绿色船舶提升能效的技术与管理措施
绿色船舶的概念及关键技术

第17卷 第12期 中 国 水 运 Vol.17 No.12 2017年 12月 China Water Transport December 2017收稿日期:2017-09-23作者简介:王 琦(1991-)上海海事大学轮机工程专业在读硕士。
曾向明,上海海事大学副教授,研究方向为现代轮机管理。
绿色船舶的概念及关键技术王 琦,曾向明(上海海事大学,上海 200000)摘 要:当前,随着全球经济的快速发展,环境的污染和能源的匮乏问题已经越来越制约经济的发展,对于船舶业和航运业来说,它们随之带来对环境造成污染的问题也越来越引起社会的关注。
因此,建造低污染、少油耗、环保节能的“绿色船舶”已成为造船业和航运业发展的必然趋势。
本文针对绿色船舶的概念进行分析,并对绿色船舶的制造、运营、拆解全过程的关键技术进行研究,从而降低船舶生产成本,提高船舶生产质量,减少环境污染! 关键词:绿色船舶;绿色制造;绿色运营;绿色拆解中图分类号:U666.12 文献标识码:A 文章编号:1006-7973(2017)12-0008-02一、引言随着全球经济一体化的加快,航运业越来越起到重要的作用,全球贸易的90%都是通过海上运输来完成的[1]。
船舶作为海上的交通运输工具,但是,其带来的环境污染问题也越来越严重,例如硫氧化物、氮氧化物的排放问题,含TBT 涂料的污染问题以及拆船造成的污染问题等,也成为了社会关注的焦点。
船舶带来环境污染问题贯穿整个船舶的生命周期,随着国际公约的实施和人们环保意识的加强,对船舶的要求也越来越严格,因此,绿色船舶的概念应际而生。
本文针对绿色船舶的概念进行分析,对绿色船舶设制造、运营及拆解全过程的关键技术进行了研究,以期待我国在绿色船舶的制造中,能够提高船舶制造工艺,加强对船舶营运管理,从而提高船舶质量,达到绿色船舶节能减排的目的,最终使我国船舶业在全球中处于有利地位。
二、绿色船舶的概念所谓绿色船舶是指船舶在制造、运营、拆解的全生命过程中,以“绿色”为设计理念,在确保船舶质量、满足船舶的使用功能基础上,最大程度地降低成本,减少污染,提高船舶的资源及能源的利用率,打造环境友好型和资源节约型船舶[2]。
打造绿色航运船队方案

打造绿色航运船队方案背景介绍随着全球环保意识的提升和环保政策的日益严格,绿色航运成为了航运业的一个重要发展方向。
绿色航运旨在减少航运业对环境的影响,降低碳排放和能源消耗,并促进可持续发展。
打造绿色航运船队是实现绿色航运的关键步骤之一。
本文将提出一个打造绿色航运船队的方案,旨在帮助航运公司实现可持续发展和环境保护的目标。
目标和原则打造绿色航运船队的目标是减少碳排放、降低能源消耗、提高船队的环境性能,并实现航运业的可持续发展。
实现这一目标的原则包括:1.选用绿色技术和设备:选择使用低碳、高效能源技术和设备,如LNG(液化天然气)推进系统、混合动力系统等。
2.优化船舶设计:采用先进的船舶设计和建造技术,如减阻型船体设计、船体材料的轻量化等,以降低能源消耗和碳排放。
3.提高船员技能:加强船员的培训和教育,提高船员的环境意识和环保技能,使其能够更好地应对绿色航运的要求。
4.定期维护和检查:定期维护船舶设备,确保其正常工作和高效运行,减少能源浪费和环境污染。
绿色船舶选择和更新在打造绿色航运船队的过程中,船舶的选择和更新是非常重要的环节。
以下是一些绿色船舶选择和更新的建议:1. 选用绿色船舶选择绿色船舶是打造绿色航运船队的基础。
