綠色船舶技術的應用與發(fā)展

王琳琳+王小平

摘 要：現(xiàn)在，船舶的能耗問題、環(huán)境污染問題愈加受到人們的關注。實現(xiàn)船舶工業(yè)界與上下游產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展、良性發(fā)展，這些問題已是迫在眉睫亟待解決的問題?，F(xiàn)在，國際海事組織連續(xù)出臺了一些新公約和新規(guī)范，也是為解決船舶的節(jié)能減排的問題。本文針對綠色船舶的技術發(fā)展的戰(zhàn)略問題進行了闡述。

關鍵詞：綠色船舶技術；應用現(xiàn)狀；發(fā)展

自上世紀60年代開始，海洋環(huán)境的保護成為世界范圍內(nèi)的日益關注的問題。隨著國際航運的日益繁榮，船舶對海洋環(huán)境污染的影響所占的比重也越來越大，IMO近幾年更是不斷推出新的、更高的要求，以強制性公約、規(guī)則的形式來加強對海洋環(huán)境乃至大氣環(huán)境的保護。越來越多的國際非政府組織、行業(yè)組織等也不斷推出新的行業(yè)標準，一些國家和地區(qū)也在醞釀著更為嚴格的區(qū)域性標準，這些對環(huán)保要求的大趨勢在很大程度上影響著船舶的設計和建造理念，決定著船舶市場競爭力。因此船舶環(huán)保技術的先進性和可靠性已成為占領航運市場的關鍵因素之一。綠色船舶或者環(huán)保船舶概念應運而生。

1 我國綠色船舶技術的發(fā)展現(xiàn)狀及主要問題

1 技術研發(fā)缺乏統(tǒng)一的戰(zhàn)略規(guī)劃

在國外經(jīng)濟、技術比較發(fā)達的國家，例如日本，面對造船工業(yè)普遍停滯不前的現(xiàn)狀，但是他們還在一直努力研發(fā)造船技術。還有韓國、歐美一些國家與地區(qū)都很關注綠色船舶的技術問題。他們在國家或行業(yè)層面做了統(tǒng)籌規(guī)劃，制定了研發(fā)的時間與研發(fā)進度。在投入實際的應用后，他們也標定了嚴格的減排措施，并且也大力支持研發(fā)的資金投入，放寬了扶持政策。日韓和歐美一些國家積極推進造船行業(yè)的新標準，同時也保持了他們在造船業(yè)的技術優(yōu)勢。針對越來越受人們重視的環(huán)境保護問題，船舶的綠色環(huán)保技術成為人們研究的重要課題，并對于研制出的新成果規(guī)定了相應的規(guī)范。我們國家在船舶技術的研發(fā)項目方面，統(tǒng)籌安排不夠，常常會有重復建設、浪費資源、耗費嚴重的問題出現(xiàn)，大大影響了我們國家綠色船舶事業(yè)的發(fā)展。

2 船舶的設計理念沒有根本性的突破

我國的船舶技術的發(fā)展，與國外先進國家相比，還有一定的差距。日韓等國家提出了環(huán)保概念的船舶設計，突破了傳統(tǒng)船舶的推進方式、外形特點、動力匹配、結構性能等范圍。而我國在綠色船舶研究方面，一是受到國際上的新公約的束縛，還有是因為自身條件與發(fā)展的原因，設計綠色船舶的方法很難有耳目一新的思路。在現(xiàn)在已有的技術基礎上，進行船舶技術的改進和優(yōu)化，盡量符合新規(guī)范，但難以跟上先進國家綠色船舶技術的發(fā)展。

3 船用配套技術基礎性研究薄弱

船舶技術行業(yè)為了達到節(jié)能高效，完成優(yōu)化設計，并符合綠色船舶的理念，改進了新的設計技術。這些節(jié)能技術的實現(xiàn)離不開配套設備的革新，例如推進系統(tǒng)效率的提高、優(yōu)化材料、壓載水減量等辦法。這些新技術的應用，對于船體強度、載貨的靈活性、船舶航行速度的保持，提高船舶效率、節(jié)約能源都有很大的改進，也盡可能實現(xiàn)綠色船舶的新理念。

4 業(yè)界主動應對國際新規(guī)范的能力不強

我國的船舶工業(yè)，總體上看，數(shù)據(jù)的積累不夠完善，缺乏研發(fā)經(jīng)驗，在國際上處于被動地位。這些年，國際的新規(guī)則、新的規(guī)范不斷涌出，也促使我國的船舶工業(yè)加強了行業(yè)管理和研發(fā)。對于困難問題重點解決，共同規(guī)范的新準則施行中，也加大了各方的力量，并獲得了一定的成效。面對我們與國外的一些差距，認識到我們和國際上海事界的事務參與的意識不夠，對于國際規(guī)則的制定和變化缺乏主動權。

