綠色+智能=未來

中國船舶及海洋工程設計研究院 汪穎異 鄭成榮 杜 亮 潘 放

2020年4月，國際貨幣基金組織（IMF）在《世界經(jīng)濟展望》中預計2020年全球經(jīng)濟增速下降至-3%，2021年將明顯提升至5.8%。與2020年1月的預測相比，2020年下調(diào)了6.3個百分點，2021年上調(diào)了2.4個百分點。由于新冠肺炎疫情（NCP）影響，今年全球經(jīng)濟很可能經(jīng)歷“大蕭條”以來最嚴重的衰退，超過十年前全球金融危機期間的嚴重程度。經(jīng)濟是影響船舶市場變動的主要因素之一，可以說船舶市場是世界經(jīng)濟的函數(shù)。全球經(jīng)濟增長放緩會給本身不景氣的船舶市場雪上加霜，NCP的影響更是增添了船舶市場行情下行氣氛。

造船市場面臨沖擊，但競爭仍取決于核心競爭力

2002年～2004年的交付量

根據(jù)經(jīng)濟、航運和造船三者聯(lián)動的關系，通過分析對比2003年非典疫情對中國乃至世界船舶市場的影響，以判斷本次新冠疫情對2020年世界船市的影響深度。2003～2004年全球新船訂單量呈上升趨勢，2003年較2002年增加131%，其中中國2003年新船訂單較2002年增加181%，而2004年相比于2003年，全球和中國的增量分別為8.6%和-15.2%，由此說明2003年的非典幾乎沒有對世界船市造成影響。我們再看同時期的經(jīng)濟和航運：2002～2004年，全球經(jīng)濟和中國經(jīng)濟保持向上增長態(tài)勢，增速分別是3.1%、4%和5.3%，以及9.1%、10%和10.1%；全球海運市場在經(jīng)歷了2001年周期性回落之后，于2002年、2003年開始回轉(zhuǎn)，并在2004年達到新的頂峰。由此可見，2002～2004年全球造船市場的發(fā)展與經(jīng)濟、航運是相互聯(lián)動的。

同理，根據(jù)上述分析，從經(jīng)濟和航運看，全球產(chǎn)業(yè)鏈受到疫情不利影響，預計全球經(jīng)濟特別是中國經(jīng)濟一季度明顯下滑，但下半年全球經(jīng)濟增速有望V型反彈；世界航運市場復蘇受到制約，一季度影響巨大。由此推斷，2020年造船市場將整體受到制約，特別是一季度，對中國而言尤其突出。如果疫情在短期內(nèi)得到控制，中國乃至全球的造船市場在下半年有望回暖。

交付量方面，如圖所示，2002～2004年全球造船完工量持續(xù)增長，表明受到非典影響較小。但今非昔比，中國目前船舶完工量排名世界首位，因此完工量下降影響要比訂單量明顯。我國船舶企業(yè)還存在相當數(shù)量的不滿足GBS要求、須在2020年7月1日之前交付的船舶產(chǎn)品，部分產(chǎn)品極有可能無法在7月1日之前交付。

從主要造船國的訂單份額看，2020年前兩個月全球新船訂單量412萬載重噸，相較于2019年的1153萬載重噸減少了64.3%，其中中國占全球總訂單量的61.4%，排名第二的韓國為129萬載重噸。但第二個月全球23艘新船訂單中，中國僅接獲3艘，疫情對中國造船市場影響逐步凸顯。隨著疫情在韓國和日本的蔓延，韓日造船廠相對的市場競爭優(yōu)勢在下降。因此，2020年新造船市場比拼的仍是船型的核心競爭力。

疫情結(jié)束之后，預計下半年中國經(jīng)濟率先恢復，全球經(jīng)濟隨后企穩(wěn)，航運市場開始持續(xù)反彈回穩(wěn)是必然趨勢。疫情的影響只是短暫的，從中期看，全球經(jīng)濟仍處于緩慢增長階段，而受貿(mào)易量下滑影響，航運業(yè)和造船業(yè)仍處于周期性低迷階段。

綠色船舶短期受挫，但中長期發(fā)展態(tài)勢不改

國際對航運業(yè)節(jié)能減排的要求越來越嚴格，2016年1月1日起，氮氧化物排放量執(zhí)行TierⅢ的標準，EEDI第二階段（即EEDI低于基準線20%）和IMO限硫令（即燃油硫排放要小于0.5%）從2020年1月1號開始實施，EEDI第三階段（即EEDI低于基準線30%）要從2025年1月1日開始實施，甚至有可能提前到2022年；到2030年，國際航運每單位運輸活動的平均CO2排放量與2008年相比至少降低40%，并力爭到2050年降低70%，也就催生了航運業(yè)對清潔能源的需求。

