本刊編輯 呂龍德 熊瑩

廣船國(guó)際建造的4.99 萬(wàn)噸甲醇雙燃料油船

綠色船舶是當(dāng)前航運(yùn)造船業(yè)的主旋律，也是未來(lái)方向。這是環(huán)保要求和時(shí)代進(jìn)步雙重作用的結(jié)果，未來(lái)要求就是要打造綠色技術(shù)更先進(jìn)、綠色性能更完善和綠色效果更顯著的船舶。從這層意義說(shuō)，綠色船舶就是船企的制勝高地，誰(shuí)擁有綠色船舶的核心技術(shù)，誰(shuí)就在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)主動(dòng)權(quán)，從而贏得生存發(fā)展有利條件。綠色船舶必將成為造船業(yè)今后爭(zhēng)奪的重要內(nèi)容之一，而由此帶來(lái)的洗牌在所難免。面對(duì)這一形勢(shì)，我國(guó)造船業(yè)不但要有創(chuàng)造大作為的信心，還要有敢攻關(guān)的決心，更要有善應(yīng)對(duì)的智慧。

主要因素來(lái)自嚴(yán)格的海事法規(guī)

全球貿(mào)易有90%是通過(guò)海運(yùn)完成的，因此航運(yùn)帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題備受國(guó)際社會(huì)高度關(guān)注。不斷攀升的溫室氣體排放致使氣候惡化，成為了全球經(jīng)濟(jì)面臨的最大挑戰(zhàn)。國(guó)際海事組織及相關(guān)國(guó)家和地區(qū)對(duì)硫、氮等污染物排放的要求越來(lái)越高，并于2020 年1 月1 日開(kāi)始實(shí)施《全球船用燃油限硫令實(shí)施方案》，規(guī)定全球范圍內(nèi)船用燃油硫含量不超過(guò)0.5%。此外，國(guó)際海事組織圍繞“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)，出臺(tái)了相關(guān)法規(guī)，對(duì)航運(yùn)業(yè)提出了明確要求：與2008 年相比，每艘運(yùn)輸船舶平均二氧化碳排放量到2030年至少降低30%，在2050 年達(dá)到70%；在2050 年之前年度溫室氣體排放量至少降低50%。有關(guān)預(yù)測(cè)表明，假設(shè)推進(jìn)技術(shù)保持不變，隨著國(guó)際貿(mào)易逐年增長(zhǎng)，航運(yùn)業(yè)溫室氣體排放量到2050 年將可能提高250%。大力推進(jìn)航運(yùn)去碳化，發(fā)展綠色船舶已是全球的選擇。正是基于嚴(yán)格的國(guó)際海事公約，綠色環(huán)保理念應(yīng)運(yùn)而生，逐漸被船舶行業(yè)接受和認(rèn)可，探索船舶綠色發(fā)展模式熱情高漲。我國(guó)對(duì)水運(yùn)減排也推出了系列政策，如去年發(fā)布的《國(guó)務(wù)院關(guān)于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)體系的指導(dǎo)意見(jiàn)》就要求加大推廣綠色船舶示范應(yīng)用力度，推進(jìn)內(nèi)河船型標(biāo)準(zhǔn)化。這無(wú)疑是向航運(yùn)業(yè)加壓，為我國(guó)掀起綠色船舶研制潮添加動(dòng)力。

對(duì)于造船業(yè)而言，國(guó)際海事組織實(shí)施減排戰(zhàn)略隱藏著巨大機(jī)會(huì)。目前，全球船隊(duì)數(shù)量約為10 萬(wàn)艘，如果要在2050 年實(shí)現(xiàn)脫碳目標(biāo)，使綠色燃料船舶取代傳統(tǒng)化石燃料船舶，全球航運(yùn)公司就必須每年訂購(gòu)4000 艘綠色燃料動(dòng)力新船。即使這樣，第一年仍有96%船舶使用傳統(tǒng)化石燃料，這就勢(shì)必要通過(guò)加征化石燃料碳稅來(lái)加快低碳船舶發(fā)展進(jìn)程，未來(lái)的綠色船舶市場(chǎng)非常巨大。在這場(chǎng)沒(méi)有退路的海運(yùn)變革中，各種綠色船舶新裝備、新技術(shù)已經(jīng)大量出現(xiàn)，許多新模式和新業(yè)態(tài)也加速孕育。近年，全球造船市場(chǎng)已出現(xiàn)前所未有的轉(zhuǎn)變，包括LNG船巨量訂造，甲醇、燃料電池等低碳、零碳燃料動(dòng)力船的研發(fā)競(jìng)賽如火如荼，眾多船企為搶抓機(jī)遇、占領(lǐng)市場(chǎng)高地正在發(fā)力綠色船舶研究，力爭(zhēng)推出具備更好減排效果的綠色船型。

