CCS助推綠色航運(yùn)

本刊記者 張向輝

不久前，柴靜的紀(jì)錄片《穹頂之下》發(fā)布，引發(fā)了社會(huì)強(qiáng)烈反響。人們?cè)趯⒁暰€投向那些空氣污染大戶的同時(shí)，船舶排放污染也受到了越來(lái)越多關(guān)注。我國(guó)作為航運(yùn)大國(guó)，民用船舶規(guī)模巨大，全力推動(dòng)船舶技術(shù)進(jìn)步，打造綠色航運(yùn)，任重而道遠(yuǎn)。作為中國(guó)航運(yùn)業(yè)和造船業(yè)重要技術(shù)支持力量，中國(guó)船級(jí)社（CCS）積極發(fā)揮獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，不斷突破，為航運(yùn)節(jié)能減排提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

船舶能效管理專家

為強(qiáng)力推助船舶節(jié)能減排，CCS以國(guó)際節(jié)能、環(huán)保、減排政策研究為基礎(chǔ)，針對(duì)國(guó)內(nèi)外節(jié)能減排技術(shù)整體實(shí)力的現(xiàn)狀，為政府制定船舶節(jié)能減排政策提供支持，推行新造船和現(xiàn)有船舶節(jié)能減排管理和技術(shù)相關(guān)措施，同時(shí)，為航運(yùn)業(yè)提供更多的節(jié)能減排支持服務(wù)。

在船舶營(yíng)運(yùn)成本中，燃油費(fèi)用占有相當(dāng)高的比例，為了應(yīng)對(duì)運(yùn)價(jià)低迷，有效控制成本，越來(lái)越多的船東開(kāi)始從管理、營(yíng)運(yùn)、新技術(shù)等方面，尋求可行的節(jié)油降耗途徑。作為IMO推薦的船舶節(jié)能減排技術(shù)手段——最佳縱傾（OTA），其基本原理為：船舶航行水動(dòng)阻力受航速、排水量、吃水和縱傾角度的影響，通過(guò)調(diào)整浮態(tài)，可使船舶在最佳狀態(tài)航行，是一項(xiàng)不用改變船舶結(jié)構(gòu)，無(wú)需額外增加設(shè)備，且安全可靠，簡(jiǎn)易可行的最佳操作技術(shù)手段，同時(shí)可有效減少船舶能源消耗，提高船舶營(yíng)運(yùn)經(jīng)濟(jì)效益。CCS開(kāi)發(fā)的“船舶最佳縱傾優(yōu)化（OTA）系統(tǒng)”，在中海集運(yùn)公司、臺(tái)灣萬(wàn)海、河北遠(yuǎn)洋、寧波遠(yuǎn)洋等航運(yùn)企業(yè)廣泛應(yīng)用，具有較為明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。采用OTA系統(tǒng)后，船舶全年?duì)I運(yùn)實(shí)際節(jié)能約5%～8%，單艘船全年可節(jié)省燃油成本開(kāi)支320萬(wàn)元人民幣。而深度開(kāi)發(fā)的“基于OTA的自動(dòng)優(yōu)化配載系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)了OTA與裝載儀軟件的數(shù)據(jù)自動(dòng)交換，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)迭代調(diào)整貨物和壓載水，能夠快速實(shí)現(xiàn)最佳縱傾目標(biāo)，同時(shí)自動(dòng)生成優(yōu)化配載方案。

