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我国船舶业奏响绿色智能发展“二重奏”

作者:朱昌海,李文翎 | 作者单位:中新国际能源研究院

面对“双碳”目标,我国船舶业奏响绿色智能发展“二重奏”。我国是世界最大造船国,根据国家统计局数据,2022年我国全年新接绿色动力船舶订单占总订单的49.1%,创历史最高水平。截至2023年6月底,中国船舶旗下江南造船、沪东中华等船厂的绿色船舶在订单中占比均超过了90%。

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蔚蓝海洋上,大河航道中,各种类型的绿色船舶应用电力、混合动力和清洁能源起航,为绿色发展提供不同类型的节能环保型航运方案。2023年4月,中国船舶集团与法国达飞海运集团签订合作协议,包括建造12艘甲醇双燃料动力大型集装箱船和4艘LNG(液化天然气)双燃料动力超大型集装箱船,两国在绿色低碳领域合作取得新进展。2023年10月11日,我国首艘氢燃料电池动力示范船—“三峡氢舟1”号,在湖北宜昌三峡游客中心(九码头)完成首航,这标志着氢燃料电池技术在我国内河船舶应用实现零的突破。

从远洋到内河,绿色船舶为何受到青睐?目前,绿色船舶生产和研发有哪些新突破?

新接船舶订单半数采用清洁能源

今年以来,瞄准低碳清洁燃料动力,造船业牵手海运公司动作频频,绿色船舶不断取得新进展。

在LNG燃料领域,2023年上半年,沪东中华已累计交付大型LNG运输船9艘,新接订单金额超200亿元。中国船企在全球大型LNG运输船的市场份额已提至35%;在动力电池方面,7月26日,由扬州中远海运重工承建的全球最大700标箱纯电动力集装箱船下水出坞,续航能力达到380千米,可实现全程纯电航行;在甲醇燃料方向,7月,中国船舶集团旗下河柴重工公司自主研发的国产甲醇双燃料发动机首次点火成功,预计首型国产甲醇双燃料低速机产品将在2025年推出……

不同技术路径的背后,是同样的绿色发展理念。“绿色船舶,即采用先进技术或使用新能源、清洁能源降低污染和温室气体排放的船舶。”交通运输部水运局有关负责人介绍,绿色船舶的主要特点一是环境友好,船舶产生的污染物少或能得到有效处置;二是节能高效,船舶能效水平较高,运营更节能;三是技术先进,通常采用技术手段或清洁能源来提升船舶的绿色水平。

作为全球第一造船大国,近年来,我国船舶工业积极响应绿色低碳发展的号召,新能源、清洁能源船舶发展迅速,绿色船舶占比稳步提升。

看增长趋势,当前我国交付的新造船舶中,采用新能源、清洁能源的船舶占比为15.6%,新接订单中这一占比达到50%左右。随着国际上各类减排措施的实施,两项占比还将继续扩大。

看具体领域,LNG动力船舶应用已较为广泛,甲醇动力船舶已进入实船应用阶段;锂电池动力船舶正处在发展起步期。此外,近3年交付船舶中,水动力节能装置使用比例达到68.8%,并实现关键技术装备自主可控。

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智慧赋能“绿色方舟”

在数字经济浪潮下,船舶智能化已成为一种趋势。这对船舶设计研发提出了更高和更新的要求—加速与数字经济、智能制造互动融合,成为造船业智能化转型的“推进器”。

2023年9月12日下午,中国首艘大型邮轮“爱达·魔都号”成功完成6天5夜全程1630海里试航,在多艘拖轮的牵引下顺利靠泊于中国船舶集团旗下上海外高桥造船公司4号码头。首艘国产大型邮轮在符合国际标准的同时又有所超越,采用了一些富有创意的设计,除了在产品设计、艺术设计上的完美追求外,在有关智能化的体验设计上也独具匠心。驾驶室采用集成化的操作系统,收集全船信息并优化,使关键参数在操控界面上一目了然。用上了5G信号,配备智能泳池、智能语音客舱以及邮轮“一卡通”等多种智能产品,在细节上给乘客带来更好的旅行体验。

分析机构预测,全球智能船舶市场规模将在2023年达到100亿美元,年均增长率有望超过20%。到2035年,智能化将广泛应用在全球30%以上的船舶上。

那么,如何让未来的船舶拥有更多的“智能”?

