船舶與海洋工程進(jìn)展論文

1、船舶工程學(xué)院For personal use only in study and research; not for commercial use船舶與海洋工程進(jìn)展（小論文）學(xué) 號(hào)：S5專 業(yè)：船舶與海洋結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)制造 學(xué)生姓名：黃超任課教師：任慧龍教授2011 年 12 月低碳經(jīng)濟(jì)下的發(fā)展綠色船舶的必要性黃超哈爾濱工程大學(xué)摘 要 ：低碳經(jīng)濟(jì)下的發(fā)展綠色船舶的必要性為應(yīng)對(duì)氣候變暖而提出的“低碳經(jīng)濟(jì)”發(fā)展模式，已經(jīng)成為全 球能源和經(jīng)濟(jì)大變革的突出標(biāo)志，以及主要大國(guó)發(fā)展經(jīng)濟(jì)，應(yīng)對(duì)危機(jī)的重要手段。主要國(guó)家的工業(yè)結(jié)構(gòu)正 向符合節(jié)能減排和低碳經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展，各國(guó)的節(jié)能減排和綠色經(jīng)濟(jì)能力將決定其未來(lái)的國(guó)際

2、競(jìng)爭(zhēng)能力。 低碳經(jīng)濟(jì)正處于全球大發(fā)展的重要?dú)v史時(shí)期。關(guān)鍵詞： 低碳 節(jié)能減排 綠色造船 EEDI1 低碳背景及趨勢(shì)1.1 低碳經(jīng)濟(jì)的背景2009年12月聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)在哥本哈根召開。 各國(guó)希望通過(guò)倡導(dǎo)發(fā)展 “低碳經(jīng)濟(jì)” 來(lái)提高自己的競(jìng)爭(zhēng)力， 當(dāng)前，全球海事業(yè)一場(chǎng)沒(méi)有硝煙的 “碳減排” 戰(zhàn)已打響。低速航行或成航運(yùn)界的流行趨勢(shì)航運(yùn)中的二氧化碳減排問(wèn)題是在哥本 哈根舉行的聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)上的重要議題之一 減少與海運(yùn)相關(guān)的排放將極 大提升海運(yùn)作為環(huán)境最為友好型運(yùn)輸模式的形象。 日前國(guó)際航運(yùn)商會(huì)主席和國(guó) 際航運(yùn)聯(lián)合會(huì)主席 SpymsMPolemis 表示，“迄今為止航運(yùn)已經(jīng)是碳排放最低 的運(yùn)輸方式

3、.它的碳排效率是航空業(yè)的1/30.是卡車運(yùn)輸?shù)?/51陀。然而.因 為我們的行業(yè)如此之大大家都盼望我們能實(shí)現(xiàn)更為可觀的減排?！睂?duì)此全球 航運(yùn)界正在積極思考解決之道。1.2 發(fā)展低碳能源的必然性(1) 我國(guó)人均能源資源擁有量不高，探明量?jī)H相當(dāng)于世界人均水平的51。這種先天不足再加上后天的粗放利用，客觀上要求發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)。(2) 碳排放總量突出。按照聯(lián)合國(guó)通用的公式計(jì)算，碳排放總量實(shí)際上是 4 個(gè)因素的乘積：人口數(shù)量、人均GDP單位GD的能耗量(能源強(qiáng)度)、單位能耗產(chǎn) 生的碳排放 ( 碳強(qiáng)度) 。我國(guó)人口眾多，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)快速，能源消耗巨大，碳排放總 量不可避免地逐年增大，其中還包含著出口產(chǎn)品的大量“

4、內(nèi)涵能源”。(3) “鎖定效應(yīng)”的影響。在事物發(fā)展過(guò)程中，人們對(duì)初始路徑和規(guī)則的選 擇具有依賴性， 一旦作出選擇， 就很難改弦易轍， 以至在演進(jìn)過(guò)程中進(jìn)入一種類 似“鎖定”的狀態(tài)，這種現(xiàn)象簡(jiǎn)稱“鎖定效應(yīng)”。我國(guó)在現(xiàn)代化建設(shè)的過(guò)程中， 需要認(rèn)清形勢(shì)，及早籌劃，把握好碳預(yù)算，避免高碳產(chǎn)業(yè)和消費(fèi)的鎖定，努力使 整個(gè)社會(huì)的生產(chǎn)消費(fèi)系統(tǒng)擺脫對(duì)化石能源的過(guò)度依賴。(4) 生產(chǎn)的邊際成本不斷提高。碳減排客觀上存在著邊際成本與減排難度隨 減排量增加而增加的趨勢(shì)。1980- 1999年的19 a間，我國(guó)能源強(qiáng)度年均降低了 5. 22% ;而19802006年的26a間，能源強(qiáng)度年均降低率為3. 9%。兩者之差，

