刍议船舶节能减排途径

刍议船舶节能减排途径

林发水

身份证号码：350626198201081817

摘要：随着社会经济的发展，地球环境的恶化和日益严重的能源短缺，节能减排技术逐渐成为人们关注的焦点，全球90%的贸易量由航运承担，对能源环境产生重大影响。船舶节能减排设计不仅可以降低运输和生产成本，还可以保护环境，因此对节能减排船舶的设计具有重要意义。

关键词：船舶设计；节能减排技术；策略

引言

社会经济的不断发展给交通运输行业带来了巨大的挑战。车、船等交通工具的排放加剧，在一定程度上影响了人们的身心健康和社会经济的健康可持续发展，被认为最清洁、最环保的航运业也不能幸免。因此，研究航运业的节能减排具有重要的现实意义。

1船舶节能减排技术的重要性

船舶节能减排是航运发展的需要，航运努力的方向是利用最合理的航速与油耗关系获得最佳经济效益。对于航运业来说，船舶节能减排已经成为航运企业落实科学发展观的关键一步，对建设资源节约型和环境友好型社会具有重要意义。在实际船舶运输中，工作人员需要根据船舶运行航线和工况的实际变化，对船舶实际运行中的油耗进行分析和修正，从而获得船舶的实际油耗数据，从而分析出船舶的实际节能方法，为满足实际船舶运输需求打下坚实的基础。船舶节能减排也是中国法律法规的强制性要求。我国明确规定，到2020年，我国二氧化碳排放量降低到16%，船舶运输单位能耗降低到15%。因此，可以说船舶节能减排技术在一定程度上符合我国节能减排的总体战略。

2影响船舶节能减排的因素

2.1船舶自身性能

对于船舶来说，船舶本身的性能影响着节能减排。一、船舶底漆的涂装、主机和辅机的运行状态、使用寿命等因素与船舶的节能减排密切相关。不仅是这些，不同类型的船舶对节能减排也有影响。从船舶的使用寿命分析，相对于使用寿命短的船舶或新船，使用寿命长的船舶主机磨损层相对严重，单位油耗也比较大，影响其污染物排放和能否充分利用能源。从不同类型的船舶看，不同的船舶耐候性、耐波性差、甲板受风面积大的船舶会影响节能减排；从主机和辅机的运行状态来看，由于主机和辅机是船上最重要的安全和耗能设备，主机和辅机运行效率越高，燃烧效率越高，也降低了单位能耗。主机和辅机的运行效率对船舶的节能减排有影响。

2.2船舶节能减排技术

在船舶设计过程中，船舶设计人员应合理运用节能减排技术，确保船舶在运行过程中燃烧利用率得到改变，燃烧性能得到改善，达到了船舶节能减排的目的。比如，设计安装油磨机，不仅可以节省远洋船舶的运输成本，还可以减少废气和污染物的排放。船舶主、辅机设计为燃用重、轻燃料，将重燃料中的炉渣和沥青磨成燃烧颗粒细小均匀的可用燃料，减少了油渣量，提高了燃料利用率。

同时，热能回收的设计与实施。在船舶设计建造过程中，对锅炉、燃烧炉、主机排气锅炉等产生热能的设备和系统进行合理布置和收集，对重燃油、主机缸套水、海水淡化冷却水、油水分离器、设备吹扫装置等系统进行加热再利用，减少锅炉等加热设备的使用频率和时间，起到节能减排的作用。

另外，如果使用高速主机，轴带发电机设备可以满足航行中船员生活设施的用电需求，有效控制发电机的频率、数量和时间，从而节约使用成本，减少废气排放，也是节能减排的有效控制措施之一。而且国际上较为先进的混合推进或电力推进系统主要采用大功率发电机组或电柴混合动力，充分体现了在船舶操纵性、减振降噪、提高能效、节能减排等方面高效灵活的优势。