綠色船舶的發(fā)展不僅有效保護(hù)環(huán)境，而且可以推動(dòng)船舶制造業(yè)和航運(yùn)業(yè)良性發(fā)展。一方面，可推動(dòng)舊技術(shù)迭代和新技術(shù)誕生，促進(jìn)船舶工業(yè)調(diào)整升級(jí)，打造先發(fā)優(yōu)勢(shì)，增強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力；另一方面，信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)、人工智能、云計(jì)算等應(yīng)用發(fā)展，為船舶邁向更環(huán)保提供了更好的條件。值得注意的是，世界主要造船國(guó)家已制定國(guó)家級(jí)綠色船舶發(fā)展規(guī)劃和措施，以期支持本國(guó)造船業(yè)和航運(yùn)業(yè)盡快滿足國(guó)際環(huán)保公約。這些國(guó)家從系統(tǒng)優(yōu)化配置、設(shè)備參數(shù)改進(jìn)、新型能源應(yīng)用等多方面入手，進(jìn)行船舶節(jié)能環(huán)保技術(shù)的探索和研究，提出切實(shí)可行的建議和舉措，努力實(shí)現(xiàn)以低消耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的低碳經(jīng)濟(jì)。面對(duì)各國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)，我國(guó)造船業(yè)應(yīng)該對(duì)此引起警覺(jué)，并通過(guò)提升水平、加快升級(jí)來(lái)作出積極應(yīng)對(duì)，確保在未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)中處于領(lǐng)先地位。

綠色船舶具備三個(gè)基本要素

所謂綠色船舶，不僅僅局限于船舶本身的綠色化，而是有著更為豐富的內(nèi)涵。2012 年，中國(guó)船級(jí)社發(fā)布了《綠色船舶規(guī)范》，對(duì)綠色船舶概念進(jìn)行了清晰界定，即綠色船舶是指采用相對(duì)綠色先進(jìn)技術(shù)從設(shè)計(jì)、制造、營(yíng)運(yùn)到報(bào)廢回收的整個(gè)生命周期能經(jīng)濟(jì)地滿足其預(yù)定功能和性能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)提高能源使用效率、減少或消除環(huán)境污染，并對(duì)操作和使用人員具有良好保護(hù)的船舶。顯然，綠色船舶是“綠色環(huán)保、節(jié)能減排、安全適居”的新型現(xiàn)代船舶。這一提法受到國(guó)內(nèi)船舶業(yè)普遍認(rèn)同，并在國(guó)際上產(chǎn)生一定影響。雖然目前國(guó)際海事界對(duì)綠色船舶尚未達(dá)成完全一致的說(shuō)法，但所有說(shuō)法都基本體現(xiàn)了在船舶建造和應(yīng)用過(guò)程中以綠色環(huán)保、節(jié)能減排為原則，以先進(jìn)技術(shù)和新能源燃料開(kāi)發(fā)為支撐，以減少乃至消除環(huán)境污染為目標(biāo)等核心要義。從演化進(jìn)程看，國(guó)際上綠色船舶標(biāo)準(zhǔn)是在現(xiàn)有SOLAS和MARPOL 兩大海事支柱性公約體系的基礎(chǔ)上發(fā)展延伸的。SOLAS 和MARPOL 中，與綠色要素有關(guān)的規(guī)則均是綠色船舶標(biāo)準(zhǔn)的組成部分，尤其是MARPOL 公約及環(huán)境保護(hù)有關(guān)公約規(guī)則更是體現(xiàn)了綠色要素的重要部分，如MARPOL、壓載水公約、防污底公約、拆船公約和船舶能效標(biāo)準(zhǔn)。要確保船舶在整個(gè)生命周期內(nèi)實(shí)施與綠色要素有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，則需要考慮如何實(shí)現(xiàn)綠色要素，而綠色要素包括：船型優(yōu)化、船舶無(wú)壓載、新能源和可再生能源的利用、可再生材料的利用、能耗系統(tǒng)的優(yōu)化、節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用、綠色制造、船舶營(yíng)運(yùn)優(yōu)化、船舶無(wú)害拆解等。

“綠色珠江”LNG 動(dòng)力首改船“穗航906”

黃埔文沖建造的油電混動(dòng)海上執(zhí)法船“深海01”

不管行業(yè)中哪種說(shuō)法，綠色船舶很明顯包含著三個(gè)基本要素，分別是船舶產(chǎn)品的環(huán)境協(xié)調(diào)性、技術(shù)先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)合理性。這些要素互相制約、互相聯(lián)系，共同形成綠色船舶產(chǎn)品。只有在產(chǎn)品壽命周期中將技術(shù)先進(jìn)性、環(huán)境協(xié)調(diào)性及經(jīng)濟(jì)合理性有機(jī)地融合為一體，才能獲得真正意義上的綠色船舶。首先，技術(shù)先進(jìn)性是綠色船舶設(shè)計(jì)、制造和使用的前提。這個(gè)先進(jìn)性體現(xiàn)于通過(guò)先進(jìn)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)船舶產(chǎn)品各項(xiàng)功能和性能，保證綠色產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造和使用具有較大技術(shù)領(lǐng)先性和較強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。其次，船舶的成本包括企業(yè)成本、用戶成本和社會(huì)成本，只有控制好成本，促使價(jià)格適宜并為用戶接受，船舶產(chǎn)品才會(huì)走向廣闊市場(chǎng)。因此，經(jīng)濟(jì)合理性是綠色船舶不可少的重要因素之一。最后，綠色船舶的環(huán)境協(xié)調(diào)性體現(xiàn)在節(jié)省資源、節(jié)省能源、保護(hù)環(huán)境及保護(hù)勞動(dòng)者四個(gè)方面，而且這個(gè)環(huán)境協(xié)調(diào)性必須存在于船舶壽命全周期，否則還不能稱之為綠色船舶。

