基于綠色船舶制造技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

黃浩 孫楠楠

中船澄西船舶修造有限公司 江蘇江陰 214433

1 船舶綠色制造的定義與內(nèi)涵

1.1 定義

綠色船舶制造是為了生產(chǎn)綠色的船舶，而所謂的綠色船舶是指船舶從設(shè)計(jì)制造到使用直至報(bào)廢拆解的整個(gè)周期中，在能夠滿足使用者對其性能和功能的要求而且能夠很好的保護(hù)使用者的基礎(chǔ)上，盡量的節(jié)省能源和資源，并對環(huán)境的污染降到最低。而綠色船舶制造是指為了能夠制造綠色船舶，在船舶的制造中盡可能的提高資源的利用率，采用先進(jìn)的技術(shù)，盡量減少?zèng)]用的以及有毒的排放物的產(chǎn)生，減小對環(huán)境造成的污染。

1.2 內(nèi)涵

船舶與其他產(chǎn)品不同，船舶使用到報(bào)廢的時(shí)候并不返回原廠拆解，因此，綠色船舶的制造應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注船舶綠色制造的過程。船舶綠色制造要求盡可能的提高資源的利用率，進(jìn)而降低能源的使用，盡量減少對環(huán)境的污染，在這基礎(chǔ)上還需要綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益，盡可能的提高船舶制造的環(huán)保度。

2 我國的綠色船舶相關(guān)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 技術(shù)研發(fā)戰(zhàn)略規(guī)劃不足

歐美造船國對綠色船舶技術(shù)的國家或行業(yè)發(fā)展進(jìn)行了全面的總體規(guī)劃，對技術(shù)發(fā)展的進(jìn)程進(jìn)行了具體規(guī)劃，技術(shù)投產(chǎn)后，節(jié)能減排目標(biāo)也成為了主要的發(fā)展方向。取消規(guī)定。同時(shí)，國家和行業(yè)部門在研發(fā)資金和政策上也會(huì)有不同程度的支持。在一些國家，金環(huán)造船業(yè)呈下降趨勢，但在技術(shù)研發(fā)方面從未松懈過。許多歐洲國家推動(dòng)建立國際造船標(biāo)準(zhǔn)。盡管這些國家不排除掌握尖端技術(shù)優(yōu)勢的初衷，但國家和行業(yè)的統(tǒng)一規(guī)劃仍值得我國借鑒。目前，綠色船舶技術(shù)在國際船舶動(dòng)力領(lǐng)域的研究非常廣泛，在其研究成果的基礎(chǔ)上，制定了技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。我國新技術(shù)的研究和開發(fā)沒有統(tǒng)籌安排，往往造成資源浪費(fèi)、過度消耗和重復(fù)建設(shè)，不利于我國造船業(yè)綠色技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

2.2 設(shè)計(jì)理念缺乏突破

通過分析發(fā)達(dá)國家提出的環(huán)保設(shè)計(jì)理念，對船舶結(jié)構(gòu)、外形、動(dòng)力運(yùn)行方式等方面進(jìn)行了突破，未來船舶的發(fā)展將遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的發(fā)展模式。目前，我國綠色船舶的研究與開發(fā)，除了航運(yùn)業(yè)發(fā)展的需要外，還受到國際船舶規(guī)范壓力的影響，設(shè)計(jì)思路還沒有擺脫現(xiàn)有的體系和框架。在現(xiàn)有船舶技術(shù)的基礎(chǔ)上，對設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化，以滿足國際船舶公約的要求。這是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的最簡單方法，但是其也缺乏突破性戰(zhàn)略。我國在綠色船舶設(shè)計(jì)領(lǐng)域沒有突破性的研究與發(fā)現(xiàn)，使得船舶工業(yè)技術(shù)始終處于歐美等發(fā)達(dá)國家，難以實(shí)現(xiàn)超越性的進(jìn)步，因此需要重點(diǎn)加強(qiáng)研究。

3 綠色船舶制造技術(shù)發(fā)展優(yōu)化

3.1 節(jié)能設(shè)計(jì)

