綠色船舶技術(shù)發(fā)展研究

黃煉 董橋華 徐凱

摘 要：隨著環(huán)保意識的增強，節(jié)能減排問題在全球范圍得到了重視。綠色船舶技術(shù)成為船舶行業(yè)發(fā)展的新方向。綠色船舶相關(guān)技術(shù)的發(fā)展有利于推進我國船舶行業(yè)的戰(zhàn)略性發(fā)展，對于船舶業(yè)的穩(wěn)定與可持續(xù)性發(fā)展具有非常重要的作用。文章詳細地闡述了綠色船舶技術(shù)的具體含義，對該技術(shù)的發(fā)展趨勢進行了研究和分析，目的是促進綠色船舶技術(shù)穩(wěn)定與持續(xù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：船舶設(shè)計；綠色船舶；相關(guān)技術(shù)；發(fā)展的研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.09.014

1 綠色船舶具體的內(nèi)涵

綠色船舶指的是在滿足用戶的基本經(jīng)濟性航運功能的基礎(chǔ)上，減少船舶的資源消耗和環(huán)境污染，通過利用先進技術(shù)對船舶進行設(shè)計、制造、運營管理等。

綠色船舶技術(shù)體現(xiàn)在船舶運營管理的每一個方面：船舶的運營當中，綠色技術(shù)主要體現(xiàn)在污水處理、控制發(fā)動機氮氧化物排放、嚴格控制與管理艙底油的卸載、避免各種有害的燃油和液體發(fā)生泄漏等；船舶的設(shè)計當中，綠色主要表現(xiàn)在工藝流程的簡化與配置的優(yōu)化方面，通過優(yōu)化配置和賤貨工藝來提升系統(tǒng)的工作效率，降低原料和能源的耗損；材料的選用全部要符合要求與標準，所有部件的材料都要是綠色的，不會造成任何污染，逐漸提升船舶制造和交工緩解當中材料的使用效率；綠色船舶技術(shù)選用可再生生物材料與其他高科技材料，能夠使船舶自造當中不可再生與稀缺資源的使用量減少；船舶運營限期滿之后，不恰當?shù)膱髲U和拆除會造成環(huán)境污染，綠色船舶技術(shù)通過對零部件和設(shè)備的再次利用，提升了材料使用的效率，有效的減少了船舶報廢對環(huán)境造成的污染?！熬G色”技術(shù)應(yīng)用在船舶生產(chǎn)和制造當中，可以有效較少能源的消耗并緩解環(huán)境污染問題。

2 我國的綠色船舶相關(guān)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題

2.1 技術(shù)研發(fā)戰(zhàn)略規(guī)劃不足

歐美造船大國關(guān)于綠色船舶技術(shù)研發(fā)方面都是由國家或行業(yè)進行整體性統(tǒng)籌和規(guī)劃，對技術(shù)研發(fā)的進度做出具體的規(guī)劃，當技術(shù)投入生產(chǎn)之后，對節(jié)能減排指標也做出了明確規(guī)定。同時，國家和行業(yè)有關(guān)部門在研發(fā)資金與政策方面均會有不同程度的支持，有些國家金環(huán)造船業(yè)呈現(xiàn)出衰落的趨勢，但在技術(shù)研發(fā)方面從沒有松懈。歐洲很多國家推動著國際船舶制造標準的制定，雖然這些國家不排除掌握尖端技術(shù)優(yōu)勢的初始動機，但國家和行業(yè)的統(tǒng)一規(guī)劃值得我國學(xué)習。當前，國際上的造船強國在綠色船舶技術(shù)方面的研究已經(jīng)非常廣泛，在其研究的成果基礎(chǔ)上制定了技術(shù)規(guī)范和標準。我國在新技術(shù)的研發(fā)上沒有統(tǒng)籌和安排，常常導(dǎo)致資源浪費和過渡消耗及重復(fù)性建設(shè)，這非常不利于我國船舶業(yè)綠色技術(shù)的進一步發(fā)展。

2.2 設(shè)計理念缺乏突破

分析船舶業(yè)發(fā)達的國家推出的環(huán)保性設(shè)計理念，其對于船舶結(jié)構(gòu)、外形、動力運行模式等方面的技術(shù)都是突破性的，未來，船舶的發(fā)展必將會遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)模式。當前，我國研發(fā)綠色船舶，除了出于船舶業(yè)發(fā)展的自身需求之外，還受國際船舶規(guī)范壓力的影響，設(shè)計的思路并沒有擺脫當前已有的體系與框架。以現(xiàn)有的船舶技術(shù)為基礎(chǔ)，對其設(shè)計進行優(yōu)化，以此滿足國際船舶公約當中的要求。這雖然是最容易實現(xiàn)的方法，但也是缺乏突破性的下策。我國在綠色船舶設(shè)計領(lǐng)域沒有突破性的研究和發(fā)現(xiàn)，使得船舶行業(yè)的技術(shù)一直位于歐美等船舶業(yè)發(fā)達的國家之后，難以實現(xiàn)超越性的進步。

