綠色船舶的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)分析

任家俊　林天豪

摘 要：社會(huì)的日益發(fā)展，促使著各行各業(yè)的錚錚向榮，其中的船舶制造業(yè)也在以迅猛的速度持續(xù)發(fā)展中。船舶所在的特殊環(huán)境使其對(duì)各方面有著嚴(yán)格的高要求，如何發(fā)展船舶行業(yè)，如何減少船舶帶來(lái)的海洋環(huán)境污染等問(wèn)題得到了關(guān)注，“綠色船舶”的理念也隨之被提出。本文就當(dāng)前的綠色船舶現(xiàn)狀加以說(shuō)明，并簡(jiǎn)要分析了其未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，希望為我國(guó)的船舶行業(yè)提供參考。

關(guān)鍵詞：綠色船舶；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類(lèi)號(hào)：F426.474 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）10-0005-01

當(dāng)今社會(huì)是個(gè)大和諧的社會(huì)，各國(guó)之間相互交流，共同促進(jìn)發(fā)展，不僅體現(xiàn)在文化軟實(shí)力方面，而且在經(jīng)濟(jì)資源的交流和溝通也呈現(xiàn)互利互助的現(xiàn)狀。船舶作為這種交流與溝通的重要交通運(yùn)輸工具，它的發(fā)展對(duì)每個(gè)國(guó)家都至關(guān)重要。各國(guó)對(duì)國(guó)家海運(yùn)事業(yè)發(fā)展的關(guān)注力日益提升，對(duì)船舶的數(shù)量、質(zhì)量、功能設(shè)計(jì)還有環(huán)境污染也保持著持續(xù)的較高重視，尤其是船舶引發(fā)出的海洋環(huán)境污染問(wèn)題，是當(dāng)前國(guó)際社會(huì)的重點(diǎn)關(guān)注問(wèn)題。因?yàn)樵絹?lái)越多的關(guān)注，所以各國(guó)對(duì)船舶業(yè)和航運(yùn)業(yè)也采取了一定的措施，如制定相關(guān)法律制度進(jìn)行約束，促使船舶的發(fā)展朝向低成本、低資源利用、環(huán)境保護(hù)的綠色船舶上發(fā)展，因此研究綠色船舶的發(fā)展現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)變得既有意義也有價(jià)值。

1 綠色船舶的的概念和現(xiàn)狀

所謂綠色船舶，在概念上是指充分利用發(fā)達(dá)的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，使其在設(shè)計(jì)階段、制造階段、運(yùn)營(yíng)階段都能讓船舶達(dá)到能源消耗減少且安全環(huán)保。綠色船舶的“綠色”有著許多標(biāo)準(zhǔn)和要求，它與普通的船舶不同，首先在自身標(biāo)準(zhǔn)的界定上就要符合綠色理念，其次在船舶的整體設(shè)計(jì)上，從建造伊始、完成到后期運(yùn)營(yíng)，直至船舶最后的拆解這一整套的流程中必須使用綠色技術(shù)，不僅如此，船舶使用標(biāo)準(zhǔn)需達(dá)到低排放、低耗能、低污染、高能效以及安全環(huán)保，以上的要求均得到滿足才可稱(chēng)之為綠色船舶。這種綠色船舶的概念讓大家耳熟能詳，但是關(guān)于其概念的由來(lái)很多人知之甚少。綠色概念是從兩大公約體系中延伸而來(lái)，這兩大體系就是國(guó)際上存在的兩大海事支柱公約體系SOLAS和MARPOL，綠色船舶的基本概念和基本規(guī)則制定也是由這兩大體系產(chǎn)生出來(lái)的，其公約體系的存在保證了船舶在建造過(guò)程中能充分展現(xiàn)綠色元素。另一方面，國(guó)際經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展對(duì)海洋環(huán)境污染問(wèn)題勢(shì)必有著一定的影響，就目前來(lái)看，國(guó)際海洋環(huán)境問(wèn)題正進(jìn)入瓶頸階段，國(guó)際出臺(tái)的專(zhuān)業(yè)性報(bào)告為船舶業(yè)的負(fù)責(zé)人敲以警鐘，使其加大對(duì)此問(wèn)題的關(guān)注，切實(shí)重視近十年來(lái)因二氧化碳排放量上升而造成空氣質(zhì)量下降的現(xiàn)象，并采取相應(yīng)措施。