需要指出的是，綠色船舶技術(shù)主要有：1、船型優(yōu)化節(jié)能減排技術(shù)，包括低阻船體主尺度與線型設(shè)計(jì)技術(shù)、船體上層建筑空氣阻力優(yōu)化技術(shù)、船體航行縱傾優(yōu)化技術(shù)、降低空船重量結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)、少或無(wú)壓載水船舶開(kāi)發(fā)、船底空氣潤(rùn)滑減阻技術(shù)等；2、動(dòng)力系統(tǒng)節(jié)能減排技術(shù)，包括低油耗發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)、雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)、氣體發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)、風(fēng)能或太陽(yáng)能助推技術(shù)、燃料電池應(yīng)用技術(shù)、核能推進(jìn)技術(shù)、氮氧化物和硫氧化物減排技術(shù)、高效螺旋槳優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)、螺旋槳與舵一體化設(shè)計(jì)技術(shù)、螺旋槳及船艉優(yōu)化匹配設(shè)計(jì)技術(shù)等；3、配套設(shè)備節(jié)能減排技術(shù)，包括新型高效節(jié)能發(fā)電機(jī)組、低功耗和安靜型葉片泵與容積泵、高效低噪風(fēng)機(jī)和空調(diào)與冷凍系統(tǒng)、余熱余能回收利用裝置、新型節(jié)能與清潔艙室設(shè)備、高效無(wú)污染壓載水處理系統(tǒng)、新型高性能降阻涂料、船用垃圾與廢水清潔處理等系統(tǒng)和設(shè)備的研制；4、減振降噪與舒適性技術(shù)，包括設(shè)備隔振技術(shù)、高性能船用聲學(xué)材料、建聲振主動(dòng)控制技術(shù)、艙室舒適性設(shè)計(jì)技術(shù)、結(jié)構(gòu)聲學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)、螺旋槳噪聲控制技術(shù)等。

在綠色船舶三大要素中，環(huán)境協(xié)調(diào)性是最重要的特性，因?yàn)橄冗M(jìn)技術(shù)和合理價(jià)格只是手段，而實(shí)現(xiàn)環(huán)境適應(yīng)和友好才是綠色船舶的最終目的。前兩者只有圍繞這個(gè)目標(biāo)展開(kāi)，才能確保船舶滿足環(huán)境協(xié)調(diào)性。正是這樣，綠色船舶非常強(qiáng)調(diào)減排效果，特別是低碳乃至零碳目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。從某種意義上說(shuō)，綠色船舶在現(xiàn)階段應(yīng)具備的最大特點(diǎn)就是首先要達(dá)到低碳、零碳排放。這也是與國(guó)際海事組織的溫室氣體減排戰(zhàn)略一脈相承的。2020 年7 月1 日，中國(guó)船級(jí)社對(duì)《綠色船舶規(guī)范》進(jìn)行全面升級(jí)，推出了《綠色生態(tài)船舶規(guī)范》，在重新構(gòu)建綠色生態(tài)船舶規(guī)范體系的同時(shí)，全新加入了“生態(tài)”因子，旨在順應(yīng)生態(tài)和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，滿足航運(yùn)市場(chǎng)需求，為我國(guó)航運(yùn)綠色轉(zhuǎn)型提供有力支撐?？梢灶A(yù)見(jiàn)，未來(lái)國(guó)際航運(yùn)對(duì)綠色船舶發(fā)展必定會(huì)更加突出綠色動(dòng)力的應(yīng)用和低碳、零碳排放效果。

歐、日、韓領(lǐng)跑綠色船舶研發(fā)

為滿足新標(biāo)準(zhǔn)、新規(guī)范要求，全球綠色船舶新技術(shù)不斷涌現(xiàn)并得到應(yīng)用，包括針對(duì)硫排放限制的脫硫塔技術(shù)、針對(duì)氮氧化物排放控制的廢氣再循環(huán)及低壓雙燃料系統(tǒng)、針對(duì)碳排放控制的節(jié)能措施、低碳能源/燃料等已經(jīng)逐步發(fā)展成熟，特別是低碳、零碳船舶研究應(yīng)用已進(jìn)入全新階段，各種成果令人目不暇接，如LNG 雙燃料超大型油船、氫燃料電池船、氨燃料船、甲醇雙燃料船等均已問(wèn)世。放眼國(guó)際綠色船舶發(fā)展，當(dāng)以歐洲、日韓發(fā)展最快，技術(shù)也最為領(lǐng)先。面對(duì)嚴(yán)格的環(huán)保公約和標(biāo)準(zhǔn)，這些地區(qū)和國(guó)家圍繞船舶總體優(yōu)化、船舶動(dòng)力燃料低碳化兩個(gè)維度，紛紛制定國(guó)家級(jí)綠色船舶發(fā)展規(guī)劃和措施，加快新能源、新技術(shù)、新材料在綠色船舶領(lǐng)域的研究和推廣，以期支持本國(guó)造船和航運(yùn)業(yè)盡快滿足國(guó)際環(huán)保公約規(guī)定，贏得新一輪航運(yùn)造船市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