5、 隱含著邊際成本日趨提高的事實(shí)。5)碳排放空間不大。 我國(guó)在工業(yè)化和城市化進(jìn)程中， 碳排放強(qiáng)度偏高， 而能 源用量還將繼續(xù)增長(zhǎng)， 碳排放空間不會(huì)很大， 應(yīng)該積極發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)。 由于低碳 經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與新技術(shù)的應(yīng)用，使其已經(jīng)滲透進(jìn)船舶工業(yè)及航運(yùn)業(yè)。2 世界各國(guó)發(fā)展綠色船舶在第1 5屆中國(guó)國(guó)際海事展上. 德國(guó)勞氏執(zhí)行總裁博士稱全球所有的大型集裝 箱運(yùn)輸公司都在考慮把低速航行作為減少船隊(duì)運(yùn)力過(guò)剩和運(yùn)營(yíng)成本的一個(gè)方法。 他認(rèn)為.低速航行是實(shí)現(xiàn)船舶二氧化碳減排的最顯著措施之一. 尤其是在集裝箱 貿(mào)易中實(shí)施低速航行有助于降低燃料消耗和運(yùn)營(yíng)成本. 減少維護(hù)需求. 并進(jìn)一步 達(dá)到環(huán)保。 會(huì)議期間. 中國(guó)中遠(yuǎn)集團(tuán)

6、總裁魏家福也呼吁航運(yùn)聯(lián)盟的成員響應(yīng)他提 出的“超低減速” 計(jì)劃.此前中遠(yuǎn)集團(tuán)旗下的集裝箱運(yùn)輸企業(yè)中遠(yuǎn)集運(yùn)已經(jīng)與一 些船級(jí)社合作. 在十幾艘船舶上進(jìn)行了減速試驗(yàn). 將船舶的行進(jìn)速度從 24節(jié)降低 到18節(jié)。魏家福表示. 通過(guò)減速慢行. 可以降低燃油成本. 并減少二氧化碳排放。 據(jù)測(cè)算。中遠(yuǎn)集運(yùn)一年可以節(jié)省 18萬(wàn)噸燃油.相當(dāng)于減少 54萬(wàn)噸二氧化碳排放. 魏 家福指出. 幾年前由于需求旺盛. 行業(yè)內(nèi)鼓勵(lì)的都是快航. 但也帶來(lái)了巨大的浪 費(fèi).現(xiàn)在把船舶航行速度降下來(lái). 不僅可以節(jié)能減排. 還可以通過(guò)增加幾艘船的 運(yùn)力投入. 以保證每周不變的航次。 而瑞典查爾默斯技術(shù)大學(xué)博士、 瑞典水池研 究員Ki

7、m則從另一個(gè)思路提出調(diào)整船舶縱傾是減少現(xiàn)有船隊(duì)碳排放最簡(jiǎn)單有效 的方法.他經(jīng)過(guò)試驗(yàn)后得出結(jié)論. 船舶在最佳和最差縱傾狀態(tài)下航行時(shí)功率差別為5%10% 最高可達(dá)20% 這種觀點(diǎn)或許也值得航運(yùn)界作出有益的嘗試。根據(jù)國(guó)際油輪獨(dú)立船東協(xié)會(huì)的研究報(bào)告航運(yùn)業(yè)目前每年要消耗 20億桶燃 油.排放超過(guò)12億噸的二氧化碳：約占全球總排放量的6%。在此背景下I造船業(yè) 面臨的挑戰(zhàn)也愈加嚴(yán)峻，各國(guó)紛紛通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新研究發(fā)展安全、環(huán)保、節(jié)能的 “綠色船舶” 。在具體應(yīng)用方面. 日本已研制出全球首艘以太陽(yáng)能為動(dòng)力的大型 貨船“御夫座領(lǐng)袖”號(hào)。日本郵船株式會(huì)社的研發(fā)人員表示. “御夫座領(lǐng)袖”號(hào) 貨船上的太陽(yáng)能電池板發(fā)電能力很