同時(shí)，CCS還與幾家大型航運(yùn)企業(yè)共同研究面向船舶營(yíng)運(yùn)過(guò)程的船舶能效智能化管理，研發(fā)“船舶能效在線智能管理系統(tǒng)”，該系統(tǒng)為CCS第一個(gè)船舶在線智能系統(tǒng)，系統(tǒng)具有能耗設(shè)備參數(shù)和航行設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控、能效管理、能源管理、SEEMP管理、船舶航行狀態(tài)信息分析和統(tǒng)計(jì)報(bào)表等功能。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)岸基實(shí)時(shí)監(jiān)控船舶耗能設(shè)備工況、船舶能效及船舶航行動(dòng)態(tài)，為分析能效影響因素提供數(shù)據(jù)支持，指導(dǎo)公司和船舶明確能源綜合管理方案，提高整體運(yùn)行效能，降低船舶營(yíng)運(yùn)成本。CCS能效小組對(duì)中海油服、中遠(yuǎn)散貨、中海集、河北遠(yuǎn)洋等20家企業(yè)能效項(xiàng)目進(jìn)行有效跟進(jìn)、協(xié)調(diào)和管理，項(xiàng)目包括船舶能效管理、操作、技術(shù)等綜合能效，船舶能效分析與評(píng)估服務(wù)、船舶最佳縱傾優(yōu)化、節(jié)能裝置等。

建立船舶能效數(shù)據(jù)庫(kù)，并不斷改進(jìn)和擴(kuò)展其功能，制定“船舶能效數(shù)據(jù)庫(kù)管理辦法”。增加EEOI平均值統(tǒng)計(jì)、航次能效分析等功能，擴(kuò)充船型細(xì)分種類，補(bǔ)充完善全球港口列表。該數(shù)據(jù)庫(kù)為35家船公司的557艘船提供日常能效數(shù)據(jù)分析處理等服務(wù)，目前庫(kù)內(nèi)存有24107多航次基礎(chǔ)能效數(shù)據(jù)。

開(kāi)展船舶能耗分布分析與評(píng)估服務(wù)。CCS對(duì)河北遠(yuǎn)洋集團(tuán)三種船型開(kāi)展了能效分析與評(píng)估服務(wù)，從整船和主推進(jìn)系統(tǒng)兩方面開(kāi)展能效評(píng)估，根據(jù)能效評(píng)估結(jié)論發(fā)掘節(jié)能潛力，研究選擇適合船型的具體節(jié)能減排改造方案。并針對(duì)具體船型提出提高主機(jī)效率、余熱回收、降低船體阻力、提高推進(jìn)效率、清潔能源應(yīng)用等節(jié)能措施。根據(jù)結(jié)論編制“能效分布計(jì)算分析報(bào)告”，報(bào)告包括船型信息、計(jì)算準(zhǔn)備、能耗分布計(jì)算、能效分析、節(jié)能措施及改進(jìn)建議等。

在油輪船舶能效方面，航運(yùn)界已經(jīng)采取船舶能效管理、主機(jī)改造、尾部增加附體等技術(shù)措施，并取得很好節(jié)能效果。幾大油運(yùn)公司實(shí)際營(yíng)運(yùn)的歷史數(shù)據(jù)顯示，生產(chǎn)性停泊時(shí)間在整個(gè)營(yíng)運(yùn)周期占比40%左右，而在生產(chǎn)性停泊中，大部分時(shí)間是油船的裝卸貨作業(yè)，因此，開(kāi)發(fā)輔助油船卸貨作業(yè)智能決策系統(tǒng)成為CCS服務(wù)油輪船舶又一亮點(diǎn)。CCS與河北遠(yuǎn)洋、招商能源股份有限公司簽署船舶能效全面合作協(xié)議，與大連遠(yuǎn)洋運(yùn)輸公司合作開(kāi)發(fā)的油輪貨物操作優(yōu)化系統(tǒng)，通過(guò)基于大數(shù)據(jù)挖掘分析的智能優(yōu)化方法，充分挖掘分析卸貨作業(yè)環(huán)節(jié)潛力，有效地縮短了卸貨時(shí)間，降低了燃油成本，減少了污染物排放，被交通運(yùn)輸部授予航運(yùn)企業(yè)節(jié)能減排示范項(xiàng)目。