歐洲憑借強(qiáng)大的技術(shù)基礎(chǔ)，提前布局深耕耘，已成為了全球綠色船舶發(fā)展的重要引領(lǐng)者。其綠色船舶研發(fā)布局范圍非常廣，涉及了氨燃料船舶、氫燃料船舶、LNG 動(dòng)力船等多型綠色船舶研發(fā)，并取得了突出的優(yōu)勢(shì)，如氨燃料發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)就占據(jù)了主導(dǎo)地位。德國(guó)曼恩公司和瓦錫蘭公司均參與了氨燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)。目前，德國(guó)曼恩公司研發(fā)的多燃料發(fā)動(dòng)機(jī)已成功應(yīng)用于零排放船舶上，稍作修改即可使用氨燃料。瓦錫蘭則在中高速機(jī)研究上大放異彩，將在2023 年推出純氨燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。與此同時(shí)，氫、氨燃料電池動(dòng)力船研究也碩果累累。2019 年，德國(guó)柏林科技大學(xué)成功研發(fā)了一艘氫燃料動(dòng)力推船。芬蘭、挪威兩國(guó)公司合作研發(fā)氨燃料電池動(dòng)力大型船舶，預(yù)計(jì)將于2024年下水。此外，歐洲掌握著LNG 船核心技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的話語(yǔ)權(quán)。譬如，法國(guó)GTT 壟斷了薄膜型液貨艙圍護(hù)系統(tǒng)專利技術(shù)，僅專利費(fèi)收入就不菲。而挪威作為全球首個(gè)引入LNG 動(dòng)力船的國(guó)家，率先制定了LNG 動(dòng)力船相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

日本從國(guó)家層面積極布局綠色船舶技術(shù)發(fā)展，將開(kāi)發(fā)氫、氨等清潔燃料作為未來(lái)船舶領(lǐng)域研發(fā)重點(diǎn)之一。在國(guó)家政策指引下，日本船企近年來(lái)在氫燃料、氨燃料等領(lǐng)域展開(kāi)研究并取得突破。2021 年，日本常石集團(tuán)造船公司推出全球首艘氫動(dòng)力渡輪。同年，日本商船三井與伊藤忠財(cái)團(tuán)合作開(kāi)發(fā)氨動(dòng)力船的燃料供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。目前，川崎重工正聯(lián)合日本發(fā)動(dòng)機(jī)巨頭同步開(kāi)發(fā)氫燃料低速、中速、高速發(fā)動(dòng)機(jī)，有望于2026 年推出一系列可用于各種船型的氫燃料船舶發(fā)動(dòng)機(jī)。另外，日本正在致力于超級(jí)生態(tài)船舶的概念設(shè)計(jì)，發(fā)力開(kāi)發(fā)氫燃料船、氨燃料船、CO2捕集船、超高效LNG 燃料船等低碳、零碳排放船舶。日本船級(jí)社則通過(guò)參與優(yōu)化船型、降低船體摩擦、提高船舶推進(jìn)效率、提高余熱回收利用率和運(yùn)營(yíng)效率等方式來(lái)改善和提升船舶綠色性能，并取得了不錯(cuò)進(jìn)展。

作為世界造船強(qiáng)國(guó)之一，韓國(guó)的綠色船舶發(fā)展也走在了世界前列。去年，韓國(guó)政府發(fā)布了《2030 綠色船舶推進(jìn)戰(zhàn)略》，計(jì)劃在未來(lái)5 年投入364 億韓元推進(jìn)綠色船舶測(cè)試平臺(tái)的開(kāi)發(fā)。這一文件必將大力推進(jìn)韓國(guó)航運(yùn)造船業(yè)綠色化轉(zhuǎn)型，加速綠色船舶研發(fā)進(jìn)程。韓國(guó)綠色船舶領(lǐng)先性主要體現(xiàn)在兩點(diǎn)：一是技術(shù)最成熟且引以為豪的綠色船舶當(dāng)為L(zhǎng)NG 動(dòng)力船。韓國(guó)不但是全球建造LNG 船最多國(guó)家，而且以三星重工、大宇造船、現(xiàn)代重工為代表的韓國(guó)船企掌握了該型船舶眾多關(guān)鍵技術(shù)。近年來(lái)，三大船企分別研發(fā)出各自的LNG 船燃料供給設(shè)備系統(tǒng)S-Fugas、HiVAR-FGSS、Hi-eGAS。韓國(guó)船企還合作研發(fā)了關(guān)鍵核心設(shè)備“KC-1”LNG 液貨艙圍護(hù)系統(tǒng)。二是氨燃料船舶研發(fā)嶄露頭角，其中現(xiàn)代重工的環(huán)保氨燃料供應(yīng)系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)曾獲得了韓國(guó)船級(jí)社頒發(fā)的原則性認(rèn)可證書(shū)。

七一二所交付的國(guó)內(nèi)第一艘純電動(dòng)客船“君旅號(hào)”

縱觀這些國(guó)家的綠色船舶發(fā)展，它們存在著一些相同做法，如國(guó)家大力予以政策支持引導(dǎo)、優(yōu)先發(fā)展綠色船舶項(xiàng)目和提倡國(guó)際合作等。這些對(duì)我國(guó)在推進(jìn)綠色船舶發(fā)展應(yīng)有所啟示，結(jié)合實(shí)際學(xué)習(xí)借鑒，可加快縮短與領(lǐng)跑國(guó)家的差距。

