祁斌/中國船舶及海洋工程設(shè)計研究院

“Color Hybrid”號

運營區(qū)域、運營對象及環(huán)保法規(guī)日趨嚴格，使得客滾船船東對于環(huán)保的重視程度高于其他類船舶。

客滾船屬于客船的一種，既能載客又能裝運汽車、卡車、拖車、甚至是火車，有些船還為乘客提供住宿和娛樂服務(wù)，運營范圍主要包括內(nèi)海、海灣、島嶼和大陸之間。該型船起源于20世紀60年代末的歐洲波羅的海，之后迅速成為國際客運市場的后起之秀，除波羅的海外，其在歐洲北海、地中海、美國沿海、日本列島等地區(qū)也有大量使用。

近年來，隨著社會的發(fā)展，人們對于交通工具安全、環(huán)保的要求越來越高，這對客滾船的發(fā)展也產(chǎn)生了一系列影響。為了滿足市場的需求，客滾船已向著更安全、更環(huán)保、更舒適、更快速、裝載能力更強的方向不斷發(fā)展。

全球市場現(xiàn)狀

客滾船市場的興衰和相應(yīng)區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展有著密不可分的關(guān)系。比如2008年國際金融危機爆發(fā)之前，客滾船的新船訂單量和完工量因市場繁榮而基本維持在高位。而金融危機之后，船東熱情不再，隨著手持訂單慢慢地消耗，客滾船市場也進入了低谷期。

不過到了2015年，隨著歐洲地區(qū)經(jīng)濟的復(fù)蘇以及低油價的刺激，客滾船市場表現(xiàn)出了強勁的需求，租金水平水漲船高。同時，客滾船船隊的老齡化程度也日趨明顯，據(jù)IHSSeaweb統(tǒng)計，截至2017年年底，客滾船船隊保有量中20年以上船齡的總計1806艘，占比高達57.1%。此外，2014年韓國“歲月”號客滾船特大安全事故刺激了老舊、不安全船型的淘汰，導(dǎo)致近年來客滾船的訂單量和完工量大幅攀升。

新船訂單量

訂單量方面，據(jù)IHS-Seaweb統(tǒng)計，2015年世界客滾船新船訂單總計98艘、13萬載重噸（DWT）、42萬總噸（GT），以GT計（車道長度、DWT等數(shù)據(jù)缺失較多，故以GT計）同比增幅近45%，2016年更是高達83.2%，2017年有所回落，但相比2015年也有46.1%的增長。此外，截至2018年5月25日，2018年的客滾船新船訂單已有26艘、41.9萬GT，雖然數(shù)量不多，但以GT計卻和2015年基本持平。

完工量

完工量方面，據(jù)IHS-Seaweb于2018年5月25日統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，2016年世界客滾船總計完工并交付了74艘、33.7萬GT,同比分別增長17.5%和23.8%。2017年相比2016年略有上升，同比增幅分別為1.3%和8.4%。而根據(jù)目前的手持訂單來看，2018年可能會產(chǎn)生井噴，預(yù)計全年將有122艘、16.3萬DWT、68.7萬GT的客滾船交付，以DWT計達到歷史第二高度，以GT計則是歷史第三，僅次于2001年（101.8萬GT）和2002年（72.1萬GT）兩個高峰年。不過需要一提的是，2018年的數(shù)據(jù)因有數(shù)十艘客滾船還未錄入具體參數(shù), 故該數(shù)值其實應(yīng)該更高。此外，2019年的交付量目前看來也已有52艘、51.7萬GT。當(dāng)然， 這些只是理論上的交付量，未考慮延期、撤單等情況。