鑒于綠色船舶節(jié)能設(shè)計(jì)，首先，應(yīng)該給予新型能源開發(fā)和應(yīng)用充分注重，例如全面應(yīng)用風(fēng)能、太陽能等，將新型能源在船舶節(jié)能設(shè)計(jì)中的效果充分激發(fā)。其次，可以選擇提升促進(jìn)優(yōu)化的方式，例如尋找具備高效性以及節(jié)能性的優(yōu)化推行形式，促進(jìn)優(yōu)化推動(dòng)效果的提升。此外，注重燃油材料應(yīng)用效率，例如應(yīng)用現(xiàn)代化燃油應(yīng)用技術(shù)，保證燃油的高效應(yīng)用，以此達(dá)到節(jié)能的目的。最后，重視能源循環(huán)應(yīng)用技術(shù)，例如回收廢棄再利用技術(shù)以及分離廢棄物再利用技術(shù)等，從而起到綠色船舶節(jié)能設(shè)計(jì)的優(yōu)化和完善。

3.2 優(yōu)化船舶推進(jìn)系統(tǒng)

將綠色制造工藝添加到船舶結(jié)構(gòu)中，可以從優(yōu)化船舶推進(jìn)系統(tǒng)、重新組合造船業(yè)現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及匹配每艘船舶的類型開始。因此，可以對船舶推進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。例如，一艘淺速船所需的推進(jìn)系統(tǒng)重量與動(dòng)力的比例很小；客船應(yīng)根據(jù)其負(fù)載和乘客的需求與推進(jìn)系統(tǒng)相匹配，一般都會(huì)選擇木柴燃點(diǎn)聯(lián)合推進(jìn)系統(tǒng)，不僅可以降低噪音，提高乘客的戰(zhàn)斗力。也可以提供船舶所需的動(dòng)力。此外，選擇最適合船舶的推進(jìn)裝置，不僅要優(yōu)化推進(jìn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)綠色船舶的目標(biāo)，還應(yīng)考慮主機(jī)效率、水漿動(dòng)能、發(fā)電設(shè)備等內(nèi)部因素和外部因素，從而確保整體效果。

3.2 優(yōu)化船舶節(jié)能體系

船舶綠色設(shè)計(jì)應(yīng)增加節(jié)能理念，需要做好以下方面，即：（1）重視能源創(chuàng)新，如提高風(fēng)能、水能等可再生能源的利用率，使自然能在綠色船舶結(jié)構(gòu)中發(fā)揮重要作用；（2）合理運(yùn)用方法，提高船舶綠色設(shè)計(jì)的科學(xué)性。改進(jìn)船舶結(jié)構(gòu)推進(jìn)方式，采用節(jié)能環(huán)保的方法提高船舶推進(jìn)速度；（3）為提高船舶燃油利用率，可采用先進(jìn)的相關(guān)技術(shù)處理船舶燃油，提高其利用率，避免浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。環(huán)境保護(hù)；（4）為了提高船舶的可再生或循環(huán)利用效率，一些廢棄物可以通過特殊處理進(jìn)行再處理，利用此優(yōu)化船舶節(jié)能設(shè)計(jì)。

3.3 新型材料的使用

在綠色制造中使用節(jié)能材料是建造綠色船舶的主要途徑之一。目前，船舶綠色制造常用于防腐鋼管、新型涂料等節(jié)能材料。在傳統(tǒng)造船中，礦棉、玻璃棉等材料常用作船艙材料。雖然這些材料具有良好的耐火性、保溫性和加工性，但由于其降解性差和廢棄后的環(huán)境污染，其應(yīng)用效果受到了一定程度的質(zhì)疑。因此，需要大量的新型節(jié)能環(huán)保材料來滿足船舶綠色制造的需要。首先是耐腐蝕鋼板或管道。這種材料廣泛應(yīng)用于機(jī)艙區(qū)域，可以提高機(jī)艙的耐腐蝕性，簡化生產(chǎn)制造，大大減少材料浪費(fèi)。第二，新涂層。使用新材料可以保護(hù)船體，降低船舶阻力。同時(shí)，與以往的刷涂相比，刷涂次數(shù)也有所減少，但膜厚滿足船舶設(shè)計(jì)要求，對此需要重點(diǎn)進(jìn)行控制。