2 我國綠色船舶技術發(fā)展戰(zhàn)略

1 發(fā)展思路

以滿足我國經(jīng)濟和社會發(fā)展重大需求和國際市場對船舶綠色環(huán)保要求為總體目標，結合新一輪科技革命孕育興起的發(fā)展契機，立足當前，著眼未來，加快綠色船舶技術創(chuàng)新，著力突破綠色船舶的設計、建造、營運、拆解以及配套設備的關鍵技術，提升國際市場的競爭力，推動我國船舶工業(yè)的轉型升級，助力造船強國和海洋強國戰(zhàn)略目標的實現(xiàn)。

2 發(fā)展重點

2.1綠色船舶設計技術

①設計全過程數(shù)字化，數(shù)字化設計工具研發(fā)的重點由過去服務于詳細設計和生產(chǎn)設計階段，逐步向概念設計和初步設計階段轉移，實現(xiàn)產(chǎn)品從市場需求開始直至產(chǎn)品報廢的全生命周期各個環(huán)節(jié)的數(shù)字化。

②全面應用基于人機工程的虛擬設計，幫助設計人員在詳細設計階段，測試和驗證各種設備是否便于操作和維修，各種工作空間是否滿足要求，在建造前就可最大程度地避免可能出現(xiàn)的布置、操作空間以及維修空間等問題，減少返工。

③深化并行協(xié)同設計技術，加強面向制造的設計技術（DEP）的應用，優(yōu)化與制造相關的設計流程，在設計過程中就考慮制造因素，加強系統(tǒng)集成和業(yè)務過程的協(xié)同，打通設計所和船廠之間的數(shù)據(jù)傳遞，消除信息孤島，逐步實現(xiàn)設計制造一體化，降低研制成本和縮短周期。

④構建綜合集成設計平臺，全面考慮計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助工程（CAE）、計算機輔助制造（CAM）以及維修等信息系統(tǒng)的需求，在基于共同產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型的基礎上，實現(xiàn)產(chǎn)品全生命期不同階段信息系統(tǒng)的集成。

2.2綠色船舶的建造技術

（1）采用先進的制造工藝與裝備，包括綠色加工技術（無冷卻液干式切削、數(shù)控等離子水下切割工藝及裝備、激光切割工藝及裝備、分段無余量建造技術等）、綠色焊接技術（節(jié)能焊接電源、高效焊接工藝及裝備、高效環(huán)保焊接材料等）、綠色涂裝技術（綠色涂裝工藝、環(huán)保節(jié)能涂裝設備等）等。

（2）大力發(fā)展智能制造技術，以智能制造裝備為基礎，通過加快物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等技術在船舶領域的深化應用，針對切割、焊接、部件制作、分段建造、物流等生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)以及相應的管理環(huán)節(jié)，發(fā)展智能制造技術，降低運營成本，提高生產(chǎn)效率，提升產(chǎn)品的質量，降低資源和能源消耗。

2.3 大力發(fā)展智能制造技術

（1）以智能制造裝備為基礎，通過加快物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等技術在船舶領域的深化應用，針對切割、焊接、部件制作、分段建造、物流等生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)以及相應的管理環(huán)節(jié)，發(fā)展智能制造技術，降低運營成本，提高生產(chǎn)效率，提升產(chǎn)品的質量，降低資源和能源消耗。

（2）動力系統(tǒng)節(jié)能減排技術，包括低油耗發(fā)動機技術、雙燃料發(fā)動機技術、氣體發(fā)動機技術、風能/太陽能助推技術、燃料電池應用技術、核能推進技術、氮氧化物/硫氧化物減排技術、高效螺旋槳優(yōu)化設計技術、螺旋槳/舵一體化設計技術、螺旋槳/船艉優(yōu)化匹配設計技術等。

（3）配套設備節(jié)能減排技術，包括新型高效節(jié)能發(fā)電機組、低功耗/安靜型葉片泵與容積泵、高效低噪風機/空調(diào)與冷凍系統(tǒng)、余熱余能回收利用裝置、新型節(jié)能與清潔艙室設備、高效無污染壓載水處理系統(tǒng)、新型高性能降阻涂料、船用垃圾與廢水清潔處理等系統(tǒng)和設備研制技術。

（4）減振降噪與舒適性技術，包括設備隔振技術、高性能船用聲學材料、建造聲學工藝與舾裝管理、聲振主動控制技術、艙室舒適性設計技術、結構聲學設計技術、螺旋槳噪聲控制技術等。

（5）船舶智能航行技術，包括天氣預警技術、航線優(yōu)化技術、主機監(jiān)控優(yōu)化技術、電力管理技術、遠程維護技術、船舶岸電技術等。

3 結語

總而言之，我國的船舶工業(yè)開始轉型的方向就是綠色船舶，這也是在新形勢的要求下，提高我國船舶事業(yè)在世界具有競爭力的重要途徑。21世紀，各項事業(yè)蓬勃發(fā)展，我們要抓住機遇，合作發(fā)展，積極參加國際新規(guī)范、新標準的修定，重視新技術的研發(fā)和應用，讓綠色船舶技術在我國快速發(fā)展，為我國的社會主義建設事業(yè)貢獻力量。

參考文獻

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