我國(guó)綠色船舶發(fā)展今非昔比

我國(guó)造船業(yè)在30 多年里取得了翻天覆地的變化，華麗轉(zhuǎn)變?yōu)樵齑髧?guó)。同樣，我國(guó)綠色船舶發(fā)展從無(wú)到有、從有到優(yōu)，交出了驚艷成績(jī)。我國(guó)自1990 年起就開(kāi)展綠色船舶技術(shù)的相關(guān)研究，在高效節(jié)能船型研發(fā)、船體建造等方面都展現(xiàn)較高水平。在國(guó)際航運(yùn)節(jié)能減排背景的驅(qū)動(dòng)下，我國(guó)對(duì)標(biāo)國(guó)際行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，先后出臺(tái)系列相關(guān)政策，引導(dǎo)造船和航運(yùn)業(yè)積極開(kāi)展綠色船舶技術(shù)研發(fā)和建造工作。2013 年，交通運(yùn)輸部出臺(tái)《關(guān)于推進(jìn)水運(yùn)行業(yè)應(yīng)用液化天然氣的指導(dǎo)意見(jiàn)》，推動(dòng)船舶使用液化天然氣作為燃料，促進(jìn)航運(yùn)業(yè)的節(jié)能減排；2017 年，科學(xué)技術(shù)部聯(lián)合交通運(yùn)輸部發(fā)布《“十三五”交通領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項(xiàng)規(guī)劃》，將船舶先進(jìn)推進(jìn)技術(shù)、綠色船舶設(shè)計(jì)與優(yōu)化技術(shù)列為重點(diǎn)科技發(fā)展方向；2020 年，交通運(yùn)輸部印發(fā)《關(guān)于推動(dòng)交通運(yùn)輸領(lǐng)域新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》，鼓勵(lì)船舶應(yīng)用液化天然氣等清潔能源。2022 年，工信部等五部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加快內(nèi)河船舶綠色智能發(fā)展的實(shí)施意見(jiàn)》，提出以LNG 動(dòng)力和電池動(dòng)力為主線，推動(dòng)內(nèi)河船舶綠色升級(jí)。國(guó)內(nèi)船企和研究機(jī)構(gòu)主動(dòng)適應(yīng)國(guó)際海事新要求，積極落實(shí)國(guó)家政策，將綠色化作為船舶研發(fā)和建造過(guò)程的重要指標(biāo)，在綠色船型建造、配套設(shè)備的綠色化、特殊減排技術(shù)、船舶材料循環(huán)利用等方面展開(kāi)堅(jiān)持不懈研發(fā)。

中國(guó)船舶605 院設(shè)計(jì)的“綠色珠江”工程首制船“中和2001”

江龍船艇自主研發(fā)的甲醇燃料動(dòng)力船艇

我國(guó)在綠色船舶領(lǐng)域的進(jìn)步明顯，且不說(shuō)眾多船廠具備了改裝或加裝脫硫塔能力，船舶壓載水系統(tǒng)研發(fā)水平不斷提升，如青島雙瑞取得了巨大成功，壓載水裝備已實(shí)現(xiàn)簽單超2500 艘、交船超1700 艘，位居全球大型船舶市場(chǎng)占有率第一，而最能代表我國(guó)綠色船舶技術(shù)水平的LNG船和替代燃料船發(fā)展，更是令人耳目一新。

首先，LNG 船建造進(jìn)入國(guó)際較強(qiáng)能力行列，從“單打獨(dú)斗”向“群雄逐鹿”快速崛起。我國(guó)LNG 船建造始于2008 年，滬東中華于當(dāng)年建成遠(yuǎn)洋LNG 船“大鵬昊”號(hào)，正式為我國(guó)LNG 船建造翻開(kāi)了新紀(jì)元。目前，滬東中華已成為國(guó)內(nèi)大型LNG 船建造領(lǐng)軍企業(yè)，已交付30 多艘LNG 船及相關(guān)LNG 裝備，其自主研發(fā)的中國(guó)第五代“長(zhǎng)恒系列”LNG 船因技術(shù)全面領(lǐng)先受到市場(chǎng)熱捧，今年僅這一船型就攬入20 多艘新船訂單，經(jīng)營(yíng)承接一度問(wèn)鼎全球。經(jīng)過(guò)10 多年發(fā)展，在滬東中華的帶動(dòng)下，我國(guó)越來(lái)越多船企躋身LNG 船建造行列，并收獲不俗成績(jī)，如大船集團(tuán)成功研制出全球首座封閉Mark Ⅲ型LNG 船模擬艙，江南造船兩次交付3 萬(wàn)方LNG 船……隨著日前揚(yáng)子江船業(yè)和招商局重工（江蘇）獲得GTT 許可建造全尺寸LNG 運(yùn)輸船，目前全球獲此資質(zhì)船廠達(dá)到8 家，而中國(guó)獨(dú)占了5 家。其中，揚(yáng)子江船業(yè)作為一家民營(yíng)船企獲得GTT 許可證，必將為其戰(zhàn)略性進(jìn)入大型LNG 運(yùn)輸船建造市場(chǎng)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。正如該集團(tuán)董事長(zhǎng)任樂(lè)天表示：“這是一個(gè)里程碑式的成就，我們?yōu)槌蔀橹袊?guó)第一家獲得GTT 許可證的民營(yíng)船廠而自豪。”對(duì)于LNG 雙燃料動(dòng)力船舶建造，我國(guó)具備這樣能力的船廠更是不計(jì)其數(shù)，其中黃埔文沖和廣船國(guó)際則代表了華南雙燃料動(dòng)力船型建造的最高水平。此外，近幾年在國(guó)家利好政策刺激下，我國(guó)內(nèi)河LNG 動(dòng)力船得到了飛躍發(fā)展，除了在長(zhǎng)江水運(yùn)中應(yīng)用亮眼，LNG 動(dòng)力船改造、新造在“綠色珠江，繁榮珠江”專項(xiàng)行動(dòng)中也得到了迅猛發(fā)展。去年，中國(guó)船舶605 院牽頭協(xié)同中船廣西簽訂了50 艘LNG 單燃料動(dòng)力散貨船設(shè)計(jì)建造合同。目前，“綠色珠江”工程首批50 艘LNG 動(dòng)力船已交付多艘。同年，中國(guó)船舶旗下廣州公司與廣州港船務(wù)有限公司簽訂了5 型8 艘內(nèi)河船舶LNG 動(dòng)力改造項(xiàng)目合同，并于今年5 月交付了首艘改造船舶“穗航906”。