8、強(qiáng). 即使在陰天. 也能產(chǎn)生足夠的能量. 并且 把多出的能量?jī)?chǔ)存下來(lái). 等到天完全黑暗的時(shí)候. 貨船可利用儲(chǔ)存的那部分能量 繼續(xù)航行。目前， “御夫座領(lǐng)袖”號(hào)貨船還未安裝太陽(yáng)能蓄電池.因此貨船上的 太陽(yáng)能電力暫時(shí)只能滿足 6. 9%的照明需求和 0. 2%。 O. 3%的動(dòng)力需求。環(huán)保 專家表示. 如果世界各國(guó)能大量使用太陽(yáng)能貨船運(yùn)送物資. 那么每年的溫室氣體 排放量能減少1. 4%1. 5%。韓國(guó)大型造船企業(yè)S7區(qū)海洋造船日前表示.該公 司開發(fā)的船舶節(jié)能成套技術(shù)已經(jīng)準(zhǔn)備接受訂單。 這項(xiàng)被稱為“綠色之夢(mèng)” 的技術(shù) 采用了一系列綠色技術(shù)和綠色理念。 最主要的改進(jìn)之一是船舶推進(jìn)系統(tǒng)能大幅減 少船舶

9、運(yùn)行中的二氧化碳排放量.最多可節(jié)省 50%的燃料費(fèi)用。STx海洋造船認(rèn) 為.采用該成果建造的生態(tài)船舶將在未來(lái) 20年內(nèi)滿足不斷完善的環(huán)保規(guī)范. 改寫 全球造船業(yè)的市場(chǎng)格局。美國(guó)總統(tǒng)輪船公司也計(jì)劃在船上推廣節(jié)能裝置的運(yùn) 用.以減少燃油消耗，降低排放。此前，經(jīng)過(guò)一年多的試驗(yàn).總統(tǒng)輪船在旗下 1 艘5200TE集裝箱船和1艘26咖U集裝箱船的主機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝節(jié)能裝置.取得 了明顯的節(jié)能減排效果。據(jù)介紹.該裝置主要是通過(guò)在燃油中添加高效水乳化 劑.提供燃油使用效率. 同時(shí)降低成本減少排放. 我國(guó)的中遠(yuǎn)集團(tuán)為推行海運(yùn)環(huán) 保理念.近期也與澳大利亞環(huán)保航?？萍脊?Solar Sailor 合作.計(jì)劃在散

10、貨船 上安裝由澳大利皿研制的太陽(yáng)能風(fēng)帆。 Solar Sailor 研發(fā)的太陽(yáng)能帆由鋁制 成.每張高 30米.相當(dāng)于一面波音客機(jī)機(jī)翼的長(zhǎng)度。 該帆能夠自動(dòng)偵測(cè)風(fēng)向和太 陽(yáng)光而調(diào)整最佳的角度.船舶可借風(fēng)力推動(dòng).預(yù)計(jì)可節(jié)省 20%40%的燃油消 耗.同時(shí)可為船上設(shè)備提供 5%的總電力.3 我國(guó)亟待提升產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)面對(duì)困境. 中國(guó)已經(jīng)向全世界擺出迎難而上的姿態(tài)。 目前. 中國(guó)已經(jīng)實(shí)施大 規(guī)模的節(jié)能減排行動(dòng).并作出了 2020年前碳減排 40%45%的承諾.在此背景下我國(guó)海事業(yè)必須抓緊時(shí)間 盡快提升核心技術(shù)能力 滿足國(guó)際公約的低碳技 術(shù)規(guī)范要求 找出最大利潤(rùn)的平衡點(diǎn) 在新一輪國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)權(quán)益競(jìng)爭(zhēng)中占得一席