绿色船舶应具备低碳、高效能源使用和环境友好等特点。
LNG船舶、混合动力船舶、电动船舶是当前较为主流的绿色船舶类型。
船队管理者应根据航线、货物类型、运输需求等因素,合理选择绿色船舶。
2. 更新老旧船舶老旧船舶通常耗能较高、排放较大。
船队管理者应考虑逐步更新这些老旧船舶,采用更环保、节能的新型船舶。
这样可以提高船队的整体环境性能,并降低运输成本。
3. 船舶维护和改造在船舶运营过程中,定期维护和改造船舶是非常必要的。
船队管理者应注重船舶的保养维护工作,及时检查船舶设备,修复故障,以减少能源浪费和环境污染。
同时,可以考虑适时对船舶进行改造升级,如安装更节能的推进系统、改进船体设计等。
船队运营管理船队运营管理是打造绿色航运船队的核心环节。
船舶设计中的绿色技术创新

船舶设计中的绿色技术创新在当今全球对环境保护日益重视的背景下,船舶行业也在积极寻求绿色转型,绿色技术创新在船舶设计中扮演着至关重要的角色。
船舶作为重要的交通运输工具,其能源消耗和环境污染问题不容忽视。
通过引入绿色技术创新,不仅能够降低船舶运营成本,还能减少对环境的负面影响,实现可持续发展。
传统船舶设计在能源利用和环境保护方面存在诸多不足。
以往,船舶主要依赖化石燃料,如重油、柴油等,这些燃料的燃烧会产生大量的温室气体和污染物,对大气和海洋生态环境造成严重破坏。
同时,船舶的能效水平相对较低,能源浪费较为严重。
此外,船舶在建造和拆解过程中也会产生大量的废弃物和有害物质,对环境构成威胁。
为了应对这些挑战,绿色技术创新在船舶设计的多个方面得到了应用。
首先是能源系统的创新。
替代燃料的研发和应用是一个重要方向,例如液化天然气(LNG)作为一种相对清洁的燃料,其燃烧产生的污染物明显少于传统燃料。
此外,氢燃料电池、生物燃料等新兴能源也在研究和试验阶段,未来有望在船舶上得到更广泛的应用。
同时,风能、太阳能等可再生能源与船舶动力系统的结合也成为了研究热点。
通过安装风力助航装置或太阳能电池板,可以在一定程度上减少船舶对传统燃料的依赖,降低能源消耗和排放。
船舶的船体设计也在绿色技术创新的推动下不断改进。
优化船体形状和结构可以降低水流阻力,提高船舶的航行效率。
采用先进的流体动力学模拟软件和实验技术,设计师能够更加精确地设计出阻力小、性能优的船体。
此外,新型的轻质高强材料在船舶建造中的应用,不仅减轻了船体重量,还提高了船舶的强度和耐久性,进一步降低了能源消耗。
在船舶的推进系统方面,绿色技术创新也带来了显著的变化。
高效螺旋桨的设计和制造技术不断提升,能够提高推进效率,减少能量损失。
电力推进系统逐渐成为一种趋势,其具有良好的调速性能和低噪音、低振动的优点,有助于提高船舶的舒适性和环保性能。
此外,吊舱式推进系统、喷水推进系统等新型推进方式的出现,也为船舶的高效、绿色运行提供了更多选择。
船舶电力系统的节能技术与管理策略

船舶电力系统的节能技术与管理策略在当今的航运领域,船舶电力系统的节能技术与管理策略显得愈发重要。
随着能源成本的不断攀升以及环保要求的日益严格,如何提高船舶电力系统的能源利用效率,降低能耗,实现可持续发展,成为了航运业面临的重要课题。
船舶电力系统是一个复杂的综合性系统,它为船舶上的各种设备和设施提供电力保障。
然而,在其运行过程中,存在着诸多的能量损耗环节。
例如,发电设备的效率不高、输电线路的电阻损耗、用电设备的不合理使用等等。
为了降低这些损耗,实现节能的目标,一系列的节能技术应运而生。
在发电环节,采用高效的发电机组是关键。