其次，我國(guó)在甲醇燃料船、鋰電池船、氫燃料電池船和氨燃料船研發(fā)上卓有成效。多年前，我國(guó)就把發(fā)展純電動(dòng)船列入了《船舶配套產(chǎn)業(yè)能力提升行動(dòng)計(jì)劃（2016-2020）》和《船舶工業(yè)深化結(jié)構(gòu)調(diào)整加快轉(zhuǎn)型升級(jí)行動(dòng)計(jì)劃(2016-2020 年)》。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)鋰電池動(dòng)力船舶呈現(xiàn)了較快發(fā)展勢(shì)頭。2019 年，廣船國(guó)際交付了2000 噸級(jí)純電動(dòng)自卸散貨船“河豚”號(hào)。此后，“君旅”號(hào)游覽觀光船、“東湖號(hào)”公務(wù)接待船、新疆天池觀光船、“闊闊真公主”珠江游船、“珠水百年”游船、“長(zhǎng)江三峽1”號(hào)游覽船、“新生態(tài)”號(hào)渡輪、“滇景號(hào)”游船和全國(guó)首艘12 標(biāo)箱純電動(dòng)內(nèi)河集裝箱船“江遠(yuǎn)百合”號(hào)等大批鋰電池動(dòng)力船舶開(kāi)建或交付。最近，由中國(guó)船舶605 院設(shè)計(jì)、凱力船艇建造的380 客位鋰電池游覽船“廣游19”號(hào)也成功交付廣州公交集團(tuán)客輪公司。甲醇燃料船方面，江龍船艇在廣西玉柴機(jī)器股份有限公司、天津大學(xué)、廣東怡昌力獅機(jī)器有限公司支持下，于2019 年成功研制了中國(guó)首艘自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)甲醇燃料動(dòng)力船艇。而今年最大看點(diǎn)則是廣船國(guó)際交付了自主研發(fā)設(shè)計(jì)建造的4.99 萬(wàn)噸甲醇雙燃料動(dòng)力化學(xué)品/成品油船首制船，這是我國(guó)建造的首艘甲醇雙燃料動(dòng)力綠色船舶。最近，青島北海造船研發(fā)的新一代甲醇燃料動(dòng)力紐卡斯?fàn)栃蜕⒇洿驮O(shè)計(jì)獲得了美國(guó)船級(jí)社頒發(fā)AIP。氫燃料電池船舶研究上，我國(guó)于2005 年就推出了氫燃料電池動(dòng)力試驗(yàn)艇“天翔1 號(hào)”；2019 年，中國(guó)船舶605 院牽頭研發(fā)的2000 噸級(jí)氫燃料動(dòng)力試點(diǎn)船舶設(shè)計(jì)方案獲得了中國(guó)船級(jí)社AIP 證書(shū)；2021 年，大連海事大學(xué)新能源船舶動(dòng)力技術(shù)研究院研制了氫燃料電池動(dòng)力游艇“蠡湖”號(hào)；同年，廣東中氫博創(chuàng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司研發(fā)了氫燃料電池動(dòng)力游船“仙湖1 號(hào)”；2022 年，中國(guó)船舶712 所設(shè)計(jì)的氫燃料電池動(dòng)力船“三峽氫舟1 號(hào)”在江龍船艇開(kāi)建。氨燃料船研究也取得較大突破，如：上船院、大船集團(tuán)和江南造船分別推出了氨燃料動(dòng)力18 萬(wàn)噸散貨船、23000TEU 集裝箱船、4 萬(wàn)方中型液化氣船設(shè)計(jì)；中船動(dòng)力集團(tuán)推出了氨燃料發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)計(jì)劃，著力開(kāi)發(fā)低中高速氨燃料工程樣機(jī)；中遠(yuǎn)海運(yùn)重工“氨動(dòng)力雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)及供應(yīng)系統(tǒng)研發(fā)和示范應(yīng)用專項(xiàng)”科研項(xiàng)目取得重大進(jìn)展，項(xiàng)目首型氨柴雙燃料性能試驗(yàn)機(jī)成功點(diǎn)火，而且中國(guó)船級(jí)社、美國(guó)船級(jí)社分別向大連中遠(yuǎn)海運(yùn)重工、威海重工科技頒發(fā)了供氨動(dòng)力拖輪設(shè)計(jì)AIP 證書(shū)和供氨系統(tǒng)設(shè)計(jì)AIP 證書(shū)。

中國(guó)船舶六〇五院設(shè)計(jì)、凱力船艇建造的新能源純電動(dòng)力游覽船“廣游19”號(hào)