11、之 地。中國(guó)船級(jí)社（CCS）總裁李科浚日前表示中國(guó)船級(jí)社正在研究并制定與節(jié)能 減排措施有關(guān)的指南、船舶燃油消耗限值標(biāo)準(zhǔn)以及營(yíng)運(yùn)船市場(chǎng)準(zhǔn)人燃油消耗限值建立營(yíng)運(yùn)船舶檢測(cè)體系實(shí)行船舶燃油消耗報(bào)告制度（包括數(shù)據(jù)庫(kù)及分析方法 ）可行性研究提供船舶建立節(jié)能減排體系的技術(shù)服務(wù)建 立CCS亡源效率評(píng)估（EEE）認(rèn)證體系，開展船舶認(rèn)證服務(wù)。目前我國(guó)一直在向IMO 爭(zhēng)取“幫助發(fā)展中國(guó)家加強(qiáng)減排能力建設(shè)”以及“對(duì)發(fā)展中國(guó)家提供技術(shù)轉(zhuǎn)讓” 等立法條款 這些措施將有利于我國(guó)在船舶溫室氣體減排方面的能力提升 同時(shí) 可以為我國(guó)船舶制造和配套產(chǎn)業(yè)加大科技研發(fā) 掌握核心技術(shù)贏得寶貴時(shí)間 為 國(guó)內(nèi)航運(yùn)及船舶行業(yè)向 “低碳”發(fā)展模

12、式轉(zhuǎn)型提供空間 進(jìn)而對(duì)我國(guó)當(dāng)前的船舶 制造及配套產(chǎn)業(yè)形成一定程度上的保護(hù)能力。 有關(guān)業(yè)內(nèi)人士表示 作為一個(gè)海運(yùn) 大國(guó)我國(guó)有責(zé)任也必須適應(yīng)目前的船舶 GH減排形勢(shì)繼續(xù)強(qiáng)化海運(yùn)業(yè)的能源 節(jié)約和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化 堅(jiān)持推進(jìn)船舶節(jié)能減排措施 大力發(fā)展新能源、 可再生能 源技術(shù)和節(jié)能新技術(shù) 促進(jìn)碳吸收技術(shù)和各種適應(yīng)性技術(shù)的發(fā)展 綜合控制船舶 GHG*放。針對(duì)船機(jī)減排問(wèn)題.國(guó)內(nèi)有關(guān)專家表示.中國(guó)的低速機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速， 產(chǎn)能正在快速擴(kuò)張 國(guó)際環(huán)保法規(guī)提醒我們。 中國(guó)船機(jī)行業(yè)的發(fā)展不能只關(guān)注產(chǎn) 能而應(yīng)更多地去關(guān)注船機(jī)減排技術(shù)研發(fā)。3.1 我國(guó)如何實(shí)現(xiàn)船舶低碳化 ?（1）船型方面：船舶表面的阻力決定船舶的速度和燃油的

13、消耗， 這告訴我們應(yīng)該通過(guò)減少船 舶阻力來(lái)控制燃油的消耗， 從而達(dá)到減排的目的。 船舶表面阻力的大小是由船型 決定的，所以優(yōu)良的船型設(shè)計(jì)可以有效地減小船舶阻力，進(jìn)而減少燃油的消耗。 船舶航行時(shí)的阻力主要來(lái)自三方面， 一是船體與水的摩擦阻力， 二是船首劈波斬 浪時(shí)的興波阻力， 三是空氣阻力。 對(duì)于水中的阻力， 船體的流線型設(shè)計(jì)可以減少 水的摩擦阻力； 安裝球鼻艏則可以減少航行中的興波阻力。 所以在設(shè)計(jì)船型時(shí)要 充分考慮流體力學(xué)等相關(guān)科學(xué)原理， 在船體流線型設(shè)計(jì)及安裝球鼻艏等方面更加 科學(xué)有效。 對(duì)于空氣阻力， 可以通過(guò)把上層建筑布置成狹長(zhǎng)形狀， 減少船體受風(fēng) 面積等方法。(2) 主機(jī)方面： 大力

14、開發(fā)新型主機(jī)，改進(jìn)主機(jī)結(jié)構(gòu)與性能，提高燃油利用率，降低油耗。例 如，可以考慮像汽車那樣實(shí)行混合動(dòng)力或純電動(dòng)船舶， 在主機(jī)上增加電動(dòng)馬達(dá)和 電瓶，通過(guò)船舶靠岸時(shí)給船舶充電， 讓電能與燃油共同作用于船舶， 從而降低油 耗。(3) 替代燃料方面：重油是現(xiàn)有船用燃料中占重要地位一種燃料油， 但重油含有大量雜質(zhì)， 燃燒 后排放的尾氣對(duì)環(huán)境有著嚴(yán)重的污染。 因此，我們應(yīng)把目光投向其他低污染或無(wú) 污染燃料，例如天然氣、風(fēng)能、太陽(yáng)能等。天然氣，對(duì)內(nèi)燃機(jī)而言是一種很好的 燃料，天然氣作為船用機(jī)器的燃料技術(shù)也比較成熟， 應(yīng)著力進(jìn)行供油系統(tǒng)到天然 氣系統(tǒng)的技術(shù)改造；風(fēng)能，可以在船上裝配風(fēng)帆系統(tǒng)，利用天然的季風(fēng)、信風(fēng)