新型的燃气轮机和柴油发动机,具有更高的热效率和功率密度,能够在相同的燃料消耗下产生更多的电能。
同时,优化发动机的燃烧过程,提高燃烧效率,也能显著降低燃料消耗。
例如,采用先进的燃油喷射技术和燃烧控制策略,可以使燃油充分燃烧,减少废气排放和能量浪费。
能量回收技术也是船舶电力系统节能的一个重要手段。
在船舶的航行过程中,会产生大量的废热,如发动机的尾气余热、冷却系统的热量等。
通过余热回收装置,如余热锅炉、有机朗肯循环系统等,可以将这些废热转化为电能,从而提高能源的综合利用率。
此外,船舶在减速或制动时产生的动能也可以通过能量回收装置转化为电能储存起来,供后续使用。
在输电环节,减少线路电阻损耗是节能的重要方向。
选用优质的导电材料,合理设计输电线路的布局和截面积,可以降低线路电阻,减少电能在传输过程中的损失。
同时,采用高效的变压器和变流器,降低其自身的能量损耗,也能提高输电效率。
对于用电设备,采用节能型的电器设备是降低能耗的有效途径。
例如,使用高效的照明灯具、节能型的空调和冰箱等,可以在满足使用需求的前提下,减少电能的消耗。
此外,通过智能控制系统,根据实际需求对用电设备进行合理的调度和管理,避免设备的空转和不必要的运行,也能达到节能的目的。
除了节能技术的应用,科学的管理策略对于船舶电力系统的节能同样至关重要。
船舶能源管理与节能技术的关键策略

船舶能源管理与节能技术的关键策略船舶能源管理与节能技术是当前航运行业关注的焦点。
随着全球能源危机的日益凸显,船舶行业纷纷加大对能源管理与节能技术的研究力度,旨在降低航运成本、减少能源消耗,同时改善航行安全和环境保护。
本文将探讨船舶能源管理与节能技术的关键策略。
一、船舶能源管理策略船舶能源管理策略是指通过有效的管理手段和科学的决策规划,全方位地优化船舶能源使用和管理。
以下是一些关键策略:1. 航线规划优化航线规划是船舶能源管理的重要环节。
通过精确计算、预测和分析船舶的航行路线、速度和油耗等因素,可以实现最佳航线的选择和调整。
合理地规划航线,避免或降低不必要的航行距离和时间,可显著节约能源成本。
2. 船舶排放控制船舶排放对环境和人类健康产生着重要影响。
船舶能源管理策略中的关键一环就是控制船舶的排放。
采用先进的排放控制技术,如节能排放装置、尾气净化系统等,可以有效控制船舶排放的废气、废水和噪声,达到环保要求。
3. 能源监控与智能管理系统船舶能源监控与智能管理系统是船舶能源管理的重要组成部分。
通过安装传感器、仪表和自动化控制设备,可以对船舶的油耗、能源消耗、航行状态等进行实时监测和分析。
同时,借助智能管理系统,可以实现能源消耗的数据分析和预测,及时发现和解决能源消耗的问题,提高船舶的能源利用效率。
二、船舶节能技术策略船舶节能技术策略是通过引入先进的技术手段和设备,最大限度地降低船舶的能源消耗。
以下是一些关键策略:1. 润滑与摩擦力减小船舶在航行过程中,摩擦力是主要能量损失来源之一。
通过采用先进的润滑技术和减摩设备,如润滑剂的使用和船体表面的抗摩擦涂层处理等,可以有效减小摩擦力,降低能源消耗。
2. 新能源技术应用随着新能源技术的发展,船舶节能技术中的关键策略之一是引入新能源技术应用,如太阳能光伏设备、风能利用技术和燃料电池等。
这些新能源技术可以为船舶提供额外的能源供给,减少对传统化石能源的依赖程度,实现能源的多元化利用。
绿色智能船舶示范应用方案(一)

绿色智能船舶示范应用方案一、实施背景随着全球环境保护意识的提升,航运业逐渐认识到环保和智能化对于可持续发展的重要性。