研究階段下不少問(wèn)題亟待解決

作為綠色船舶的主要標(biāo)志，LNG、甲醇、鋰電池、氫燃料電池和氨燃料等綠色能源對(duì)比傳統(tǒng)能源在船舶應(yīng)用中還存在不少待解問(wèn)題，特別是在當(dāng)前階段要取代燃油成為船舶常規(guī)能源實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用為時(shí)尚早，其中難題涉及技術(shù)、監(jiān)管、基礎(chǔ)設(shè)施等諸多方面。這需要時(shí)間，更需要航運(yùn)造船業(yè)共同努力，打破以下瓶頸。

LNG 動(dòng)力船是目前所有綠色船舶中發(fā)展較為成熟的船舶，但仍面臨四方面挑戰(zhàn)：一是新建或者改造成本高。經(jīng)濟(jì)性是船東選擇新建或改裝船舶的決定性因素，LNG船改、新建成本高，加之碳減排較低，因而導(dǎo)致其“性價(jià)比”不高。二是監(jiān)管機(jī)制有待完善。除了歐洲對(duì)船舶應(yīng)用LNG 燃料及加注監(jiān)管較完善，北美及東北亞地區(qū)的監(jiān)管均較松弛。三是全球范圍內(nèi)LNG 加注站不足。四是LNG 儲(chǔ)罐占用大空間致使船舶載貨量降低。

氫燃料上船應(yīng)用的問(wèn)題主要是：高壓儲(chǔ)氫技術(shù)儲(chǔ)氫密度較低，無(wú)法滿足常規(guī)船舶對(duì)于燃料續(xù)航力的要求；全球范圍內(nèi)船舶專用加氫設(shè)施較少，限制了氫燃料船舶長(zhǎng)距離、長(zhǎng)時(shí)間航行；氫燃料電池成本過(guò)高、壽命較短、易燃易爆炸，且功率密度不大，續(xù)航力遠(yuǎn)不能滿足遠(yuǎn)洋船舶需求，只能作為輔助能源來(lái)使用。

氨燃料雖然易于儲(chǔ)存和運(yùn)輸，但作為船用燃料的缺陷也同樣突出：首先，目前技術(shù)難以穩(wěn)定維持氨燃料充分燃燒，存在產(chǎn)生一氧化二氮的可能。其次，氨的制取方法仍沿用哈伯-博世工藝，會(huì)排放一定量的二氧化碳。再次，至今還沒(méi)有明確涵蓋使用氨燃料的國(guó)際海事法規(guī)，制約了其上船應(yīng)用。最后，氨具有毒性和腐蝕性，與金、汞等重金屬反應(yīng)時(shí)會(huì)引起爆炸。

鋰電池難以大范圍應(yīng)用于船舶，主要有兩個(gè)原因：一是應(yīng)用成本偏高。二是能量密度較低，續(xù)航力差，且充電時(shí)間較長(zhǎng)。

甲醇在船用上也存在發(fā)動(dòng)機(jī)及配套技術(shù)不成熟、船舶標(biāo)準(zhǔn)不完善、加注標(biāo)準(zhǔn)體系尚未形成等不足。

氫燃料電池游艇“蠡湖”號(hào)

氫燃料電池游船“仙湖1 號(hào)”

從全球看，各種低碳、零碳船舶的技術(shù)路線都存各自缺點(diǎn)，這是不可避免的事實(shí)。而相對(duì)于造船發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)在綠色船舶研發(fā)技術(shù)和引領(lǐng)能力等方面明顯滯后。首先，國(guó)家層面對(duì)綠色船舶發(fā)展缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃和整體安排，未能充分發(fā)揮“產(chǎn)學(xué)研用”融合發(fā)展的作用，各科研單位、企業(yè)之間缺乏激勵(lì)共享機(jī)制，導(dǎo)致重復(fù)性低質(zhì)投入及建造現(xiàn)象嚴(yán)重，制約了我國(guó)綠色船舶技術(shù)高效、集約化發(fā)展。其次，我國(guó)在船舶節(jié)能減排的關(guān)鍵配套技術(shù)領(lǐng)域尚未開(kāi)展系統(tǒng)性研究，對(duì)高效節(jié)能、減振降噪、節(jié)能減排、新材料等方向性科研未能形成合力，綠色船舶部分核心配套設(shè)備的核心技術(shù)，如雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)、薄膜圍護(hù)系統(tǒng)等仍依賴國(guó)外專利。第三，船舶綠色化研發(fā)和建造整體水平較低，自主創(chuàng)新綠色船舶設(shè)計(jì)技術(shù)的能動(dòng)性不足，多是迫于滿足國(guó)際公約和新規(guī)范、新標(biāo)準(zhǔn)的壓力，通過(guò)附加式的節(jié)能減排設(shè)備、基于現(xiàn)有船舶框架構(gòu)造進(jìn)行改良。

我國(guó)造船業(yè)的應(yīng)對(duì)之策

發(fā)展綠色船舶是踐行國(guó)際減排承諾的重要方式，也是促進(jìn)我國(guó)船舶工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要機(jī)遇。2020～2030 年是加速突破綠色船舶核心技術(shù)的關(guān)鍵時(shí)期，只有充分把握這個(gè)窗口期，才能為將來(lái)實(shí)現(xiàn)綠色船舶市場(chǎng)化和產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ)。隨著國(guó)際海事溫室氣體戰(zhàn)略實(shí)施不斷推進(jìn)，綠色船舶發(fā)展趨勢(shì)將呈現(xiàn)由雙燃料船向單一清潔燃料船逐漸過(guò)渡、綠色船舶配套設(shè)施市場(chǎng)迅猛增長(zhǎng)和綠色動(dòng)力繼續(xù)向多元化發(fā)展的特點(diǎn)。為了緊跟時(shí)代步伐，在綠色航運(yùn)倒逼中快速占據(jù)領(lǐng)先位置，促使綠色船舶設(shè)計(jì)建造高質(zhì)量發(fā)展，我國(guó)造船業(yè)應(yīng)對(duì)此采取什么策略呢？