3.5 各種清潔能源的使用

綠色船舶可以充分利用各種清潔能源、可再生能源，包括太陽能、風(fēng)能、波浪能等。太陽能是先將船帆上設(shè)置太陽能電池板，無需風(fēng)力推進(jìn)，可以調(diào)節(jié)帆的方向和角度，獲得更多的太陽能。太陽能被轉(zhuǎn)換成電能，充分利用它。風(fēng)能直接從帆上收集，帆是由輕質(zhì)合成材料制成的，帆可以向上折疊，向外折疊，旋轉(zhuǎn)桅桿頂部，調(diào)整角度，使其保持在最佳位置，充分吸收其牽引和提升力產(chǎn)生的風(fēng)能。波浪能是通過科學(xué)獲得的。減搖鰭將波浪、減搖鰭和船舶的相對運(yùn)動(dòng)結(jié)合起來，將波浪能量轉(zhuǎn)化為各種形式的能量，包括電能、機(jī)械能等，并能不斷促進(jìn)船舶的運(yùn)行。

4 綠色船舶制造技術(shù)的發(fā)展趨勢

4.1 加大節(jié)能減排技術(shù)的使用

隨著社會(huì)的發(fā)展，對于綠色節(jié)能環(huán)保要求越來也高，船舶制造業(yè)對于綠色節(jié)能方面也是越來越重視。為了更好的滿足綠色船舶制造技術(shù)發(fā)展，需要不斷使用節(jié)能技術(shù)，即在船舶制造的時(shí)候使用新型的綠色環(huán)保材料，從而能夠進(jìn)一步控制有害物質(zhì)，更好的控制環(huán)境污染情況，同時(shí)也能夠進(jìn)一步提高船舶制造業(yè)的廢物利用，更好的進(jìn)行廢料控制，更好的達(dá)到節(jié)能控制目的，也是符合可持續(xù)發(fā)展要求的。

4.2 不斷研發(fā)通訊信息技術(shù)

航海行駛對通訊方面具有很高的要求，通訊技術(shù)在航海中非常關(guān)鍵的部分，根據(jù)目前通訊行業(yè)的發(fā)展，污染航海應(yīng)用中能夠進(jìn)行信息的傳遞，但是通訊費(fèi)用非常高，從而進(jìn)一步增加了應(yīng)用成本。如果使用對講機(jī)通訊方式，雖然能夠進(jìn)一步控制成本，但是對于這方面技術(shù)要求不健全，很多方面都還還是存在很多問題，對此需要重點(diǎn)進(jìn)行研究，不斷研發(fā)技術(shù)，從而滿足發(fā)展需求。

4.3 風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)

為降低風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率，保證風(fēng)險(xiǎn)管控工作的實(shí)施質(zhì)量，風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)開始出現(xiàn)。經(jīng)過多年發(fā)展，風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)已經(jīng)運(yùn)用到海洋工程、化工工程等各領(lǐng)域中，但在船舶設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用還處于初步階段，普及范圍相對有限。因此，今后船舶領(lǐng)域也會(huì)增強(qiáng)對風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)的研究與應(yīng)用，會(huì)通過發(fā)展安全水平以及綜合安全評估等技術(shù)，不斷對各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)評估手段進(jìn)行強(qiáng)化與開發(fā)，并在船舶領(lǐng)域中對其進(jìn)行廣泛推廣。同時(shí)，為提高我國船舶制造工業(yè)在國際中的話語權(quán)，保證在國際舞臺中的地位，業(yè)內(nèi)還需加強(qiáng)對風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)的掌握力度，加大自主研發(fā)效率，創(chuàng)造出更多屬于我國獨(dú)有的風(fēng)險(xiǎn)評估手段，以便準(zhǔn)確評估出海工項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，保障海工項(xiàng)目的建設(shè)水平。

4.4 數(shù)字化精度造船

所謂的精度造船主要是在建造過程中遵循一定的原則，并且通過使用先進(jìn)的技術(shù)和方法進(jìn)行優(yōu)化，有效的進(jìn)行零部件控制，從而進(jìn)一步控制返工、修割、換板的工作狀態(tài)，從而確保整體應(yīng)用效率，提高工作效率，達(dá)到節(jié)能控制目的。

總之，為了給人們營造良好的生態(tài)環(huán)境，就要把綠色制造理念運(yùn)用到船舶制造中，在減少能源消耗的基礎(chǔ)上，提升制造效率和水平。通過對綠色制造在船舶結(jié)構(gòu)中設(shè)計(jì)和應(yīng)用的探究，便于研發(fā)出具備創(chuàng)新特性的技術(shù)，為綠色船舶事業(yè)的健康發(fā)展?fàn)I造良好條件，實(shí)現(xiàn)綠色制造領(lǐng)域的穩(wěn)定發(fā)展。