1.1 采用綠色船舶燃料

首先要做到“綠色”，在船舶燃料上就要有所適當(dāng)?shù)剡x擇，近幾年較為提倡的綠色船舶燃料是一種液化天然氣燃料，即LNG燃料船舶，這種燃料沒(méi)有氣味、沒(méi)有味道、沒(méi)有毒性、沒(méi)有腐蝕性、安全性能較高、重量輕，能有效減輕燃料重量，也降低船舶的整體重量，它的價(jià)格成本較低，在減少污染氣體的同時(shí)又能做到廉價(jià)環(huán)保。眼下液化天然氣燃料的研究一直受發(fā)達(dá)國(guó)家的關(guān)注，它的主要特點(diǎn)就是重量低，產(chǎn)生的有害物質(zhì)少，也能減少能源消耗，從而做到保護(hù)環(huán)境。

除LNG這種液化天然氣燃料得到很多關(guān)注之外，一種船用燃料電池也值得期待。這種燃料電池是由新型電子技術(shù)、電子動(dòng)力以及控制系統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合，又經(jīng)過(guò)測(cè)試、實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)這種燃料電池比柴油船舶產(chǎn)生的效益高達(dá)50%左右，既不會(huì)產(chǎn)生噪音也不會(huì)產(chǎn)生污染排放，對(duì)船員的工作環(huán)境起到改善作用。另外，燃料電池有著設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便、移動(dòng)構(gòu)件少，成本低的優(yōu)勢(shì)，但仍然存在一定缺陷，如使用這種燃料電池在初期的投資上勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生相對(duì)較大的數(shù)額，但其未來(lái)的發(fā)展?jié)摿Σ豢尚∮U。

1.2 無(wú)壓載水船舶

若想使船在航行過(guò)程中保持安全，一般情況下，船舶會(huì)卸裝一定量的壓載水保持吃水情況，這種利用壓載水的排放方式對(duì)生態(tài)平衡造成了一定程度的破壞。為了避免這種錯(cuò)誤的持續(xù)發(fā)生，機(jī)構(gòu)研究出無(wú)壓載水船舶，船底上設(shè)計(jì)有一個(gè)橫向傾斜，為了保證即使船舶在沒(méi)有壓載水的情況下也可以吃水正常航行。

與傳統(tǒng)船舶相比，無(wú)壓載水船舶有較寬的船體、水平方向傾角較大的船底、面積被擴(kuò)大的船首船尾，這些設(shè)計(jì)的不同都是為了分散排水量，安全解決排水量問(wèn)題，另外，選擇規(guī)格較小但效率高的螺旋槳實(shí)施推進(jìn)有利于無(wú)壓載水船舶的運(yùn)行。當(dāng)前，從2001年無(wú)壓載水船舶研究開(kāi)始，其成果和應(yīng)用都帶來(lái)了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1.3 無(wú)壓載水箱船舶

這種無(wú)壓載水箱船舶在進(jìn)行了試驗(yàn)之后，被很好地證明了其在有效減少燃料消耗和減少排放污染方面的作用，最大程度上地減少了船舶動(dòng)力。無(wú)壓載水箱船舶的設(shè)計(jì)理念是借助使用大型管道和水流箱在沒(méi)有壓載水箱的作用下，讓海水能夠在船艙內(nèi)流動(dòng)?；玖鞒淌强沾霭l(fā)之際，打開(kāi)大型管道的前后蓋，使海水從前到后在管道中流動(dòng)保持船體平衡。將貨物從船舶上卸下時(shí)，排出大管道內(nèi)的海水，再關(guān)閉蓋子。利用這種船舶運(yùn)行方式，證明了水流在幫助螺旋槳加快推進(jìn)器旋轉(zhuǎn)速度的同時(shí)，也做到耗能和安全環(huán)保的作用。

2 綠色船舶的發(fā)展趨勢(shì)

2.1 零污染零排放

綠色船舶強(qiáng)調(diào)的是綠色安全環(huán)保，在綠色船舶中使用的可再生能源能很好地做到這一點(diǎn)。能量的相互產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化形成的水蒸氣和熱，不會(huì)為環(huán)境帶來(lái)任何污染。利用LNG液化天然氣燃料和燃料電池進(jìn)行推進(jìn)，有效避免了噪音污染；船體結(jié)構(gòu)的改變消除了船舶壓載船水帶來(lái)的環(huán)境污染。總體來(lái)說(shuō)，綠色船舶在有效提高航行的靈活性時(shí)注重了環(huán)保節(jié)能，為未來(lái)的發(fā)展提供方向。