目前，由于采用LNG作為船舶的動力可以減少80%NOx的排放，減少20%左右COx的排放，幾乎不產(chǎn)生SOx和PM，可顯著提高船舶環(huán)保性能，滿足國際上的環(huán)保要求，因此LNG燃料受到世界各國和地區(qū)的青睞。2010～2019年全球LNG動力船的數(shù)量如圖所示，近兩年以LNG為動力的船增長迅速，2018年共有122艘訂單，相較于2017年的79艘訂單增長了54.4%，2019年共有149艘訂單，較2018年增長了22%，雖然2019年訂單增速較2018年有所下降，但是總體呈現(xiàn)增長趨勢。

智能化浪潮推動船舶市場變革

受此次新冠肺炎的影響，人工智能、區(qū)塊鏈、云計算、大數(shù)據(jù)、邊緣計算、物聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字技術(shù)進入大規(guī)模應用階段；5G商用加速推進；電子商務整體升級換代；遠程協(xié)同辦公軟件迎來新機遇等，這些現(xiàn)象無不凸顯出智能化對于人類的影響。如果船舶能夠?qū)崿F(xiàn)無人化操作，那么此次疫情對航運業(yè)的沖擊力度可能會減小，由此說明船舶走向智能化的重要意義。

自從智能（自主/無人）船舶概念被提出后，各主要機構(gòu)相繼發(fā)布智能船發(fā)展路線圖。其中，IMO的路線圖側(cè)重技術(shù)；LR的路線圖重在分析人與船的關系；CCS則是從船的自主化角度出發(fā)；Rolls-Royce的路線圖將智能船分成了四個不同階段，第一階段配備少量船員的遠程控制船舶，第二階段要求能控制無人近海船舶，第三階段要求能遠程控制無人遠洋船舶，第四階段要求能自主航行無人遠洋船舶。船舶的智能化是大勢所趨，船舶市場的變革正在悄然發(fā)生。

盡管目前智能航運還沒有跟上智能船舶的發(fā)展腳步，但是智能船舶的誕生勢必促使智能航運的發(fā)展，并且目前傳統(tǒng)航運自身能效低、缺少發(fā)展活力，因此航運業(yè)的變革是必然的，智能航運的未來已來。

1、智能航運

智能航運是傳統(tǒng)航運要素與現(xiàn)代信息、通信、傳感和人工智能等高新技術(shù)深度融合形成的現(xiàn)代航運系統(tǒng)與新的航運業(yè)態(tài)?！吨悄芎竭\發(fā)展指導意見》中明確規(guī)定了智能航運5個方面的基本要素，即智能船舶、智能港口、智能航保、智能航運服務和智能航運監(jiān)管等。

從業(yè)界初步達成的共識來看，智能航運發(fā)展大致分為四個階段：互聯(lián)互通的初級階段、系統(tǒng)整合階段、遠程控制階段和自主操作階段。在智能革命中，傳統(tǒng)航運紛紛擁抱智能時代，正積極向智能航運轉(zhuǎn)型中不斷探索。以北歐為代表的多個國家，正在積極推動智能航運研究，計劃于未來10年內(nèi)實現(xiàn)無人自主船實際運營。

漢堡南美航運公司推出了其新的遠程集裝箱管理技術(shù)，以協(xié)助其冷藏集裝箱的運輸，幫助客戶跟蹤其集裝箱及交付情況，實時監(jiān)控溫度、相對濕度以及冷藏集裝箱中氧氣和二氧化碳的濃度等因素；招商南油智能航運管理平臺（ITBP）、船舶管理系統(tǒng)（SMIS）和船員管理系統(tǒng)（CMIS）于2019年11月正式啟用；馬士基發(fā)布新版遠程集裝箱管理平臺及新版“彼得船長”虛擬助手，該更新的虛擬助手能夠在需要時提醒客戶并隨時關注集裝箱的狀況。這一系列舉措說明智能航運的革命已經(jīng)拉開序幕，并將在很長一段時間深刻影響航運的模式和組織；海蘭信最新研發(fā)的智能船岸基系統(tǒng)以iCommander的核心模塊為基礎，通過數(shù)據(jù)可視化、高密度實時船隊信息監(jiān)控展示、便捷的交互操作，實現(xiàn)岸端實現(xiàn)船隊航行管理，實現(xiàn)規(guī)劃、優(yōu)化船舶航線，船岸兩端人員高效、協(xié)同工作。