力推LNG環(huán)保動(dòng)力

船舶節(jié)能減排可以通過(guò)設(shè)計(jì)創(chuàng)新、加裝配套設(shè)備、改善管理等多種手段來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中，使用清潔能源可大幅降低二氧化碳、氮氧化物等排放，節(jié)能效果更為顯著。在目前可應(yīng)用的幾種清潔能源中，LNG較傳統(tǒng)燃料價(jià)格低，減排效果好，應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)相對(duì)較多，因此最受青睞。歐盟和中國(guó)等都在積極推進(jìn)LNG燃料在船舶上的應(yīng)用。

作為中國(guó)航運(yùn)、造船業(yè)的重要技術(shù)支撐力量，CCS已建立了服務(wù)于LNG水上應(yīng)用完整產(chǎn)業(yè)鏈的標(biāo)準(zhǔn)體系，并投入了大量人力、物力、財(cái)力來(lái)攻關(guān)其關(guān)鍵技術(shù)并出臺(tái)相關(guān)規(guī)范。目前，CCS已經(jīng)建立了應(yīng)用于LNG水上鏈條的完整技術(shù)服務(wù)體系，制訂了LNG燃料系列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；有序推進(jìn)并完成了“目標(biāo)型標(biāo)準(zhǔn)”研究，形成了目標(biāo)型標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范體系，包括《天然氣燃料動(dòng)力船舶規(guī)范》、《天然氣燃料動(dòng)力船舶法定檢驗(yàn)暫行規(guī)定》、《液化天然氣燃料加注躉船入級(jí)與建造規(guī)范》、《液化天然氣燃料加注躉船法定檢驗(yàn)暫行規(guī)定》、《LNG-柴油雙燃料動(dòng)力改造適改條件評(píng)估指南》等；攻關(guān)了LNG燃料動(dòng)力系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)和LNG加注技術(shù)；為中國(guó)第一艘沿海LNG新造動(dòng)力船以及中國(guó)第一艘LNG加注躉船實(shí)施了審圖和入級(jí)檢驗(yàn)服務(wù)，并協(xié)助業(yè)界開(kāi)發(fā)了以LNG為動(dòng)力的集裝箱船概念設(shè)計(jì)和數(shù)艘采用LNG燃料動(dòng)力的LNG運(yùn)輸船，促進(jìn)了國(guó)內(nèi)LNG燃料動(dòng)力船及LNG氣罐關(guān)鍵技術(shù)的突破，推進(jìn)了LNG船改裝試點(diǎn)工作，形成了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的LNG燃料動(dòng)力船技術(shù)服務(wù)能力，對(duì)推進(jìn)中國(guó)LNG燃料動(dòng)力船發(fā)展提供了有力的技術(shù)支持。

為了更好地做好LNG水上產(chǎn)業(yè)鏈標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)工作，CCS與各大航運(yùn)及能源企業(yè)密切合作，開(kāi)展了大量實(shí)際LNG工程項(xiàng)目研究，有力推動(dòng)了我國(guó)LNG水上應(yīng)用的快速發(fā)展，如中海油“小型LNG運(yùn)輸船長(zhǎng)江口至鄂州通航綜合安全評(píng)估”；中海油“LNG運(yùn)輸船碰撞模擬評(píng)估”；中海油“6500HP單一氣體燃料港作拖輪試點(diǎn)方案”；新奧集團(tuán)“舟山國(guó)際航運(yùn)船舶LNG加注站可行性研究”；新奧集團(tuán)“江蘇駱馬湖LNG移動(dòng)加注船技術(shù)研究”；圣達(dá)因“B型獨(dú)立液貨艙研發(fā)”等。