2.3环境因素

在船舶运行过程中，环境可能会影响燃料的利用效率和船舶的节能减排。这里所说的环境因素主要是指自然环境和地理环境，所以影响因素主要体现在：航道条件、温度、气压、气象等。这些因素对船舶的污染物排放和燃油消耗都有影响。简单来说，在有风的环境下，船舶的行驶阻力会增加很多，其主要影响在于主机的负荷。当它在超负荷状态下运行时，油耗也会急剧增加。气压对舰船能耗的影响主要体现在，随着海拔的升高，气压会降低，海拔越高，空气中的含氧量越低，不利于舰船燃料的充分燃烧，会降低单位燃料的燃烧率。

3基于节能减排的船舶设计技术措施

船舶在实际运输过程中会排放大量的碳化物和硫化物，还会产生噪声和压载水，这些通常与船舶运行的许多方面有关。因此，要实现船舶的节能减排设计，需要从各个角度入手，具体技术主要包括以下几个方面：

3.1节能设备的引进

在船舶设计过程中，船体、桨叶和主机是设计的重点，因此成为节能减排设计技术应用的关键载体和对象。在科技水平不断提高的现阶段，变频技术、动力节能技术、主辅机智能化技术的广泛应用，极大地提高了船舶的减排效果。经过调查发现，节能设备的应用可以改变船舶设计中结构的基本布局，对船舶的节能状态和节能能力产生直接影响。比如中国在设计五大湖散货船时，就抛弃了过去使用的柴油机，在船的设计上使用了6RT-flex68-D型主机。虽然它的功率很高，但通过实验发现，船的功率最多节省7%左右。

3.2提高效率

要实现良好的推进效率，需要实现船舶、发动机和螺旋桨的高度匹配。实际上，要保证主力产生的功率与螺旋桨的负荷和船舶的有效马力相一致。船舶设计时，需要根据主机的配置，适当提高主机的动力能量，扩大桨面积。现代船舶设计中广泛采用的“螺旋桨整流罩”技术，是通过控制螺旋桨的大小，使船舶摆脱低速高负荷的运行状态，平衡螺旋桨轴上下部的流场。

3.3新能源的开发和利用

基于节能减排的船舶设计技术的一个主要方面是新能源的开发和利用，因为不可再生能源不仅有限，而且使用价值和成本昂贵，这对于能耗大的航运业非常不利。目前，风能、太阳能、核能、燃料电池等新能源已经逐渐应用到船舶的设计中。余热利用技术的应用直接将热能转化为动能，为船舶的运行提供动力。在船舶上安装废气净化器，不仅可以消耗对海洋环境有害的气体，还可以有效减轻船舶减排压力，避免船舶作业障碍的发生。

3.4各种节能设备介绍

船体、桨叶和船舶发动机是船舶设计中的重要内容，船舶节能减排设计应充分考虑以上三个方面。此外，为提高节能设备的应用效率，应注重变频技术、智能技术和技能技术在船舶设计中的综合应用。目前，船用柴油机不仅投资成本高、使用寿命短，还应重视节能减排技术在船舶设计中的应用。

3.5提升船舶的推进效率

要想在船舶设计环节中实现节能减排的这一重要目标，在船舶线性选择时设计人员要关注船桨与船机之间的匹配度，确保船舶主功率、马力充分的符合螺旋桨负荷，确保主力功率符合要求。除此之外，设计人员要根据船舶的主机实际运行状态，确定主机动力能量的调控值，注重对各类新型材料的应用，从而为实现船舶推进效率的提升奠定坚实基础。

结语

综上所述，为了践行可持续发展的战略目标，实现人与自然的和谐发展，我们应该重视节能减排技术在船舶设计中的应用，努力降低航运业的能源消耗，为航运业的健康长远发展打下坚实的基础。船舶运输对环境的影响不容忽视。节能减排设计技术是推动我国船舶工业和航运事业健康发展的重要动力源，是实现我国“绿色船舶”发展目标的关键。为了实现节能减排的目标，首先要深入分析和把握船舶设计现状中存在的实际问题。在设计船舶时，要以可持续发展为思想指导，采取降低船舶阻力、引进节能设备、提高推进效率、开发利用新能源等技术措施，不断推动节能船舶的发展，实现经济效益、社会效益和生态效益的统一。

参考文献：

[1]王强.船舶主机降功率节能减排技术的优化研究[D].大连海事大学，2013.

[2]黄雪娇.基于阴极电位控制理论的船舶节能减排技术研究[D].大连海事大学，2012.