2、智能船舶

智能航運是科技發(fā)展和進步的結(jié)果，其本質(zhì)是航運產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，而智能船舶則是實現(xiàn)智能航運的基礎，其意味著船舶將實現(xiàn)電氣化、數(shù)字化和智慧互聯(lián)。所謂智能船舶，是指利用傳感器、通信、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)手段，自動感知和獲得船舶自身、海洋環(huán)境、物流、港口等方面的信息和數(shù)據(jù)，其所需要的技術(shù)主要有：信息感知技術(shù)、通信導航技術(shù)、能效控制技術(shù)、狀態(tài)檢測與故障診斷技術(shù)、安全預警技術(shù)等。

全球首艘智能超大型礦砂船“明遠”號通過構(gòu)建服務智能系統(tǒng)的全船網(wǎng)絡平臺和信息平臺，實現(xiàn)了輔助自動駕駛、綜合能效管理、設備運維、船岸一體通信、貨物液化監(jiān)測等五大智能功能；大型智能油輪“凱征”號擁有高集成度的傳感器、通信、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)手段，能自動感知的獲得船舶自身、海洋環(huán)境、物流、港口等方面的信息和數(shù)據(jù)，并基于計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和大數(shù)據(jù)處理分析技術(shù)，在船舶航行、管理、維護保養(yǎng)、貨物運輸?shù)确矫鎸崿F(xiàn)智能化運行；挪威建造全球首個無人船測試基地，第一艘無人集裝箱船將于2020年實現(xiàn)無人駕駛。

有些國家甚至開始了MASS（自主航行船）的試航，較小的無人船已經(jīng)投入使用，對于涉及危險或繁瑣操作的船舶，例如溢油應急船，消防船和救援船，無人操作能力是一種特別有吸引力的選擇，自動化具有巨大潛力來避免人員傷亡，同時能夠節(jié)約大量成本。為保證MASS的安全運營，IMO海上安全委員會（MSC）正在探索如何將安全、穩(wěn)定且環(huán)境友好的MASS運營納入到IMO法規(guī)中。2019年6月，MSC會議通過了一套關于自主航行船舶試航的初步指南，要求在試航時至少應具備相關法律所規(guī)定的安全和環(huán)保等級。

IMO強調(diào)，試航所涉及的風險應當適當?shù)刂赋鰜?，降低風險的措施也應做好安排。指南還進一步規(guī)定，MASS的船上或遠程操作員應當具備操作此類船舶的資質(zhì)。參與海上自主水面船舶試航的人員，無論是在船上還是遠程操作，都應當具有安全進行自主航行船舶試航的資質(zhì)和經(jīng)驗。進行海上自主水面船舶試航時，應當采取合理的措施確保所用系統(tǒng)和基礎設施得到充分的網(wǎng)絡風險管理。

智能航運是科技發(fā)展和進步的結(jié)果，其本質(zhì)是航運產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，而智能船舶則是實現(xiàn)智能航運的基礎，其意味著船舶將實現(xiàn)電氣化、數(shù)字化和智慧互聯(lián)。所謂智能船舶，是指利用傳感器、通信、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)手段，自動感知和獲得船舶自身、海洋環(huán)境、物流、港口等方面的信息和數(shù)據(jù)，其所需要的技術(shù)主要有：信息感知技術(shù)、通信導航技術(shù)、能效控制技術(shù)、狀態(tài)檢測與故障診斷技術(shù)、安全預警技術(shù)等。因此對于我們來說，要真正實現(xiàn)船舶的智能化就必須要不斷突破這些技術(shù)，最后走向航運的智能化。

船舶市場未來發(fā)展思考

目前來看雖然短期內(nèi)船舶市場會受到一定影響，但是從長期看市場核心競爭力仍是研制能力和效率。因此，我們要在高附加值船的建造上做出更大努力，突破更多核心技術(shù)，打破國外壟斷。比如對于LNG運輸船而言，需要加快船型研發(fā)，提升建造規(guī)模和縮短研制周期，加強圍護系統(tǒng)和燃料供氣系統(tǒng)等技術(shù)和專利創(chuàng)新發(fā)展等。同時，要調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高高附加值船舶在整體產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中的占比。在高質(zhì)量造船的條件下縮短造船周期，提高船企的整體效益。因此這就需要船廠不斷提高科技創(chuàng)新力，加大研發(fā)投資力度，大力提高自主研發(fā)能力，同時不斷提高企業(yè)管理水平。