建造市場份額

從目前客滾船的建造國家來看，日本、意大利和中國分別占據(jù)了前三把交椅。據(jù)IHS-Seaweb統(tǒng)計，日本

表1 2012－2017年客滾船新船訂單統(tǒng)計總計建造有738艘、100.7萬DWT、301.1萬GT，分別占到世界份額的22%、21.7%和15.7%。排名第二的意大利總計建造有181艘、67.4萬DWT、280.5萬GT，所占份額分別為5.3%、14.5%、14.6%， 由此可見其主要以建造大型客滾船為主。中國的情況與意大利差不多，目前共計建造有165艘、51.3萬DWT、207.4萬GT的客滾船，占世界份額分別為4.9%、11.1%和10.8%。

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表2 2013－2018年客滾船新船訂單統(tǒng)計

“SALISH ORCA”號

值得一提的是，據(jù)IHS-Seaweb統(tǒng)計，目前我國所建客滾船的平均船齡僅5.8年，而日本和意大利則分別是28.2年和24.2年，排名之后的芬蘭、德國等國家最少也是13.9年，表明中國在近幾年的客滾船建造市場中處于領(lǐng)先地位。

環(huán)保技術(shù)動向

客滾船的運營區(qū)域和對象決定了其與交通、旅游、城市、生物、環(huán)境等密切聯(lián)系，因此該類船對于環(huán)保的重視程度也比其他如運輸類船舶等更高。而近年來，一些相關(guān)的環(huán)保規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)也相繼出臺：自2015年1月1日起，歐盟開始執(zhí)行更為嚴格的船舶硫化物排放標(biāo)準(zhǔn)；在波羅的海、北海和英吉利海峽等歐盟專屬排放控制區(qū)內(nèi)行駛的船舶，硫化物排放標(biāo)準(zhǔn)從1%降至0.1%；國際海事組織（IMO）確定2020年在全球海域?qū)嵭写叭加?.5%含硫上限的規(guī)定等。這些法規(guī)同樣在“催促”著客滾船向著綠色環(huán)保的方向發(fā)展。

那么，近幾年被評為經(jīng)典船型的客滾船和一些知名客滾船設(shè)計建造公司、船東、運營公司的新船型有哪些？

“SAL ISH ORCA”號雙燃料渡船

“SALISH ORCA”號是一艘入選了《Significant Ships of 2016》經(jīng)典船型的“Salish”級車客渡船。該船為加拿大政府所有，由不列顛哥倫比亞渡船公司訂購于2014年，采用了波蘭Remontowa公司的RMDC2990型設(shè)計，交付于2016年11月，另有2艘姐妹船分別于2017年2月和4月交付，單船造價為5166萬美元。

該8261 GT的渡船船長107 米，型寬23.5 米，至主甲板型深10.2 米，設(shè)計吃水4.65 米，載重量705 噸，排水量4225噸（設(shè)計吃水）。船上設(shè)有2層汽車甲板，可搭載145輛汽車和585名乘客，服務(wù)航速15.5 節(jié)（kn），使用壽命預(yù)計在40年左右。該級船的最大特點就是能以液化天然氣（LNG）為燃料，如此一來相當(dāng)于每年減少了約9000噸的二氧化碳排放，差不多等于1900輛客車的年排放量。這也是該船入選2016經(jīng)典船型的最關(guān)鍵因素。

“F.A.Gauthier”號LNG動力渡船

“F.A.Gauthier”號由意大利芬坎蒂尼公司設(shè)計建造，船東為加拿大Quebec Traversiers公司，是一艘有針對性的、專門設(shè)計的LNG動力渡船，也是意大利建造的首艘LNG動力渡船，同時還是第一艘在北美運營的LNG動力渡船。該船采用了先進的技術(shù)以滿足高能效、低排放要求，可顯著降低二氧化碳（CO2）、氮氧化物（NOx）和硫化物（SOx）的排放，芬坎蒂尼稱其是“真正的技術(shù)綜合體”?！癋.A.Gauthier”號憑借這一亮點被選為《Significant Ships of 2014》中的經(jīng)典船型。