15、等 風(fēng)力資源，借風(fēng)力航行；太陽(yáng)能，在船上裝配太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換裝置，利用太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換 成電能，減少燃油的消耗。(4) 營(yíng)運(yùn)措施燃油消耗和船速成立方關(guān)系，據(jù)研究表明，船舶速度降低 4將減少尾氣的 排放量約 13。這表明， 降低船速是一種行之有效的減排措施。 但是船舶營(yíng)運(yùn)人 不希望因降低船速而降低營(yíng)運(yùn)效率， 故我們應(yīng)通過(guò)科學(xué)研究在船速和油耗方面找 到一個(gè)最佳的契合點(diǎn)，在保證船速的同時(shí)盡可能地減少尾氣排放量。(5) 碼頭方面：岸電的使用：每艘船舶都會(huì)靠岸， 在港期間會(huì)通過(guò)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)以供工作及生 活需要，這樣就會(huì)造成燃油的消耗， 所以我們可以通過(guò)在岸上給船舶供電的方法 來(lái)使船舶靠岸的過(guò)程不消耗燃油， 從而減少溫

16、室氣體的排放。 據(jù)調(diào)查， 上海港區(qū) 船舶接用岸電后， 船舶污染物的排放量減少 92以上，由此可見(jiàn)船舶接用岸電的 重要性。船舶實(shí)施岸電技術(shù)的關(guān)鍵是對(duì)港區(qū)碼頭施行岸電技術(shù)的改造， 例如接用 岸電時(shí)要求岸電電制與船電電制盡量保持一致； 船舶電力傳輸方式以低壓供電為 主等。如果全國(guó)港口碼頭都能成功的進(jìn)行岸電技術(shù)改造， 相信會(huì)對(duì)港口排放控制 起到重要作用。 此外，提高裝載效率來(lái)減少船舶在港期 2010年度海事管理學(xué)術(shù)交 流會(huì)優(yōu)秀論文集危管與防污間的操作和等待時(shí)間也可減少船舶的尾氣排放。(6) 市場(chǎng)方法：征收燃油稅和建立溫室氣體基金： 政府可對(duì)從事?tīng)I(yíng)運(yùn)的船舶或者公司征收燃 油稅，現(xiàn)在空中、陸地上的交通工具

17、都已征收燃油稅，海運(yùn)業(yè)也應(yīng)開征。同時(shí)可 以建立溫室氣體基金， 這樣將使得船東或船公司投入更多的精力和資金在船舶減 排方面，該基金也可用于其他有利于減排工作的有關(guān)方面。4 結(jié)束語(yǔ)低碳是一個(gè)大趨勢(shì)。低碳是未來(lái)經(jīng)濟(jì)的主流走向。順應(yīng)潮流，適勢(shì)而為， 是海事人新時(shí)代下的指導(dǎo)理念， 做好低碳經(jīng)濟(jì)下的船 舶管理工作， 更是新時(shí)代海事人的必修課。 讓海事的明天更美好， 讓海洋更清潔 是我們的歷史使命。參考文獻(xiàn)1 楊培舉 . 低碳博弈的時(shí)代 J. 高端訪談 ,2009.9:18-21.2 劉嘯波 韓光. 世界綠色船舶技術(shù)熱潮涌動(dòng) J. 海事技術(shù) ,2010(5):39-40.3 吳中強(qiáng) . 綠色船舶理念與船舶動(dòng)力技術(shù)發(fā)展 J. 武漢交通職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào) ,2010.9(12):25-284 林朝平 . 制造工藝技術(shù)綠色度評(píng)價(jià)體系的分析與研究 . 機(jī)械研究與應(yīng)用， 2007(6):17僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?n