2.2 各種清潔能源的使用

各項(xiàng)清潔能源、可再生能源，如太陽(yáng)能、風(fēng)能和波浪能等都可以充分利用在綠色船舶中，船舶可以通過(guò)這些能源的循環(huán)利用實(shí)現(xiàn)“綠化”作用。具體來(lái)說(shuō)，可以在船帆上設(shè)置太陽(yáng)能電池板，在不需要風(fēng)力推進(jìn)的情況下，調(diào)整船帆方向和角度獲取更多的太陽(yáng)能，太陽(yáng)能再被轉(zhuǎn)化成電能，致使充分利用。采用輕質(zhì)合成材料制作的船帆，對(duì)船帆進(jìn)行一系列向上、向外折疊、旋轉(zhuǎn)桅頂?shù)冉嵌绒D(zhuǎn)換，使其保持在最佳位置，使船帆能夠直接收集到拖曳力、升力或者合理形成的風(fēng)能。波浪能則是通過(guò)科學(xué)的設(shè)置減搖鰭，使其能與船舶的相對(duì)運(yùn)動(dòng)結(jié)合起來(lái)，通過(guò)波浪能轉(zhuǎn)變成其他如電能、機(jī)械能等各種形式的能源，不斷推進(jìn)船舶的運(yùn)行。

2.3 利用船舶的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)

通訊技術(shù)、機(jī)械技術(shù)以及各種運(yùn)用軟件的開(kāi)發(fā)更新都離不開(kāi)科學(xué)自動(dòng)化系統(tǒng)，同樣，船舶的電氣自動(dòng)化在新技術(shù)的支持下日漸成熟，通過(guò)系統(tǒng)的自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)處理信息、解決突發(fā)狀況已經(jīng)不是什么難題，在船舶上，采用計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，將船舶內(nèi)的各種電氣設(shè)備精準(zhǔn)地聯(lián)系在一起并統(tǒng)一進(jìn)行控制。船舶內(nèi)的所有電子設(shè)備可以擬合在一個(gè)控制平臺(tái)上，船長(zhǎng)可利用控制平臺(tái)對(duì)所有電子設(shè)備進(jìn)行操控，當(dāng)遇到錯(cuò)誤操作或緊急狀況發(fā)生時(shí)，及時(shí)做出迅速且準(zhǔn)確的措施，這種自動(dòng)化控制平臺(tái)為船舶航行提供了安全性和可靠性。電氣自動(dòng)化充分利用電子信息化和網(wǎng)絡(luò)可控化減少人為操作、減少成本，為環(huán)保、安全的綠色船舶理念再添一筆，自動(dòng)化操作在船舶業(yè)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)中將起巨大影響作用。

3 總結(jié)

總體來(lái)說(shuō)，在船舶行業(yè)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)中，綠色船舶的地位舉足輕重，它不僅是世界先進(jìn)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，發(fā)展前進(jìn)的必要途徑，它也是人們環(huán)保意識(shí)以及可持續(xù)發(fā)展理念的體現(xiàn)。綠色船舶的內(nèi)涵與意義是人們需要慢慢去探索的課題，它背后包含著船舶生命周期的每個(gè)階段每個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)就需要不斷地探索與實(shí)踐。雖然我國(guó)的船舶行業(yè)還處于初期的發(fā)展階段，但是根據(jù)當(dāng)前我國(guó)相關(guān)科學(xué)技術(shù)以及綠色船舶概念的加入和運(yùn)用，為行業(yè)的發(fā)展起著強(qiáng)有力的促進(jìn)作用，我們要做的是給予綠色船舶行業(yè)更多的關(guān)注，為建造一個(gè)航運(yùn)強(qiáng)國(guó)，積極努力地加快發(fā)展綠色船舶事業(yè)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉繼海，肖金超，魏三喜，馮東英.綠色船舶的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)分析[J].船舶工程，2016，38（S2）：33-37.

[2]呂忠杰.綠色船舶發(fā)展現(xiàn)狀及方向分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（10）：286.

[3]王建濤.國(guó)際公約下江蘇綠色船舶工業(yè)的發(fā)展研究[J].華章. 2014（2）：61.