绿色智能船舶,结合了环保和智能船舶技术,能够显著降低船舶对环境的影响,提高运营效率。
近年来,有关政策积极推动航运业的绿色智能化发展,而绿色智能船舶示范应用则是推动这一趋势的关键环节。
二、工作原理绿色智能船舶主要运用了先进的环保和智能技术,实现航行过程中的节能和减排。
工作原理主要体现在以下几个方面:1. 优化设计:通过船体优化设计,降低船舶阻力,减少航行中的能源消耗。
2. 新能源应用:采用太阳能、风能等可再生能源,为船舶提供辅助动力和电力,减少燃油消耗。
3. 智能导航:利用高精度导航和自动驾驶技术,提高航行安全性和效率。
4. 能效管理:运用能效管理技术,实时监控船舶运行状态,优化航行线路和速度,降低排放。
5. 环保材料:采用环保材料制造船舶,减少对环境的污染。
三、实施计划步骤1. 顶层设计:明确绿色智能船舶的发展战略和目标,制定相应的政策、法规和标准。
2. 技术研发:加大对绿色智能船舶技术的研发力度,推动关键技术的突破和应用。
3. 示范项目:选取有代表性的船企和船舶进行绿色智能改造,建设绿色智能船舶示范项目。
4. 产业协同:推动产业链上下游企业合作,共同推进绿色智能船舶产业发展。
5. 效果评估:对绿色智能船舶示范应用项目进行定期评估,总结经验教训,持续优化改进。
四、适用范围绿色智能船舶示范应用方案适用于各类航运场景,尤其适用于高排放、高能耗的船舶。
例如,集装箱船、油轮、散货船等都可以通过绿色智能改造来提高运营效率,降低排放。
五、创新要点1. 技术创新:绿色智能船舶的研发和应用涉及到多学科交叉,需要不断创新技术以适应市场需求。
例如,采用先进的导航和自动驾驶技术可以提高船舶的安全性和效率;运用新能源技术可以降低船舶的碳排放。
2. 模式创新:推动航运业与科技企业合作,共同探索新的商业模式,实现绿色智能船舶的可持续发展。
对推进绿色造船技术的思考
对推进绿色造船技术的思考随着全球环境问题日益严重,建造绿色船舶已成为应对环境挑战的必然选择。
绿色造船技术是一种以降低船舶排放、提高能源利用效率、优化船舶结构和材质等方式,提高船舶环保性能的技术。
推进绿色造船技术,既是环保需求的体现,同时也是创新发展和提高经济效益的必要手段。
下面从几个方面来探讨推进绿色造船技术的思考。
一、发展新型船舶动力技术船舶排放对环境和人体健康产生的影响不容忽视。
近年来,氮氧化物、硫氧化物和PM2.5等污染物成为海洋生态环境的重要因素之一。
因此,绿色造船技术的核心就是减少或者消除船舶在运输过程中产生的排放物。
发展新型船舶动力技术成为实现绿色造船的重要途径之一。
例如,采用液化天然气作为船舶燃料,可大幅降低船舶排放的氮氧化物和硫氧化物,同时,还能有效的提高船舶能源利用效率。
二、优化船舶结构及材料船舶建造的材料和结构对船舶的环保性能有着重要的影响。
传统的船舶结构多采用钢铁材料,而新型材料的应用可有效降低船舶的重量,减少能源的消耗,降低船舶的排放。
同时,对于船舶结构设计也可通过控制船舶阻力、减小污染物的排放等方面,进一步提高船舶的绿色性。
例如,在船舶设计上,应注重压低气动阻力,减少污染物的排放,同时采用现代化的流体力学设计技术和最新的计算方法,优化设计船舶的外形、速度、尺寸以及机舱布局。
三、加强船舶维护管理对于已经建造完毕的船舶,要保障其具有良好的环保性能,应将船舶维护管理方面的工作置于更加突出的地位。
建立完善的维护体系,能够更好的提高船舶所使用的能源的转化效率,减少废气和其他污染物的排放,员工性能的优化等各方面提供可行的操作方法。