完善全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)品體系，形成覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈的服務(wù)能力。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估主要分為“定性”和“定量”兩種手段。目前，國(guó)外LNG項(xiàng)目的定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估已發(fā)展到實(shí)際應(yīng)用階段，尤其是挪威、荷蘭、英國(guó)和美國(guó)等國(guó)家。而我國(guó)LNG產(chǎn)業(yè)鏈上的定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估(QRA)技術(shù)尚不成熟，主要采用“定性”或“半定量”的手段進(jìn)行評(píng)估，其可能的原因有三點(diǎn)：一是我國(guó)沒(méi)有實(shí)施QRA的標(biāo)準(zhǔn)流程；二是我國(guó)沒(méi)有建立起設(shè)備故障率數(shù)據(jù)庫(kù)；三是沒(méi)有統(tǒng)一的風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則。但是，隨著水上LNG應(yīng)用的發(fā)展，開(kāi)展QRA成為一種必然趨勢(shì)。為此， CCS武漢規(guī)范所開(kāi)展了“LNG運(yùn)輸船風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及預(yù)防措施研究”，并結(jié)合交通運(yùn)輸部西部項(xiàng)目“內(nèi)河LNG運(yùn)輸船風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及預(yù)防措施研究”，克服困難完成災(zāi)害場(chǎng)景、災(zāi)害模型、災(zāi)害模型計(jì)算程序的確定，開(kāi)發(fā)了適用于LNG項(xiàng)目的QRA服務(wù)產(chǎn)品。

通過(guò)收集國(guó)內(nèi)外LNG相關(guān)事故數(shù)據(jù)，建立相對(duì)全面的設(shè)備失效概率數(shù)據(jù)庫(kù)，引進(jìn)國(guó)際認(rèn)可的挪威GexCon咨詢公司開(kāi)發(fā)的三維計(jì)算流體力學(xué)（CFD）軟件FLACS進(jìn)行災(zāi)害后果仿真計(jì)算，已制定詳細(xì)的定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估流程，并開(kāi)展了內(nèi)河LNG運(yùn)輸船通航安全評(píng)估、船舶LNG加注碼頭國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定等工作。CCS將致力于推動(dòng)我國(guó)水上LNG項(xiàng)目實(shí)施QRA技術(shù)，為政府、行業(yè)提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。近期，CCS將針對(duì)LNG水上供應(yīng)鏈開(kāi)發(fā)新的服務(wù)產(chǎn)品，如LNG加注船作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、LNG場(chǎng)站選址評(píng)估、LNG事故調(diào)查服務(wù)等。CCS期待新的服務(wù)產(chǎn)品能為客戶提供切實(shí)可行的解決方案。

讓天空綻放APEC藍(lán)

為了提高船舶能效，滿足減排要求，近年來(lái)，CCS還聯(lián)合工業(yè)界在太陽(yáng)能、燃料電池、生物乙醇等新能源實(shí)船應(yīng)用方面開(kāi)展了卓有成效的探索，取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，制定了相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

太陽(yáng)能作為一種清潔能源在陸地上已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，隨著船舶節(jié)能減排要求日益嚴(yán)格，太陽(yáng)能技術(shù)也開(kāi)始更多地應(yīng)用于船舶動(dòng)力。推進(jìn)太陽(yáng)能、燃料電池等新能源技術(shù)的安全高效應(yīng)用，搶占技術(shù)創(chuàng)新制高點(diǎn)，CCS編制了太陽(yáng)能光伏、磷酸鐵鋰電池等電力推進(jìn)船舶的審圖原則和檢驗(yàn)指南，與武漢理工大學(xué)等單位聯(lián)合成功申報(bào)了工信部高新船舶項(xiàng)目——太陽(yáng)能（采用蓄電池儲(chǔ)能）在船上應(yīng)用安全技術(shù)研究，提出了包括太陽(yáng)能光伏組件、太陽(yáng)能光伏控制器、太陽(yáng)能光伏逆變器、磷酸鐵鋰電池、電池管理系統(tǒng)等太陽(yáng)能應(yīng)用相關(guān)的產(chǎn)品檢驗(yàn)要求和太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)、磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)船上應(yīng)用安全技術(shù)要求，將光纜、電力推進(jìn)在船上應(yīng)用研究成果和技術(shù)要求納入相關(guān)規(guī)范，為船舶設(shè)計(jì)、審圖和現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)工作提供了依據(jù)，促進(jìn)了綠色船舶技術(shù)的應(yīng)用，助力航運(yùn)企業(yè)減排增效，為引領(lǐng)造船航運(yùn)技術(shù)進(jìn)步和綠色發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。特別是磷酸鐵鋰電池消防安全要求，填補(bǔ)了國(guó)際船舶消防安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的空白，為太陽(yáng)能和磷酸鐵鋰電池在船上的應(yīng)用提供了有力的技術(shù)支持，其研究成果成功應(yīng)用到大型滾裝船“中遠(yuǎn)騰飛”號(hào)、安吉物流3800PCTC商品汽車滾裝船。