据了解,我国研制的世界首艘智能化船舶“大智号”的智能航行系统可以获取船舶自身以及海洋洋流等方面的信息和数据,提供省时、省油、舒适和低综合成本的航线,可使推进效率提高3%,日均油耗降低6%。此外,智能运行与维护系统可以对船舶设备实时“体检”,提前发现潜在的安全隐患等问题。

“目前我们可以通过各种智能系统的搭载,获取大量的数据,通过这些积累的大数据,更好地进行思考未来智能船舶的设计。”中国工程院院士严新平表示。

长江航运“绿意盎然”

建设生态航道、整治船舶污染、改造港口岸电……近年来,交通运输部长江航务管理局(简称长航局)坚持生态优先、绿色发展,统筹推进绿色航道、绿色港口、绿色船舶、绿色运输组织方式、绿色监管服务,推动长江航运降碳减污扩绿成效显著,推动长江航运“绿意盎然”,万里长江澎湃无限“绿能”。

位于长江中游荆江河段的倒口窑心滩,曾经寸草不生的滩涂已成为各类生物栖息的人造“生态湿地”。在长江干线武汉至安庆航道整治工程中,设计的“人工鱼礁”,既满足航道整治要求,又为水生生物和两栖动物提供了生存空间,为鱼类产卵繁殖提供良好生态环境。

实现“浅滩—深滩”等鱼类产卵场营造技术突破;探索湿地营造、生态涵养试验区等区域生态改良和涵养技术……2021年9月,交通强国建设长江干线绿色航道建设及应用试点工作启动以来,长航局开展21项绿色航道建设关键技术研究,在生境营造、生态治理、生态结构、环保清礁等方面取得系列成果,已基本形成具有长江特色的绿色航道建设成套技术。

长江航道规划设计研究院总工李明介绍,以荆江航道、武安段航道等为代表的一批绿色航道工程建成,长江护岸工程绿化率达80%以上,生态固滩面积超300万平方米。

“长江水肉眼可见地变清澈了,经常看到三五成群的江豚在江中嬉戏。”不少常年在长江干线跑船的船员对这些年长江的变化深有感触。

航道建设做生态加法,岸线整治做减法,长江岸线整治全面推进,1361座非法码头彻底整改,两岸绿色生态廊道逐步形成。

绿色船舶驶入发展快速航道

受益于日趋完善的法规体系和不断进步的建造技术,近年来我国绿色船舶驶入发展快速航道。但总体看,当前绿色船舶规模还较小,完全走向市场化、规模化、产业化仍任重道远。

“建造和运营成本高是原因之一。”交通运输部水运局有关负责人说,从调研情况看,绿色船舶建造成本远高于燃油船舶。例如,LNG燃料动力船舶较新建同等吨级的柴油动力船舶成本增加近40%。且受市场波动影响,LNG阶段性价格高于燃油价格,一定程度上挫伤了船东的应用积极性。

“一些绿色船舶的技术总体上还不太成熟。”交通运输部海事局有关负责人表示,一些绿色船舶技术总体上还不太成熟,比如氨燃料船舶应用前景好,但氨燃料发动机还处于研发试验期。加之全球航运需协同发展、船舶使用寿命较长等因素,绿色燃料的选择和替代仍需较长时间。

不过,无论是推动水运业高质量发展,还是加快构建绿色交通运输体系,绿色低碳已成为船舶航运业发展的必然趋势。

“下一步,应加快完善绿色船舶发展的技术标准,开展示范应用、商业推广,并积极争取相关财税优惠政策,支持引导船运企业加快建设、改造绿色船舶。”交通运输部海事局有关负责人说,同时,加大绿色船舶关键技术和装备科研攻关,完善相关服务配套设施,为绿色船舶提供高效便捷的运营服务,从而更好抢占绿色船舶国际竞争优势,加快我国向海运强国发展。

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2024年, 第1期
刊出日期:2024.01
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