加强船舶维护不仅情况能够维护绿色环保的理念,还能提高船舶的使用寿命,减少对环境的影响,同时也是提高运输效率、降低运输成本的重要手段。
绿色造船技术不仅能更好保障环境,还能为船舶制造及相关产业发展提供新的契机。
例如,提高船舶环保性能可以增强企业的环保形象,降低企业环保投入,有效推动产业转型升级,促使企业走上可持续发展之路,推动船舶产业进步,走向国际市场。
浅析绿色船舶技术的发展
浅析绿色船舶技术的发展绿色船舶技术是指以减少对海洋环境污染为目标,采用基于环保理念的技术手段和设备来提高船舶的能源效率和减少排放,以推动航运行业的可持续发展。
随着全球环保意识的加强和政府对环保法规的逐步完善,绿色船舶技术在近几年得到了广泛关注和应用。
在绿色船舶技术的发展过程中,船舶能效的提高是最主要的方向之一。
随着技术的不断进步,船舶动力系统的设计和配置也在逐步优化。
传统的船舶动力系统主要依靠燃油来提供能源,而绿色船舶技术则倡导使用清洁能源,如天然气、生物质能等替代传统燃油,以减少碳排放和其他有害物质的排放。
应用高效的动力传动系统和船舶自动化技术也可以有效提升船舶的能源效率,进一步减少能源消耗和排放。
船舶废弃物的处理也是绿色船舶技术发展的重要方向之一。
船舶在航行过程中会产生一系列的废弃物,包括生活垃圾、污水、油水等。
传统上,船舶会将废弃物直接排放到海洋中,造成海洋环境的污染。
而绿色船舶技术鼓励船舶进行废物分类收集和处理,通过合适的处理设备将废弃物进行妥善处理,减少对海洋环境的污染。
绿色船舶技术还涉及船舶结构设计的改进和使用环保材料的推广。
传统的船舶结构设计在强度和稳定性方面注重,但在减轻船舶自重、提高运载量等方面存在一定的局限性。
绿色船舶技术倡导采用轻量化设计和新材料应用,以减轻船舶自重,提高船舶载货能力,并减少燃油消耗和排放。
使用环保的材料可以降低环境污染,并延长船舶的使用寿命。
绿色船舶技术的发展还需要政策和法规的支持。
政府可以通过制定和完善环保政策和法规,激励船舶企业采用绿色船舶技术,提供相应的财政和税收支持。
政府还可以加强对绿色船舶技术的推广和宣传,提高社会对绿色船舶技术的认识和意识,以形成良好的航运环境。
绿色船舶技术在航运行业的发展具有重要的意义。
通过推广和应用绿色船舶技术,可以实现航运行业的可持续发展,减少对海洋环境的污染,提高船舶的能效和竞争力。
随着技术的进步和政府对环保事业的不断加大投入,绿色船舶技术有望达到更高的水平,为航运行业的绿色化和可持续发展贡献力量。
船舶节能减排措施
船舶节能减排措施随着全球贸易的发展和人们对环保问题的日益关注,船舶作为国际贸易的重要载体,其节能减排问题也日益凸显。
为应对这一挑战,行业内提出了一系列的节能减排措施。
本文将从优化船舶设计、提高推进效率、应用节能技术、使用清洁能源、优化航行策略、强化船舶维护、建立监测系统和加强船员培训等方面,详细探讨这些措施的具体内容和实施意义。
一、优化船舶设计优化船舶设计是实现节能减排的关键。
在船舶设计阶段,应充分考虑船舶的航行效率、结构强度、船舶阻力等因素,通过科学的设计手段,如流线型船体、优化船体表面粗糙度等,降低船舶在航行过程中的阻力,从而减少能源消耗。
二、提高推进效率提高推进效率是减少船舶能耗的有效手段。
这包括优化船舶主机和推进器的匹配,提高主机的燃烧效率,减少主机的能耗。
同时,采用先进的螺旋桨设计和制造技术,降低螺旋桨的水动力损失,提高推进效率。
三、应用节能技术随着科技的发展,越来越多的节能技术被应用于船舶上。
例如,使用变频器控制船舶的辅机设备,根据实际需求调整设备的工作频率,从而减少能耗。