同時(shí)，為拓展太陽(yáng)能和磷酸鐵鋰電池船上應(yīng)用市場(chǎng)，CCS與中國(guó)北車集團(tuán)船舶與海洋工程發(fā)展有限公司、中國(guó)南車漢格船舶工程有限公司、上海瑞華集團(tuán)、上海佳豪集團(tuán)等單位達(dá)成一致，協(xié)同推進(jìn)太陽(yáng)能和磷酸鐵鋰電池在船上的應(yīng)用。

無(wú)疑，清潔能源成為船舶減排的重要因素。而船舶作為流動(dòng)的水上交通工具，在其停泊靠岸期間，如何減少對(duì)所在港口和碼頭的污染，也成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。

“岸電”是一種較為環(huán)保的船舶能源供給方式。由于船用發(fā)電機(jī)效率不如岸電的發(fā)電效率高，且船舶在停泊狀態(tài)，發(fā)電機(jī)所發(fā)出的功率不能完全被利用，有很多的浪費(fèi)部分。使用岸電，則可以高效利用港口的岸上電能，減少船舶發(fā)電機(jī)工作時(shí)間，既節(jié)約燃油，又可以減少發(fā)電機(jī)的損耗。

從散貨船單船角度營(yíng)運(yùn)經(jīng)濟(jì)性看，以我國(guó)沿海航線為例，安裝高壓岸電系統(tǒng)后，船舶單航次至少可節(jié)約營(yíng)運(yùn)成本約2萬(wàn)元，一年可節(jié)約營(yíng)運(yùn)成本上百萬(wàn)元，營(yíng)運(yùn)經(jīng)濟(jì)性大大提高。從全國(guó)角度看，如果靠泊沿海港口的所有船舶都使用岸電，一年可以減少二氧化碳排放量約1000萬(wàn)噸，相當(dāng)于一個(gè)中等城市一年的二氧化碳排放量；從全球的角度看，一年可以減少二氧化碳排放量約1億噸，相當(dāng)于一個(gè)2000萬(wàn)人口國(guó)家一年的二氧化碳排放量。因此，推廣船舶岸電技術(shù)有著極其重要的現(xiàn)實(shí)意義和社會(huì)效益，而散貨船采用高壓岸電系統(tǒng)因其技術(shù)成熟、簡(jiǎn)單易行，正在成為國(guó)內(nèi)外新造船配置岸電方案中的首選，推廣應(yīng)用前景廣泛。

國(guó)際電工組織已推出IEC60092-510的高壓岸電標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)中國(guó)船級(jí)社經(jīng)過(guò)與船東、船廠和設(shè)備廠的密切合作，于2012年開(kāi)發(fā)出船舶高壓岸電附加符號(hào)（AMPS），可據(jù)此對(duì)需安裝的高壓岸電裝置的船舶提供檢驗(yàn)和發(fā)證業(yè)務(wù)。目前，中國(guó)船級(jí)社已完成了20多艘船舶的高壓岸電設(shè)備的檢驗(yàn)和發(fā)證工作。

環(huán)保無(wú)止境，減排不停歇。穹頂之下的我們需要做些什么？CCS專家呼吁，相關(guān)各方應(yīng)立即緊急行動(dòng)起來(lái)，在政府的組織協(xié)調(diào)下對(duì)船舶綠色技術(shù)進(jìn)行合力攻關(guān)，激發(fā)調(diào)動(dòng)企業(yè)的創(chuàng)造活力，用切實(shí)行動(dòng)來(lái)?yè)肀н@場(chǎng)轟轟烈烈的“綠色革命”。