李成成 何 曠
上海佳豪和羅·羅推出的新型高能效船舶
李成成 何 曠
近年來(lái),世界各國(guó)越來(lái)越重視加強(qiáng)環(huán)境保護(hù),控制廢氣排放,推廣綠色能源。在航運(yùn)領(lǐng)域,“綠色船舶”成為未來(lái)船舶市場(chǎng)的建造和運(yùn)營(yíng)趨勢(shì),以迎合日益嚴(yán)格的航海氣體排放標(biāo)準(zhǔn)。歐美國(guó)家紛紛采取行動(dòng),對(duì)航海運(yùn)輸中所產(chǎn)生的溫室氣體排放量引入報(bào)告、核實(shí)等機(jī)制,征收航海碳排放稅,并設(shè)立專(zhuān)項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)基金,鼓勵(lì)發(fā)動(dòng)機(jī)和運(yùn)輸工具的升級(jí)、新燃料的使用、新技術(shù)的研發(fā)以及氣體排放量的控制和減少。
不僅是歐美國(guó)家,中國(guó)也在《船舶與海工裝備產(chǎn)業(yè)“十二五”規(guī)劃》中提出要“根據(jù)市場(chǎng)需求,大力推進(jìn)散貨船、油船、集裝箱船的優(yōu)化升級(jí),開(kāi)發(fā)建造滿足國(guó)際造船新規(guī)范、新標(biāo)準(zhǔn)要求的船型,以滿足當(dāng)前海事界在綠色、環(huán)保、安全等方面的要求”,中國(guó)船級(jí)社于10月起正式實(shí)施“綠色船舶”評(píng)價(jià)分級(jí)制,以能效、環(huán)保、工作環(huán)境為要素,相應(yīng)評(píng)出GreenShipⅠ、GreenShipⅡ、GreenShipⅢ(GreenShipⅢ為最高級(jí))三個(gè)等級(jí)?!熬G色船舶”享受?chē)?guó)家更多的優(yōu)惠政策,例如稅費(fèi)減免,優(yōu)先由“綠色通道”進(jìn)入繁忙港口,享受低保費(fèi)率和優(yōu)惠的融資條件等。
上海佳豪與羅爾斯·羅伊斯聯(lián)合設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)放眼于未來(lái)“綠色商船”市場(chǎng),集新穎人性的外觀和高效節(jié)能減排的綠色理念,為當(dāng)今乃至未來(lái)的商船市場(chǎng)注入了新鮮血液。已經(jīng)發(fā)布的船舶設(shè)計(jì)載重范圍在2500~100000噸之間,包括JD4100系列滾裝船(載重范圍9000~11000載重噸),JD4400系列集裝箱船(最大載重達(dá)2500標(biāo)箱),JD4600系列多用途船(最大載重達(dá)40000DWT),JD4800系列散貨船(最大載重達(dá)100000噸)以及JD6400系列液化天然氣船(裝載能力5000~40000CUM)。越來(lái)越受到全球公認(rèn)的液化天然氣推進(jìn)系統(tǒng)被充分運(yùn)用到這些設(shè)計(jì)理念中,除散雜貨船目前只使用柴油主機(jī),其他船舶設(shè)計(jì)的動(dòng)力系統(tǒng)都可選用柴油/混合動(dòng)力或天然氣作為主機(jī)燃料。這些配備了羅爾斯·羅伊斯Bergen燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì),既可以滿足甚至高于2016年開(kāi)始實(shí)施的國(guó)際海事組織(IMO)-Tier III關(guān)于氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)和二氧化碳(CO2)的排放要求,又大幅降低了船舶交付之后的運(yùn)營(yíng)成本,是真正的高能效、低運(yùn)營(yíng)成本的環(huán)保型船舶。