2.3 對船舶配套技術(shù)的研究相對薄弱

船舶的節(jié)能技術(shù)能夠通過革新配套設(shè)備技術(shù)來實現(xiàn)，比如優(yōu)化材料、提高船舶的系統(tǒng)運行效率、使壓載水量減少等途徑，應(yīng)用這些技術(shù)可以保證船舶的整體強度、行駛速度、運載的靈活性，并使整體化設(shè)計實現(xiàn)高效節(jié)能，是綠色船舶設(shè)計的理想化狀態(tài)。當前，世界上涌現(xiàn)出了各種類型的綠色船舶技術(shù)，例如新型復(fù)合材料的應(yīng)用、推進方式的改革、利用氣體進行減阻等技術(shù)，這些技術(shù)逐漸在世界綠色船舶技術(shù)當中成為主流，而我國的綠色船舶當中的節(jié)能減排技術(shù)仍然處于發(fā)展的初級階段，缺乏全面深入的研究，尤其是基礎(chǔ)的設(shè)備數(shù)據(jù)積累不足，高效節(jié)能、減排技術(shù)、新材料應(yīng)用、降噪減振等的研發(fā)能力不足，使得相關(guān)研究的規(guī)模小，技術(shù)創(chuàng)新能力不足，技術(shù)理論和制造實踐不能合理的結(jié)合。

3 綠色船舶技術(shù)的發(fā)展戰(zhàn)略

3.1 發(fā)展的思路

將我國經(jīng)濟的發(fā)展需求及國際上對綠色船舶技術(shù)的要求作為終極發(fā)展目標，利用新興科學(xué)技術(shù)，結(jié)合當前我國船舶業(yè)的發(fā)展情況，樹立國際性發(fā)展目標，促使綠色船舶技術(shù)的創(chuàng)新速度加快，使船舶技術(shù)當中的設(shè)計、制造、運營、拆裝和配套設(shè)備相關(guān)技術(shù)取得突破性發(fā)展，提升我國船舶業(yè)在國際市場當中的綜合實力，促使船舶業(yè)盡快實現(xiàn)升級和轉(zhuǎn)型，增強我國船舶業(yè)的綜合實力。

3.2 核心技術(shù)

（1）設(shè)計的核心。綜合利用各類信息技術(shù)來推動綠色船舶技術(shù)的數(shù)字化設(shè)計。數(shù)字化技術(shù)的設(shè)計核心內(nèi)容與傳統(tǒng)的設(shè)計相比已經(jīng)產(chǎn)生了變化，詳細設(shè)計和生產(chǎn)設(shè)計當中的內(nèi)容逐漸轉(zhuǎn)化為概念設(shè)計與初始設(shè)計，這樣可以對船舶生產(chǎn)的每個環(huán)節(jié)實行數(shù)字化的控制與管理，即以市場需求為依據(jù)來設(shè)計船舶，并對船舶報廢進行數(shù)字化的控制和管理。其次是以人機工程的視角進行虛擬性的設(shè)計，這樣可以使船舶設(shè)計者能夠更細致的展開設(shè)計，對設(shè)備使用性能及維修的難易程度進行迅速的驗證與測試，另外，還能利用數(shù)字化技術(shù)分析出施工空間的實際大小，這樣就能避免船舶制造是施工空間不充分、設(shè)備放置混亂問題的出現(xiàn)，提高施工的效率。在此基礎(chǔ)上通過協(xié)同施工，使綠色船舶技術(shù)的應(yīng)用范圍得到強化，設(shè)計人員依據(jù)實際情況來優(yōu)化世界流程。在船舶設(shè)計的階段，設(shè)計者要對各種生產(chǎn)因素進行考慮，提高協(xié)同制造的效率，保證制造人員與設(shè)計人員之間能夠進行有效的溝通，使各部門實現(xiàn)信息的共享，這樣才能提高船舶制造的效率。

（2）制造技術(shù)的核心內(nèi)容。要注重引進先進的生產(chǎn)工藝與生產(chǎn)設(shè)備，提升我國船舶業(yè)的技術(shù)水平。還要充分的應(yīng)用智能科技進行制造，以原有綠色船舶技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展智能制造設(shè)備，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)，加快綠色船舶技術(shù)的發(fā)展，提升船舶制造的效率，避免原材料不必要的耗損。

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作者簡介：黃煉（1982-），男，江蘇靖江人，本科，中級工程師，從事船舶總體與結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。