全面应用基于人机工程的虚拟设计，帮助设计人员在详细设计阶段，测试和验证各种设备是否便于操作和维修，各种工作空间是否满足要求，在建造前就可最大程度地避免可能出现的布置、操作空间以及维修空间等问题，减少返工。

③深化并行协同设计技术，加强面向制造的设计技术（DEP）的应用，优化与制造相关的设计流程，在设计过程中就考虑制造因素，加强系统集成和业务过程的协同，打通设计所和船厂之间的数据传递，消除信息孤岛，逐步实现设计制造一体化，降低研制成本和缩短周期。

④构建综合集成设计平台，全面考虑计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工程（CAE）、计算机辅助制造（CAM）以及维修等信息系统的需求，在基于共同产品数据模型的基础上，实现产品全生命期不同阶段信息系统的集成。

2.2绿色船舶的建造技术

（1）采用先进的制造工艺与装备，包括绿色加工技术（无冷却液干式切削、数控等离子水下切割工艺及装备、激光切割工艺及装备、分段无余量建造技术等）、绿色焊接技术（节能焊接电源、高效焊接工艺及装备、高效环保焊接材料等）、绿色涂装技术（绿色涂装工艺、环保节能涂装设备等）等。

（2）大力发展智能制造技术，以智能制造装备为基础，通过加快物联网、大数据、云计算等技术在船舶领域的深化应用，针对切割、焊接、部件制作、分段建造、物流等生产制造环节以及相应的管理环节，发展智能制造技术，降低运营成本，提高生产效率，提升产品的质量，降低资源和能源消耗。

2.3 大力发展智能制造技术

（1）以智能制造装备为基础，通过加快物联网、大数据、云计算等技术在船舶领域的深化应用，针对切割、焊接、部件制作、分段建造、物流等生产制造环节以及相应的管理环节，发展智能制造技术，降低运营成本，提高生产效率，提升产品的质量，降低资源和能源消耗。

（2）动力系统节能减排技术，包括低油耗发动机技术、双燃料发动机技术、气体发动机技术、风能/太阳能助推技术、燃料电池应用技术、核能推进技术、氮氧化物/硫氧化物减排技术、高效螺旋桨优化设计技术、螺旋桨/舵一体化设计技术、螺旋桨/船艉优化匹配设计技术等。

（3）配套设备节能减排技术，包括新型高效节能发电机组、低功耗/安静型叶片泵与容积泵、高效低噪风机/空调与冷冻系统、余热余能回收利用装置、新型节能与清洁舱室设备、高效无污染压载水处理系统、新型高性能降阻涂料、船用垃圾与废水清洁处理等系统和设备研制技术。

（4）减振降噪与舒适性技术，包括设备隔振技术、高性能船用声学材料、建造声学工艺与舾装管理、声振主动控制技术、舱室舒适性设计技术、结构声学设计技术、螺旋桨噪声控制技术等。

（5）船舶智能航行技术，包括天气预警技术、航线优化技术、主机监控优化技术、电力管理技术、远程维护技术、船舶岸电技术等。

3 结语