此外,采用废气再循环技术、燃油添加剂等手段,也可以有效提高燃油的燃烧效率,降低燃油消耗。
四、使用清洁能源使用清洁能源是船舶节能减排的重要途径。
目前,液化天然气(LNG)、甲醇等清洁能源已经在船舶上得到了应用。
这些清洁能源相比传统的燃油,具有更高的燃烧效率和更低的污染物排放,对于减少船舶的碳排放和环境影响具有重要意义。
五、优化航行策略优化航行策略是减少船舶能耗的重要手段。
通过合理利用潮汐、风力等自然力量,以及选择合适的航线、航速等,可以有效降低船舶的能耗。
同时,船舶运营者还可以通过合理调度,减少船舶的等待时间和空驶时间,从而降低船舶的整体能耗。
六、强化船舶维护强化船舶维护是确保船舶节能减排效果的关键。
定期对船舶进行维护和保养,确保船舶处于良好的运行状态,可以有效减少船舶的能耗和排放。
例如,定期对船舶的燃油系统进行清洗和维护,可以确保燃油系统的正常运行,提高燃油的燃烧效率。
船舶能效措施实施方案
船舶能效措施实施方案一、背景介绍。
随着全球经济的快速发展,船舶运输业也在不断壮大。
然而,船舶在运输过程中消耗大量的能源,不仅造成了能源资源的浪费,也对环境造成了严重的污染。
因此,为了提高船舶的能效,减少能源消耗,保护环境,船舶能效措施实施方案应运而生。
二、船舶能效措施的重要性。
1. 减少能源消耗,船舶能效措施的实施可以有效地减少船舶在航行过程中的能源消耗,降低运营成本。
2. 减少环境污染,船舶在燃烧燃料时会排放大量的废气和废水,通过提高船舶的能效,可以减少污染物的排放,保护海洋环境。
3. 提高竞争力,实施船舶能效措施可以提高船舶的运输效率和安全性,提升船舶的市场竞争力。
三、船舶能效措施实施方案。
1. 使用高效节能设备,船舶可以安装节能设备,如节能灯具、节能空调等,以降低能源消耗。
2. 优化航行路线,船舶在航行过程中可以通过优化航行路线,减少航行距离和时间,从而减少能源消耗。
3. 完善船舶维护保养,定期对船舶进行维护保养,保持船舶设备的良好状态,提高设备的使用效率。
4. 推广清洁能源,推广使用清洁能源,如液化天然气等,减少对传统燃料的依赖,降低污染物排放。
5. 加强船员培训,加强船员的节能意识和技能培训,提高船员的节能意识和操作水平,减少能源的浪费。
四、船舶能效措施的实施效果。
1. 节能减排,实施船舶能效措施可以有效地减少船舶的能源消耗和污染物排放,达到节能减排的目的。
2. 降低成本,通过提高船舶的能效,可以降低船舶的运营成本,提高船舶的经济效益。
3. 提高形象,实施船舶能效措施可以提高船舶公司的环保形象,增强企业的社会责任感,树立良好的企业形象。
五、结语。
船舶能效措施的实施对于船舶运输业来说具有重要的意义,不仅可以降低能源消耗和污染物排放,还可以提高船舶的经济效益和市场竞争力。
因此,船舶公司应该积极采取相应的措施,推动船舶能效措施的实施,为全球航运业的可持续发展做出贡献。
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绿色船舶提升能效的技术与管理措施
摘要:随着全球贸易的扩大,航运业也随之迅猛发展,然而,船舶航行时产生的NOx、SOx等有毒、有害气体,严重威胁着海洋环境的安全。
1988年IMO海洋环境保护委员会(MEPC)正式展开船舶对大气污染议题的研讨及审议,目的是减少船舶对大气的污染。
随着国际防污染公约(MAPOL 73/78)附则Ⅵ-“防止船舶造成大气污染规则”于2005年正式生效,对船舶的排放提出了新的要求。
