一个拖拉式螺旋桨(比如前向的螺旋桨)以反向旋转中心线的形式组合,或者组合成翼推进器,然后应用于经常在不同负载情况下运转的船舶;应对船速变化时,用高效的螺
图示:由同轴反转螺旋桨和翼推进组成的一个轴
旋桨转速调节的方法来替代以前保持螺旋桨转速而去调节螺旋桨螺距的做法;设计应用有更小摩擦力和空穴效应的螺旋桨叶片;由于船舵的拖拉效果占到船舶阻力总值的5%,优化的船舵设计和协调的船舵-螺旋桨
组合外形(比如舵球)能减小拖拉效果;船体、突出附件和推进器的优化设计减少船体与推进系统之间的干扰从而减少摩擦阻力和残余阻力;将双翼推进器螺旋桨与一个单轴主螺旋桨组合比起两个螺旋桨轴的配臵有更小的吊舱推进摩擦力。
线,三个拖带式推进器装臵:代替之前的双轴线 的推进系统,这种推进系统组合在减少船舶阻力和节能的同时,两个易控的翼推进器也保证了船 舶在低速行驶时的操纵灵敏性。
由于减排潜能与可操作性上的优点,受到最广泛关注的是同轴反转螺旋桨(CRP):由两个螺旋桨组成,一前一后分别安装于两台位于内、外轴的独立推进装臵上,其中一个螺旋桨处于另一个的顺流方位,如此一来便可使两个螺旋桨旋转在相反方向,从而使前一螺旋桨所产生的未能被有效利用的涡动能量在后一螺旋桨上得到利用。根据船舶参数的不同,如运营航速、现有螺旋桨效能等,CRP的节能范围在2%~12%之间。
其他推进系统的常用节能减排措施有:利用风能将其转换为向前的动力,缺点是性能很大程度上取决于风速和风向,并且传统帆的构造需要一定的甲板空间;将推进器和
使用风力作为补充动力已经在很多商业船舶开始应用。天帆(Skysails)使用风筝来拉动船只,据统计分析,
15%的燃料—相当于每年节省93000欧元。
这可以降低35%的燃料,风力在最理想的状况下最高可省下一半的燃料。一种多动力的88米船能节能
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9 其他技术类措施
自动化10%太阳能4%加强发电管理5%节能照明1%可变速发电功率3%混合辅助发电2%0%2%4%6%8% 在上面的技术类措施里,自动化提高能管理运作措施
效的效果最明显。利用先进的自动化监测与管理运作措施主要涉及到船舶的维护和控制系统是以最小的燃料消耗优化船舶整运行。这类措施有两大好处:一,经济吸引力:体和相关子系统(发动机,螺旋桨等等)的不需要硬件和设备方面的巨大投资,只有很低性能从而达到明显的降低燃料消耗的效果。的投资需要和中等运营成本;二,即时减排效
除了加强发电管理,还可以用变速发电机组应:缓和措施的实施在近期就能减排并且能而不是轴连单速发电机组来供应船用动力,防止之前预期的排放过度增长。虽然管理运从而更好地根据船用动力的不同需要来调行类措施有这些优点,而且适用于任何船,整特定的发电容量。另外,在相对稳定的最但很多措施因为减排量有限且自然条件与优负载情况下使用混合辅助发电不仅能降商务时间安排上的诸多实际限制因素,他们低燃料消耗,还能与电池储存一起引进非化始终不应该作为减排的唯一途径。
石燃料,如太阳能。
状态检修维护5%整体节能意识10%吃水差&压载优化5%航行规划&气象导航10%船舶减速23%船体清洁3%船体涂层5%螺旋桨表面维护10%港口周转时间10%0%5 %% 10 其中,船舶减速是减少燃料消耗和二氧化碳排放最有效的途径之一,其实质是发动机减功运行,即发动机每循环的喷油量减少,使其有效功减少。当发动机减功运行时,其功率大致与桨速(航速)成三次方比例降低。 图示:船体清洁 在一般条件下,如果货轮航速平均放慢10%, 燃料油就可以节约25%以上,船舶排放的二氧化碳量及空气污染物也会大幅度降低,可谓两全其美。但是船舶的减速航行很大程度上会受制于船舶工作周期的限制。当前全球大部分航运公司所采用的船舶减速措施,绝对不是船舶经营的权宜之计,而是一项长期节能和环保战略。
吃水差与压载优化、航行规划、气象导航和港口周转都属于航行优化。航行优化是指在物流,时间安排,合同安排或者其他一
减排措施潜力与成本预估
挪威船级社(DNV)做过针对25个减排措施(17个技术类,8个管理操作类)到2030年的减排量与成本的研究。基准线情景是指2030年时所有船舶没有采取这些减排措施的排放情况,因此船舶数量的增长估算是确定基准线情景最重要的因素。该研究
些限制条件之下优化船的运作使之能够满足这些限制条件。吃水差优化是指找到最优化的吃水差并尽量控制在最优吃水差附近运作。压载优化要避免不必要的压载,虽然实施起来很繁琐,但是最优压载在节能的同时也更能保证船舶行驶的舒适度和船员的安全。气象导航是根据天气与洋流来选择最优路线,在一些路线里,气象导航能节约非常可观的燃料量。当船舶有固定的时间进度时,缩短港口周转时间能使船舶更多的在海