“F.A.Gauthier”號

該16200 GT級客渡船長133.2米，型寬22.4米，至主甲板深8米，設(shè)計吃水5.57 米，排水量10080 噸，可搭載800名乘客和180輛小汽車。船上安裝有一套類似現(xiàn)代郵輪的綜合電力推進系統(tǒng)，其中包括4臺既可使用LNG燃料、也可使用船用柴油的瓦錫蘭12V34DF型雙燃料發(fā)動機，單機功率5220 千瓦；2臺GE公司3150V三相異步電動機，單機輸出功率7000 千瓦，驅(qū)動2套對轉(zhuǎn)螺旋槳。此外船上還配有橫向推力器，提升其操縱性能；船首和船尾均配置有復(fù)雜且寬大的跳板和艙門，從而可以快速地上下客、車。船上的整套推進系統(tǒng)滿足所有排放控制區(qū)（ECA）的環(huán)保要求，包括波羅的海、北海、加勒比海等。同時，該船還擁有1A冰級符號，為1AS推進等級，這就意味著其能在圣勞倫斯灣等環(huán)境惡劣的水域運營。

“Texelstroom”號超環(huán)保雙頭車客渡船

“Texelstroom”號是世界首批混合動力車客渡船中的一員，也被譽為新一代渡船。該船由西班牙LaNaval船廠建造，2016年6月交付給荷蘭船東Royal TESO公司，當(dāng)時被稱為“標(biāo)志著渡船運輸業(yè)在減排方面進入新的代”。

“Texelstroom”號長135.4 米，可運載1750名乘客和350 輛汽車，服務(wù)航線為荷蘭赫爾德港與太克斯島之間，單程約20分鐘，每小時一班。該船的一大亮點就是能源系統(tǒng)非常靈活：船上共有4臺主機，其中2臺為柴油機，轉(zhuǎn)速750 轉(zhuǎn)/分 時功率為2000 千萬，另外2臺為Anglo Belgian公司提供的可使用壓縮天然氣（CNG）或柴油的中速雙燃料發(fā)動機。該型雙燃料發(fā)動機擁有靈活的燃料系統(tǒng)，可燃燒低熱值和點火性不穩(wěn)的氣體。之所以不用LNG燃料是因為當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)設(shè)施的匱乏，而且其服務(wù)港口附近就有CNG加注站。

此外，該船頂部還設(shè)有700 平方米的太陽能板，所產(chǎn)生的電能將儲存于Corvus Energy公司AT 6500 48V鋰離子電池中，最多可儲存1.6 兆瓦時（MWh）電能，并由一套先進的能源管理系統(tǒng)負責(zé)管理。在船上用電高峰期間，這些存儲的電能將被用于推進或其他消耗電能的地方。

在正常運營期間，該船將只有1臺雙燃料發(fā)動機工作，電池僅在用電高峰期使用。在緊急情況時，柴油機將被啟用以提供額外的功率和航速。若有必要，該船還可僅依靠電池提供動力。

全球最大混合動力客滾船“Color Hybrid”號

2017年2月，挪威渡船運營商Color Line與挪威烏斯坦船廠簽訂了一份合同，將建造1艘世界上最大的插電式混合動力客滾船“ColorHybrid”號，計劃2019年5月完工，2020年1月正式投入運營，航線為挪威桑訥菲尤爾和瑞典斯特倫斯塔德之間。該船盡管還未完工，卻已憑借其優(yōu)異的動力系統(tǒng)和環(huán)保性能，在2017年挪威海事展上斬獲了“下一代創(chuàng)新船舶獎”。

“Color Hybrid”號的設(shè)計公司為烏斯坦的合作伙伴Fosen公司。船長160米，寬27.1米，總噸在30000噸左右，載重量約3200噸，可搭載430—500輛汽車和2000名乘客，尾部設(shè)有一跳板，淡水艙艙容為450立方米，壓載水艙艙容為1500立方米。