当前,世界各国及国际海事组织积极推出温室气体减排计划,在这种背景下,2021年,国务院印发《国务院关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》,这表明,绿色船舶已成为一种必然。
文章基于知网等各大数据库收录相关文献资源分析及结合自身实践情况下,分别就绿色船舶提升能效的技术与管理措施展开研究,希望能够为推动行业实现良好发展提供一定助力。
关键词:绿色船舶;提升能效;技术;管理措施
1前言
随着全球温室气体(GHG)以及氮氧化物排放限制越来越严格,无论是对新建船舶还是现有船舶都提出了更高的要求,为了满足船舶的能效指数,从技术与管理两个维度提出降低能耗、增加新能源技术装备、优化配置、改造船舶等一系列解决方案,为今后的绿色船舶发展提供参考。
2绿色船舶提升能效技术
2.1降低主辅机能耗
2.1.1设计紧凑
相同功率情况下,主机体积越小,则燃烧产生的有毒有害气体,也会随之减少。
因此,在生产设计时,设备厂商对主辅机采用轻量化设计,可以降低主辅机的重量和体积。
船用二冲程柴油机,通常缸径较大、冲程较长,有毒有害气体的
排放量相应较大,采取轻量化设计后,将会缩小燃烧室容积,燃烧产生的废气量
也随之减少,从而降低能源消耗和能效指数。
2.1.2限制功率
根据EEDI验证指南,船舶主机在75%的额定功率(MCR)下进行油耗验证,
辅机在50%MCR功率下进行验证。
以MAN二冲程柴油机为例,通常主机在50%~80%
负荷范围内,主机的燃油消耗率随着功率的增加呈现出先降后升的趋势,而不同
机型、不同尺寸的主机最低燃油消耗率的工况点也有所不同。
因此,在使用过程中,根据主机油耗率曲线,适当降低或限制功率,可以提高燃烧效率,降低燃油
消耗,从而降低GHG、NOX的排放量。
2.1.3低碳燃料
当前,大型商船采用的燃油通常是重油,重油的成分中,含有大量的碳原子,燃烧后生成大量的GHG、HC化合物以及其他有毒有害气体。
因此,未来的船舶可
以选用碳转化系数低的燃料,如天然气、生物柴油、正丁醇等,或者选用清洁能源,如H2,这类气体燃烧后产生的GHG相对较少甚至为0。
目前,技术相对成熟,应用较广泛的是采用柴油以及天然气混合燃烧的双燃料发动机,这种发动机可以
有效降低NOx的排放量,对GHG也有一定程度的降低。
2.2增加节能装置
船舶主机燃烧产生的废气,经过排气道、涡轮增压器以及废气锅炉,排放到
大气中,不仅污染环境,同时,废气中的热量仍然很高,却白白耗散掉,属于能
量的损耗。
因此,可以在主机废气锅炉后,加装余热回收装置,将主机排放损耗
的热量回收再利用,提高主机废气利用率,在一定程度上提高了能量的利用,减
少了GHG排放。
2.3增加新能源技术
装备船舶的电力供应,主要依靠船舶发电机,发电机在使用过程中也会产生
大量CO2、HC化合物以及NOX等有毒、有害气体。
因此,采用风能以及太阳能等
新型能源进行发电,替代原有的柴油发电技术,可以降低发电机的功率损耗,减
少有毒、有害气体排放。
2.4优化载装量、船速、功率匹配
船舶在航行过程中,一方面,容易受到风流浪涌的影响,导致船舶阻力增大,推进效率降低,主机负载升高,燃油消耗增加,能效指数增高;另一方面,船体
容易受到运载货物配载不均的影响,导致螺旋桨吃水不均匀,船舶推进效率降低,油耗增加。
因此,对船舶的线型进行优化设计,货物配载均匀,可以提高船舶的
推进效率,降低能效指数。
2.5船舶改造
针对船舶改造,主要涉及到三个方面:电控化改造、传统主机改造为双燃料