一是要強(qiáng)化政府主導(dǎo)作用，從頂層設(shè)計(jì)上制定全局性的綠色船舶發(fā)展規(guī)劃，通過(guò)政策規(guī)劃促進(jìn)資源整合，通過(guò)激勵(lì)方式帶動(dòng)技術(shù)革新積極性。我國(guó)應(yīng)立足于船舶工業(yè)發(fā)展需求，對(duì)標(biāo)國(guó)內(nèi)外碳減排目標(biāo)，盡快從國(guó)家和行業(yè)層面確立綠色船舶發(fā)展的戰(zhàn)略地位，推動(dòng)和引導(dǎo)船企、科研機(jī)構(gòu)形成合力，聚焦發(fā)展方向，減少重復(fù)性低質(zhì)投入，加快突破綠色船舶核心關(guān)鍵技術(shù)體系。與此同時(shí)，要在減碳技術(shù)革新、船舶研發(fā)、應(yīng)用可持續(xù)航運(yùn)燃料等方面給予政策支持，以稅費(fèi)優(yōu)惠、專項(xiàng)補(bǔ)貼等激勵(lì)方式調(diào)動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈參與綠色船舶研發(fā)、建造、運(yùn)營(yíng)的積極性，幫助企業(yè)主體減輕船舶綠色化革新帶來(lái)的成本增量負(fù)擔(dān)。

二是要加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)，加快推進(jìn)船舶替代燃料的市場(chǎng)化應(yīng)用進(jìn)程。當(dāng)前，大環(huán)境已為新船型設(shè)計(jì)提供了創(chuàng)新溫床，全球掀起了甲醇、氨、氫等低碳、零碳燃料動(dòng)力船舶和風(fēng)帆助航船舶、二氧化碳運(yùn)輸船、氫運(yùn)輸船等新產(chǎn)品和新技術(shù)的研發(fā)競(jìng)賽。對(duì)此，一方面要大力推動(dòng)綠色船舶的研發(fā)和應(yīng)用，推廣LNG 動(dòng)力船舶，探索發(fā)展純電力、燃料電池等動(dòng)力船舶，研究推進(jìn)太陽(yáng)能、風(fēng)能等在船舶領(lǐng)域的應(yīng)用。實(shí)施過(guò)程中，要著重加快推進(jìn) LNG 雙燃料混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)的市場(chǎng)化應(yīng)用和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，要逐步推廣氫燃料電池在船舶領(lǐng)域的示范應(yīng)用。另一方面要深入了解新型船舶節(jié)能環(huán)保技術(shù)，尋求綠色船舶發(fā)展道路，通過(guò)采用余熱回收技術(shù)、節(jié)能泵技術(shù)、節(jié)能空調(diào)技術(shù)等實(shí)現(xiàn)低消耗、低污染、低排放，促進(jìn)我國(guó)船舶工業(yè)綠色、可持續(xù)發(fā)展。對(duì)于船舶減碳設(shè)計(jì)，則要做好總體優(yōu)化、性能優(yōu)化、低碳燃料應(yīng)用、智能技術(shù)應(yīng)用的研究和突破。

三要實(shí)行開(kāi)放、多元化合作，吸收和借助國(guó)外資源優(yōu)勢(shì)，帶動(dòng)國(guó)內(nèi)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力提升。要實(shí)現(xiàn)綠色船舶發(fā)展取得持續(xù)進(jìn)步，就必須加強(qiáng)與世界各國(guó)特別是造船強(qiáng)國(guó)展開(kāi)合作和交流，打開(kāi)大門(mén)學(xué)習(xí)和借鑒別人的先進(jìn)技術(shù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以人之長(zhǎng)補(bǔ)己之短，爭(zhēng)取在追趕途中少走彎路。此外，要通過(guò)設(shè)立國(guó)際聯(lián)合研發(fā)計(jì)劃、科技合作專項(xiàng)、聯(lián)合人才培養(yǎng)等方式，吸引和引進(jìn)高層次技術(shù)人才，進(jìn)一步提升我國(guó)綠色船舶的研發(fā)水平和國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

寶劍鋒從磨礪出。面對(duì)日益嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題，發(fā)展綠色船舶迫在眉睫，作為造船大國(guó)，我國(guó)更應(yīng)該在節(jié)能環(huán)保方面走在世界前列。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)宏偉目標(biāo)并非易事，需要的付出和努力可想而知。中國(guó)造船業(yè)從來(lái)都是無(wú)畏艱難險(xiǎn)阻的，越是有挑戰(zhàn)，就越釋放出更大能量。只要順應(yīng)大勢(shì)，銳意進(jìn)取，化壓力為動(dòng)力，我國(guó)就一定能在綠色船舶發(fā)展征程上，開(kāi)創(chuàng)一番新作為，為實(shí)現(xiàn)造船強(qiáng)國(guó)目標(biāo)添磚加瓦！

黃埔文沖建造的1400TEU 雙燃料集裝箱船