該船將使用插電式混合動力，在進出港口時使用電池供電，電池通過電纜和岸上綠色電樁充電，也可通過船上發(fā)動機充電。電池組將提供約5MWh的電量，這就意味著該船僅使用電池也能以高達12kn的航速航行60分鐘。烏斯坦稱，“Color Hybrid”號能夠完全依靠電池出入通往桑訥菲尤爾的峽灣，從而減少甚至消除溫室氣體或氮硫排放污染。

船上的主機采用羅爾斯·羅伊斯公司的Bergen B33:45L直列式柴油發(fā)動機。此外，船上還將安裝廢熱回收系統(tǒng)（WHR）和減噪裝置，當(dāng)該船以低速航行或停泊時，所產(chǎn)生的噪聲遠低于正常值。

VikingLine公司高能效豪華客滾船

“Texelstroom ”號

2017年6月，芬蘭著名客輪公司Viking Line與中國廈船重工簽訂了一份合同，將建造1艘集LNG動力、風(fēng)動力為一體的郵輪型豪華客滾船，設(shè)計者是知名的客滾船設(shè)計公司Deltamarin。盡管該船預(yù)計要到2020年3月才能完工交付，但近期已榮獲國際權(quán)威海事雜志《Marine Money》評選的“2017年度創(chuàng)新項目獎”。作為歐盟海洋高速公路項目的一部分，該船交付后將服務(wù)于芬蘭-瑞典航線，連接圖爾庫、奧蘭群島和斯德哥爾摩。

據(jù)報道稱，該船是目前全球最大的LNG動力客滾船，也是我國迄今承建的最大型雙燃料郵輪型客滾船，總噸位達到63543 GT，總長218.55米，寬35米，可載客2800人，船員及服務(wù)人員達200人，車道長度1500米，可裝載400輛汽車，服務(wù)航速22.1kn。該船按照豪華郵輪標(biāo)準(zhǔn)建造，其上層配設(shè)豪華酒店、餐廳、商店、娛樂設(shè)施等場所，可滿足游客不同的休閑娛樂需求。據(jù)了解，該船造價超過13億元人民幣，僅設(shè)計費就達到8500萬元人民幣。

該船除了使用LNG燃料外，還將安裝兩個24米高的Norsepower公司旋筒風(fēng)帆。該型旋筒風(fēng)帆是Flettner旋筒的升級版，利用馬格努斯效應(yīng)產(chǎn)生推進力以降低主機的“負擔(dān)”。Norsepower公司另外還有18米和30米兩種版本以應(yīng)對不同的船體尺度、航速、運行情況。根據(jù)第三方數(shù)據(jù)顯示，在合適的風(fēng)力和航速條件下，旋轉(zhuǎn)風(fēng)帆可以獲得25%的節(jié)能效果。該技術(shù)已有多個實際應(yīng)用案例，如在9700 DWT的“Estraden”號滾裝船上安裝有兩個小型旋轉(zhuǎn)風(fēng)帆，通過NAPA分析，實際可減少6. 1%的燃油消耗。

“薰衣草”號和“杜鵑花”號節(jié)能型客滾船

新日本海渡輪公司( Shin Nihonkai)的“杜鵑花”號

日本的客滾船設(shè)計和建造實力是有目共睹的，但一直以來卻相對“保守”，即很多新船都是一些已有成熟船型的稍作升級和改進，并沒有很大的突破和新技術(shù)的應(yīng)用。但隨著社會日益增長的需求、愈發(fā)激烈的競爭以及旅游潛力的激發(fā)，乘客的舒適度、船上服務(wù)設(shè)施的品種及質(zhì)量正在人們的強烈關(guān)注下不斷提升。新日本海渡船公司（Shin Nihonkai）的“薰衣草”號（Lavender）和“杜鵑花”號（Azalea）客滾船就是這一背景下的代表之作。