1、不斷尋求船舶綠色化技術(shù)

我國從船舶設計到拆解整個周期的技術(shù)都進行了綠色化改良和發(fā)展，在綠色船舶建造和綠色化設備的應用以及在船舶拆解和回收利用方面都取得了很大的成功。但仍存在一定的問題阻礙著綠色船舶更好更快發(fā)展，因此還需要作出改進。

一是統(tǒng)一規(guī)劃綠色技術(shù)的研發(fā)。歐洲、日、韓等國家非常重視綠色船舶技術(shù)的發(fā)展，從政策上和研發(fā)資金上給予了極大的支持，他們不斷地進行技術(shù)的攻關和研發(fā)，因此在綠色船舶這一概念提出之后，他們有了很大的突破和進展，在國際政策的制定上有很強的話語權(quán)。因此，我國在綠色船舶的發(fā)展上要從國家層面上制定政策，統(tǒng)籌規(guī)劃，不斷增加我國在國際上的競爭力，增強我國在國際環(huán)保政策制定上的話語權(quán)。

二是突破傳統(tǒng)設計理念的框架。我國不是國際環(huán)保標準的制定者，是按照目前既定的標準去研發(fā)和設計，難免會陷入傳統(tǒng)的設計理念。而日韓兩國在綠色船舶的概念設計上對船體的外形、結(jié)構(gòu)、動力等方面都做了很大改進。所以我國要實現(xiàn)真正意義上的綠色技術(shù)的突破，需要打破傳統(tǒng)理念的束縛。

三是加強船用配套技術(shù)的基礎性研究。船舶配套技術(shù)的發(fā)展對綠色船舶的發(fā)展起著關鍵作用，如氣層減阻的使用、推進效率的提高、船體線型的優(yōu)化、無壓載水技術(shù)的研發(fā)等。國際上紛紛投入精力和資金去研發(fā)節(jié)能減排的新技術(shù)，盡管我國也在大力進行著，但是尚未開展全面的研究，基礎性設備數(shù)據(jù)有待積累。

2、加快智能船舶和航運的布局

對于智能船舶，我國近兩年取得了較大的發(fā)展，在產(chǎn)品開發(fā)、技術(shù)條件和平臺建設上都有所突破，且諸多國內(nèi)外專家認為，憑借中國航運造船企業(yè)的體量優(yōu)勢，智能航運很有可能在中國實現(xiàn)率先突破。目前，智能船舶技術(shù)已日趨成熟，但設備和智能系統(tǒng)的可靠性還有待進一步提升；而智能航運又受到法律法規(guī)與利益等問題的制約，發(fā)展緩慢。放眼全球，智能船舶和智能航運基本處于發(fā)展初期，我國在智能船舶和智能航運方面布局較早，具備一定的政策環(huán)境和技術(shù)基礎，但依然需要突破感知、決策、通信等諸多關鍵技術(shù)，最后要落實到安全性、環(huán)保性、經(jīng)濟性上面。因此，在智能船舶和智能航運方面，建議：

加強智能船舶關鍵技術(shù)研發(fā)。在技術(shù)層面，智能化設備和系統(tǒng)能否在任何條件、任何環(huán)境下駕駛和管理船舶其實是對智能設備的一個考驗，但僅從目前的技術(shù)來看，智能設備還需要進一步的發(fā)展，要實現(xiàn)真正意義上的無人化，甚至是遠洋船舶的無人化，需要加大力度研發(fā)智能技術(shù)。

加快智能船舶和智能航運的工程實踐、試點示范和測試驗證。通過積累技術(shù)經(jīng)驗，提高科技實力，并積極參與國際航運和造船領域的行為規(guī)范和法律準則的制定，以提高我國在智能船舶和智能航運的話語權(quán)，提升國際影響力，為未來智能船舶市場打好基礎。

“海斗一號”刷新中國潛水器最大下潛深度紀錄

歷經(jīng)40余天，由中國科學院沈陽自動化研究所主持研制的“海斗一號”全海深自主遙控潛水器，于2020年6月8日搭乘“探索一號”科考船載譽歸來。

“海斗一號”此次在馬里亞納海溝成功完成了首次萬米海試與試驗性應用任務，最大下潛深度10907米，刷新中國潛水器最大下潛深度紀錄，同時填補了中國萬米作業(yè)型無人潛水器的空白。