发动机以及更换可变距螺旋桨。
首先,电控化改造主要是将传统的机械式喷油器、喷油泵改造为电控式喷油器以及喷油泵,这样可以提高喷射效率,降低燃油消耗;其次,将传统发动机改造为双燃料发动机,双燃料发动机具有较低的NOx和GHG
气体排放;最后,采用可变距螺旋桨,同时缩小螺旋桨尺寸,提高螺旋桨的推进
效率,降低船舶航速。
3绿色船舶的管理
管理就是管人、管船、管设备,每艘船舶都有其自身的特点,要想从技术上
对船舶及其设备采取有效的能效措施,则需要从管理的角度,对船舶、设备和人
员进行管理,经过系统、科学的论证评估后,才能达到最佳效果。
3.1策划
从技术角度考虑,有诸多提升船舶能效的方式,但是,部分技术和实际应用
之间还有相当大的差距,部分技术只具有可能性,但不具备实际的可行性。
因此,对船舶采取的能效措施,需要结合船舶的实际状况、船厂及发动机厂的技术建议,并结合相关船级社法律规范,进行良好的策划,找到切实可行的提升船舶能效指
数的方案。
与技术相对应的是管理,通过对船舶的管理,提升船舶能效。
在能效
管理策划阶段,首先需要考虑到影响船舶能效指数的主要参数,如:航线设计、
航速管理、主辅油耗、船体保养等,再根据本船和航次的特点,制定一定时间内
提高能效的方法。
最后,结合技术与管理两个层面,找出最优的能效提升方案。
3.2实施
船舶能效管理实施时,需要整合必要的资源。
一方面是人员。
按照计划定期
对船员进行航海、轮机等专业技能培训以及经验分享,做好内部信息交流,提升
船舶专业人员综合素质能力,减少故障和事故的发生率;另一方面是机器。
针对
机器设备产生的数据,进行实时记录、文件控制,如对经过检修后的主机油耗进
行记录,落实记录存档,作为检查对比的依据。
3.3监测
船舶的运营过程中,需要利用专用的监测设备对船舶的能耗进行实时监测,
对采集的数据进行计算,如油耗以及发电量等,并分析计算后的能效数据,如果
出现异常状态,分析和查找原因,及时吊缸检修,排查故障,定期对能效变化趋
势进行对比,一旦超出了预定的范围,及时找到产生的原因,并找出管理中存在
的问题,早发现,早调整。
3.4评估与改进
定期对船舶的能效进行评估,便于及时发现问题和改进。
船舶的能效管理评估,主要包括四个方面内容:第一,能效管理计划合理性。
主要是从技术和管理
两个角度,考虑能效计划编制是否合理;第二,能效管理措施适用性。
计划实施
一段时间后,对编制的能效计划进行检验看其是否适用;第三,能效管理活动有
效性。
定期对记录存档的能效数据进行检查对比,检查能效管理是否有效;第四,能效管理目标、指标的实现程度。
依据能效计划,船舶的能效是否有所改善。
如
果不满足要求,则及时反馈、改正。
4结论
本文主要从技术和管理两个维度,为绿色船舶的解决方案提供一种参考。
在
技术层面上,主要是通过降低主辅机能耗;增加余热装置;采用新能源等技术;
优化载装量、船速、功率匹配;增加节能装置;船舶改造等措施,降低船舶能效
指数,但是在应用上,部分技术存在一定的局限性。
在管理层面上,则需要按照SEEMP四个基本的管理步骤,结合具体船舶,策划船舶降低能效方案,技术上采用降功率方式或优化船型和配载等,在管理上对人员进行专业培训和经验交流,提升综合素质能力,进行船舶能效数据的记录和控制,实时监测和分析,同时,定期评估能效管理的有效性和适合性,及时反馈和改正,最终达成绿色船舶的目的。
参考文献
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