“薰衣草”號和“杜鵑花”號是2艘姐妹船，由三菱重工建造，分別于2017年2月和6月交付，其服務(wù)航線為日本本州西北部的新瀉到北海道札幌附近的小樽，全程692千米。這2艘31389 GT的客滾船長197.45米，型寬26.6米，可搭載600名乘客，150輛卡車或拖車加上22輛汽車（或其他同等的車輛組合），服務(wù)航速25kn。

新船某些方面的設(shè)計和配置確實是沿用了前幾代的成果。但無可否認的是，在外形、系統(tǒng)和技術(shù)方面卻有了不小進步，從而使該級船更適合運營于常年海況不佳的日本海。25節(jié)的高航速則提升了運營效率，同時舒適性也更好。

具體來看，首先是船體型線經(jīng)過精心設(shè)計，近乎垂直的船尾使水線長度有所增加，最大限度地提升航行效率。如此一來，就能使船具有良好的耐波性并減小了航行阻力，從而能使其在高海況下保持服務(wù)航速。此外，該級船還使用了一些三菱重工自主研發(fā)的新節(jié)能技術(shù)，比如三菱空氣潤滑系統(tǒng)（MALS）和近距離雙螺旋槳系統(tǒng)（Proximity Twin-Screw System）。

MALS的原理是使用電動機驅(qū)動專用鼓風(fēng)機從船底吹出空氣， 這些空氣被引導(dǎo)至位于船體底部出口處的腔室，一旦離開出口就會立即被船與海水摩擦所產(chǎn)生的剪切力弄成細密的小氣泡，就像一層空氣毯一樣，從而減少航行過程中船體與海水之間產(chǎn)生的摩擦阻力。MALS技術(shù)已應(yīng)用于多種船舶類型，包括散貨船，郵輪，重載貨船以及渡船，據(jù)稱可實現(xiàn)凈節(jié)能4%—7%左右，具體取決于實際應(yīng)用。

近距離雙螺旋槳系統(tǒng)簡單來說就是兩個采用艉軸架結(jié)構(gòu)的外旋螺旋槳，其葉梢之間的間隙非常小，船舵則位于兩個螺旋槳之間，如此一來就能改善螺旋槳負荷并減少氣蝕現(xiàn)象。

其他船型

上述所介紹的船型只是眾多先進客滾船中的一部分，此外還有其他一些船型未及介紹。比如Deltamarin公司設(shè)計、中航威海船廠建造的瑞典Stena公司“Stena E-flexer”級客滾船，該927客、3100米車道的客滾船在設(shè)計上特別注意船舶的燃油效率以及貨物空間的最大化，主機將采用“燃氣預(yù)備”（GasReady）型，支持甲醇或LNG作為燃料，符合最新的安全和環(huán)保法規(guī)。

又如2017年在廣船國際下水，由瑞典Gotland Rederi公司訂購的“Visborg”號和 “Thjelvar”號客滾船，可搭載1600名乘客，車道長度1750米，航速高達28.5kn，主機采用瓦錫蘭公司雙燃料發(fā)動機，可使用LNG燃料，當(dāng)時被稱為世界上速度最快、性能最優(yōu)、最節(jié)能環(huán)保的高端豪華客滾船。此外，廣船國際今年還接獲了丹麥DFDS公司2艘230米的豪華客滾船訂單。該600客、4500米車道的客滾船由Deltamarin公司設(shè)計，按照最新的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)建造，將配備廢氣洗滌裝置，以盡可能降低燃料消耗和排放。

其他還有如達門公司開發(fā)的采用“海斧”（SeaAxe）船首設(shè)計，集高速、安全、舒適于一體的5510型高速客滾船；挪威Fjord1公司和TorghattenNord公司旗下多型使用燃料電池的車客渡船；Tallink集團旗下采用雙燃料主機、以LNG為燃料的豪華客滾船等多個公司的多種產(chǎn)品。