上以较慢的速度行驶。例如船舶的下水坡道、货仓出口等特别设计和港口方面的改善措施(如高效门式起重机)一起发挥作用,能使船舶获得更多具有商业可操作性的海上减速行驶的可能性。另外,船体清洁与涂层和螺旋桨表面维护都是用减少阻力来提高燃料效率。
2008
年至 2009年,中海集运公司对原使用
传统防污漆的 10艘大型集装箱船完成了改造,
在使用新型防污漆后,船舶的平均节油率达到约
5%,每年可节约燃油11500 吨。
运用了IMO的船舶数量估算模型。该模型预测到2030年的船舶数量平均增长率为2.3%,虽然明显低于最近几年的船舶实际增长率,但是跟长期的船舶增长率相符合。研究结果如下图所示:
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来源:(S. Alvik et al. 2009)
在这个模型的基础上,预测表明世界上的船舶能以非常有经济效益的方式达到5亿吨或低于基准量30%的减排潜力,甚至可能达到60%的减排,如果所有的措施都能实施,并以一种更高效的协作的方式减排。
需要注意的是通过减排潜力和成本的研究来预测未来的碳排放有很多不确定的因素。其中最重要的因素是燃料价格,另外比较重要的因素有减排措施实施的价格和成效的不确定性、新技术的引进速度的不确定性和船舶数量预测的不确定性。
13 2012年,马士基(Maersk)航运提前八年完成了“以 2007 年排放量为基准,2020 年前 CO2 减
排 25% ”的目标。 该目标的实现,很大程度上得益于管理运作效率、航线网络、航线优化、减速航行与技术创新的完美结合。马士基航运公司的 CO2 减排目标是一项效能目标,其 CO2 排放量以每集装箱运输一公里排放的 CO2 克数来测量。提高能效非但没增加成本,这一年还节约了16亿美元的燃油成本,成功使马士基航运整体业绩扭亏为盈。
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航运行业碳管理展望与建议
目前,国际航运行业碳管理的现状主要还限于数据监测和收集,但不难看出,无论是区域性的组织行为如欧盟排放交易体系,还是行业性的国际海事组织碳管理计划,都将不断推进并最终影响行业内各企业。因此,对于企业个体来说,尽早开展企业内部的温
碳管理,他们在行动......
远洋公司(COSCO)
1. 率先对新造船舶使用国际海事组织要求的船舶能效设计指数(EEDI)作为减排指标,以在船舶设
室气体管理工作,采取合理的温室气体减排措施,制定优化的企业碳管理策略,有利于企业尽早做好温室气体相关政策应对准备,也有利于企业通过行业组织途径积极参与未来碳管理规则制定过程,为未来的企业发展赢取相应的空间。
计和建造阶段就对船舶能效水平进行规范,并注重在船舶总体设计、装载优化、生产工艺、设备使用方面
的节能新技术应用,通过技术和管理双管齐下,有效控制船舶能耗。
2. 依据IMO 通函《船舶能效管理计划(SEEMP)制订导则》、《船舶能效营运指数(EEOI)自愿使
用指南》以及中国船级社《船舶能效管理认证规范》(报批稿)的有关规定,组织制定了全国第一份《船
舶能效管理计划》, 并于2011年8月10日在上海通过评审。通过跟踪和分析船舶的能量消耗,用系统的方法对船舶能效进行有效管理。
中海集运
管理计划》,并已全部实施。到2012年末,公司所有自营船舶均持有《船舶能效管理证书》。目前公司已
1. 公司全面推进船舶能效管理,成立船舶能效管理推进小组。编制完成所有自营船舶的《船舶能效
完成能效管理系统的信息系统开发和运行,完成公司《能效管理程序》的制定,完成《船舶能效管理措施
操作指南》的编制工作。
2. 完成了作为上海市交通港航重点用能单位能源管理的申报和备案工作,建立了公司船舶能效管理
数据库,按上海市地方标准《集装箱远洋船舶燃油消耗限值》和国家《万家企业节能目标责任考核实施方
案》的要求,完成了对集装箱运输的碳排放和碳足迹的数据统计和发布工作。
就具体管理措施而言,我国航运行业企业的碳管理措施应至少涵盖以下几方面:
1. 积极应对针对已出台标准,为潜在的行业风险和机遇进行准备
我国航运船舶在设计能效指数方面的达标情况不容乐观,将近50%的船舶需要在相应改造措施的辅助下,才能满足船舶能效设计指数(EEDI)基准线,航运企业应积极利
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