由于其裝卸速率快、費(fèi)用低、對(duì)碼頭要求不高的特點(diǎn),滾裝船運(yùn)輸在國(guó)內(nèi)外都在穩(wěn)步發(fā)展,需求不斷增長(zhǎng)。JD4100系列為雙機(jī)雙槳型無(wú)限航區(qū)組合式滾裝/集裝箱船。目前發(fā)布了四個(gè)船型,載重量由9000噸至11000噸。該船型設(shè)有多層甲板,各甲板之間的交通可采用升降機(jī)或斜坡道,通過(guò)甲板開(kāi)口進(jìn)行聯(lián)系,提高裝卸貨效率。船艉設(shè)有側(cè)開(kāi)或后開(kāi)式的尾門(mén),并配置水密門(mén)及與碼頭連接的跳板,可適應(yīng)不同碼頭裝卸貨需要。為了更好地應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)格的環(huán)保要求,更加積極主動(dòng)地應(yīng)對(duì)未來(lái)船舶市場(chǎng)的需求,該系列船型采用耐波低阻船舶線型和親海型艏部設(shè)計(jì),配備了羅爾斯·羅伊斯先進(jìn)的柴油機(jī)或天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)以及高效節(jié)能的雙Promas舵槳組合系統(tǒng),帶來(lái)推進(jìn)效率最大程度的優(yōu)化以及船舶操縱性的大幅提升。
在尋求節(jié)能減排新路徑中,液化天然氣(LNG)以其環(huán)境效益顯著的優(yōu)勢(shì),成為了未來(lái)船用燃料的首選。JD4103GF和JD4104GF是JD4100系列中使用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)作為推進(jìn)的兩個(gè)船型設(shè)計(jì),船上設(shè)有800m3的LNG艙,取代了傳統(tǒng)的燃油艙以提供燃料供給,該船型配備了兩臺(tái)羅爾斯·羅伊斯Bergen B32:40L8PG型純天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)以及一臺(tái)Bergen C26:33L6AG天然氣輔機(jī),提供充沛動(dòng)力的同時(shí)提高了系統(tǒng)冗余度,相比于使用傳統(tǒng)的柴油動(dòng)力系統(tǒng)可節(jié)約燃料費(fèi)用約30%~40%,并可減少約80%的二氧化氮排放量,二氧化碳排放量降低25%,二氧化硫以及顆粒物排放量減少100%,滿足IMO Tier Ⅲ的排放標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)一步降低了船舶能效設(shè)計(jì)指數(shù)(EEDI)。其中JD4103GF、JD4104GF船舶根據(jù)不同設(shè)備配置可符合中國(guó)船級(jí)社關(guān)于GreenShip Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ等級(jí)的要求。
JD4400系列為載貨能力在2000~2500TEU之間的單機(jī)單槳型無(wú)限航區(qū)集裝箱船。該系列船舶采用優(yōu)化低阻線型以及非常規(guī)突出球鼻艏,兼顧快速性與耐波性。該系列JD4401、JD4402、JD4404設(shè)計(jì)中分別使用了傳統(tǒng)柴油動(dòng)力推進(jìn)、燃?xì)鈩?dòng)力推進(jìn)以及柴油天然氣混合推進(jìn),可適應(yīng)不同市場(chǎng)需求,并配備了Promas舵槳操作系統(tǒng),有效提高了推進(jìn)效率。JD4400系列相比于傳統(tǒng)普通集裝箱船具有更低船舶能效設(shè)計(jì)指數(shù)(EEDI),相比于中國(guó)船級(jí)社《綠色船舶規(guī)范》中集裝箱船的EEDI基準(zhǔn)值降低超過(guò)40%,是面向未來(lái)的清潔、綠色、環(huán)保的新一代優(yōu)秀船型。
JD4401采用柴油動(dòng)力推進(jìn),幾何載箱數(shù)為2250TEU,航速可達(dá)18.5節(jié),船舶能效設(shè)計(jì)指數(shù)(EEDI)為13,相比傳統(tǒng)集裝箱船約降低40%。
JD4402GF采用液化天然氣作為動(dòng)力,幾何載箱數(shù)為2194TEU,設(shè)有1300m3LNG燃料艙,配備一臺(tái)羅爾斯·羅伊斯Bergen B35:40V16PG純氣體發(fā)動(dòng)機(jī),三臺(tái)Bergen C26:33L9AG天然氣發(fā)電機(jī)組,通過(guò)PTI系統(tǒng)共同驅(qū)動(dòng),航速17.5節(jié),船舶能效設(shè)計(jì)指數(shù)(EEDI)僅為12.2,相比傳統(tǒng)集裝箱船約降低44%。