未來趨勢

廣船國際為瑞典Gotland Rederi公司建造的雙燃料客滾船設(shè)計效果圖

從上文可以看出，為滿足最新的環(huán)保規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，盡可能多地減少對環(huán)境的影響，這些客滾船可謂是“八仙過海，各顯神通”。不過在眾多手段之中，采用替代能源很明顯是一個大趨勢，包括LNG、CNG、甲醇、電池、太陽能、風(fēng)能等。之所以如此，是因為這些替代能源與船用柴油相比清潔度高得多，一旦使用，提升環(huán)保性能的效果立竿見影。

在這些替代能源之中，LNG因其普遍性、高效率、性價比較高而被最多采用。不過需要一提的是，有些客滾船因運營所在區(qū)域條件所限，比如陸上LNG基礎(chǔ)設(shè)施缺乏，需要采取變通措施，因地制宜，比如上文使用CNG的“Texelstroom”號混合動力客滾船。

電池、太陽能、風(fēng)能等則多是作為輔助動力，這主要是因為，以目前的技術(shù)水平，它們不太能支持以服務(wù)航速持續(xù)性長距離航行。不過，將這些輔助動力與主動力結(jié)合在一起，“平均化”地達到節(jié)能減排效果的混合動力客滾船也在近幾年慢慢出現(xiàn)，如上文介紹的“Color Hybrid”號。

此外，安裝廢氣洗滌裝置也是滿足最新排放標(biāo)準(zhǔn)要求的一種方法。不過，若使用該設(shè)備還需考慮過濾后廢液的排放問題，與直接使用替代能源相比有些麻煩，因此此類設(shè)備多用于現(xiàn)有船舶的改裝。其他節(jié)能技術(shù)如空泡潤滑、節(jié)能螺旋槳舵系統(tǒng)、減阻船首等雖然效果相對不太明顯，但積少成多，也能起到不可忽視的作用。

除上述設(shè)備外，一些短途客滾船已開始采用電池推進系統(tǒng)。不過，因為成本問題，使用該類推進動力的客滾船多是一些政府支持的項目。舉例來說，挪威是電池動力客滾船的主要運營國家，因為該國已出臺了相關(guān)的國家扶持政策。另據(jù)報道，在歐盟和瑞典交通管理局的支持下，Stena公司的1500客、550輛汽車客滾船“Stena Jutlandica”號將被分階段改裝，初期采用插電式混合動力，最終將完全由電池提供動力，屆時預(yù)計需要50 MWh的電池儲能以支撐3小時25分鐘的行程。Stena公司也將因此成為瑞典首家運營零排放客滾船和碼頭的渡船運營商。

從設(shè)計和建造角度來看，雖然目前我國在客滾船建造領(lǐng)域的實力已經(jīng)無容置疑，一些世界知名的渡船公司如Stena、DFDS和Viking等都與中國船廠有業(yè)務(wù)往來，但在設(shè)計方面，特別是高端的郵輪型豪華客滾船設(shè)計仍依賴國外公司。為此，在這方面我國船舶行業(yè)仍需努力。不僅如此，從客滾船入手，也有利于進一步提升我國的豪華郵輪設(shè)計建造能力。

此外，從節(jié)能環(huán)保技術(shù)的角度來看，目前無論是國際規(guī)則還是國內(nèi)法規(guī)，都對船舶減排提出了很高的要求。國外在客滾船應(yīng)用節(jié)能環(huán)保技術(shù)方面可謂不遺余力，我國在這方面的研究工作也應(yīng)與時俱進。國內(nèi)運營客滾船或車客渡船的地區(qū)不在少數(shù)，包括長江流域、珠江流域、沿海區(qū)域、南海諸島等，對此可根據(jù)不同地區(qū)的實際情況因地制宜、因需制宜，選擇最適合的環(huán)保技術(shù)?！?/p>

客滾船“STENA GERMANICA III ”號