◎ 圖4 JD4402集裝箱船—2000teu—液化天然氣驅(qū)動(dòng)
JD4404具有更大的裝箱空間,幾何裝箱數(shù)達(dá)到2500TEU,并采用柴油和天燃?xì)饣旌蟿?dòng)力推進(jìn),具有更大靈活性和冗余度。
JD4400系列還包括針對(duì)未來(lái)內(nèi)河航運(yùn)市場(chǎng)設(shè)計(jì)的JD4403 300FEU LNG集裝箱運(yùn)輸船,該船最大可裝載300FEU LNG罐式集裝箱,并采用兩臺(tái)純氣體機(jī)推進(jìn)。
JD4600系列多用途船目前主打無(wú)限航區(qū)37000載重噸靈便型多用途船。該船型的船長(zhǎng)約180米,型寬29.8米,型深14.9米,可運(yùn)載散貨、袋裝普通干貨、鋼卷、危險(xiǎn)貨物以及集裝箱。已經(jīng)發(fā)布的JD4601和JD4602兩個(gè)設(shè)計(jì),分別采用柴油和天然氣驅(qū)動(dòng),滿足不同的市場(chǎng)需求。為了降低能耗,提高船舶的運(yùn)營(yíng)效率,船舶的外型采用了直立犁型球艏并配備Promas舵槳組合系統(tǒng)。直立犁型球艏的船艏劈浪型的設(shè)計(jì)有助于減小船舶的興波阻力,提高快速性,船舶水線長(zhǎng)在不同的浮態(tài)下的變化很小,從而加強(qiáng)了耐波性。這樣的設(shè)計(jì)不但令船舶更美觀,而且易于施工。Promas舵槳組合系統(tǒng)可以提高2%~6%綜合推進(jìn)效率(有待船模實(shí)驗(yàn)確定);減少槳最高25%的壓力脈沖;在低速情況下增加15%操縱性;減少噪音和振動(dòng),提高船員舒適性。
JD4800系列散貨船與JD4600具有相同的外觀設(shè)計(jì),37000載重噸的JD4801采用柴油機(jī)驅(qū)動(dòng),最新開(kāi)發(fā)的JD4802為57000載重噸散貨船,配備純氣體機(jī),以天然氣為燃料。
隨著國(guó)際油價(jià)的繼續(xù)上漲和排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格,LNG運(yùn)輸船市場(chǎng)快速發(fā)展,對(duì)于中小型LNG船的需求日益增加。JD6400系列包含5000m3、10000m3、12000m3、15000m3、20000m3、30000m3到40000m3的中小型LNG天然氣運(yùn)輸船。本系列船型貨艙采用單圓筒/雙耳罐C型獨(dú)立液貨艙,貨艙部分船體結(jié)構(gòu)均為雙底雙殼,安全性高,且均為天然氣/雙燃料驅(qū)動(dòng),EEDI大幅降低,為新一代創(chuàng)新低碳環(huán)保船型。
其中,JD6405-10000m3LNG運(yùn)輸船為江海聯(lián)運(yùn)淺吃水船舶,是國(guó)內(nèi)首艘面向長(zhǎng)江中下游航行并兼顧沿海運(yùn)輸?shù)拇?,該船型很好地填補(bǔ)了這一國(guó)內(nèi)空白,在江海直達(dá)小型LNG船的設(shè)計(jì)方面做出了積極的嘗試和探索并取得了相當(dāng)大的技術(shù)成果。
如今的航運(yùn)業(yè)面臨的不僅是越來(lái)越嚴(yán)苛的碳排放管理政策的考驗(yàn),隨著全球經(jīng)濟(jì)的走弱,運(yùn)力過(guò)剩也成為眾船公司的難題,如何通過(guò)創(chuàng)新在優(yōu)勝劣汰中占據(jù)有利位置,并兼顧支持環(huán)保新政策將成為各個(gè)船公司謀求生存發(fā)展的趨勢(shì)。亞洲是現(xiàn)今新建船舶項(xiàng)目的首選之地,中國(guó)的造船業(yè)蘊(yùn)含著巨大的潛力,一些有實(shí)力的船廠也將目光投向了具有更高附加值的海洋工程和環(huán)保型船舶市場(chǎng)。聯(lián)合設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的豐富設(shè)計(jì)和建造經(jīng)驗(yàn),將為中國(guó)的船廠提供先進(jìn)新穎的造船理念和可靠的技術(shù)支持。