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CCS助推绿色航运(Z.2015.4)

新闻来源:中国船检    浏览量:812 张向辉 2017-05-27
        不久前,柴静的纪录片《穹顶之下》发布,引发了社会强烈反响。人们在将视线投向那些空气污染大户的同时,船舶排放污染也受到了越来越多关注。我国作为航运大国,民用船舶规模巨大,全力推动船舶技术进步,打造绿色航运,任重而道远。作为中国航运业和造船业重要技术支持力量,中国船级社(CCS)积极发挥独特优势,不断突破,为航运节能减排提供了强有力的技术支撑。
        船舶能效管理专家
        为强力推助船舶节能减排,CCS以国际节能、环保、减排政策研究为基础,针对国内外节能减排技术整体实力的现状,为政府制定船舶节能减排政策提供支持,推行新造船和现有船舶节能减排管理和技术相关措施,同时,为航运业提供更多的节能减排支持服务。
        在船舶营运成本中,燃油费用占有相当高的比例,为了应对运价低迷,有效控制成本,越来越多的船东开始从管理、营运、新技术等方面,寻求可行的节油降耗途径。作为IMO推荐的船舶节能减排技术手段——最佳纵倾(OTA), 其基本原理为:船舶航行水动阻力受航速、排水量、吃水和纵倾角度的影响,通过调整浮态,可使船舶在最佳状态航行,是一项不用改变船舶结构,无需额外增加设备,且安全可靠,简易可行的最佳操作技术手段,同时可有效减少船舶能源消耗,提高船舶营运经济效益。CCS开发的“船舶最佳纵倾优化(OTA)系统”,在中海集运公司、台湾万海、河北远洋、宁波远洋等航运企业广泛应用,具有较为明显的经济效益和社会效益。采用OTA系统后,船舶全年营运实际节能约5%~8%,单艘船全年可节省燃油成本开支320万元人民币。而深度开发的“基于OTA的自动优化配载系统”,实现了OTA与装载仪软件的数据自动交换,实现自动迭代调整货物和压载水,能够快速实现最佳纵倾目标,同时自动生成优化配载方案。
        同时,CCS还与几家大型航运企业共同研究面向船舶营运过程的船舶能效智能化管理,研发“船舶能效在线智能管理系统”,该系统为CCS第一个船舶在线智能系统,系统具有能耗设备参数和航行设备的实时监控、能效管理、能源管理、SEEMP管理、船舶航行状态信息分析和统计报表等功能。该系统可实现岸基实时监控船舶耗能设备工况、船舶能效及船舶航行动态,为分析能效影响因素提供数据支持,指导公司和船舶明确能源综合管理方案,提高整体运行效能,降低船舶营运成本。CCS能效小组对中海油服、中远散货、中海集、河北远洋等20家企业能效项目进行有效跟进、协调和管理,项目包括船舶能效管理、操作、技术等综合能效,船舶能效分析与评估服务、船舶最佳纵倾优化、节能装置等。
        建立船舶能效数据库,并不断改进和扩展其功能,制定“船舶能效数据库管理办法”。增加EEOI平均值统计、航次能效分析等功能,扩充船型细分种类,补充完善全球港口列表。该数据库为35家船公司的557艘船提供日常能效数据分析处理等服务,目前库内存有24107多航次基础能效数据。
        开展船舶能耗分布分析与评估服务。CCS对河北远洋集团三种船型开展了能效分析与评估服务,从整船和主推进系统两方面开展能效评估,根据能效评估结论发掘节能潜力,研究选择适合船型的具体节能减排改造方案。并针对具体船型提出提高主机效率、余热回收、降低船体阻力、提高推进效率、清洁能源应用等节能措施。根据结论编制“能效分布计算分析报告”,报告包括船型信息、计算准备、能耗分布计算、能效分析、节能措施及改进建议等。
        在油轮船舶能效方面,航运界已经采取船舶能效管理、主机改造、尾部增加附体等技术措施,并取得很好节能效果。几大油运公司实际营运的历史数据显示,生产性停泊时间在整个营运周期占比40%左右,而在生产性停泊中,大部分时间是油船的装卸货作业,因此,开发辅助油船卸货作业智能决策系统成为CCS服务油轮船舶又一亮点。CCS与河北远洋、招商能源股份有限公司签署船舶能效全面合作协议,与大连远洋运输公司合作开发的油轮货物操作优化系统,通过基于大数据挖掘分析的智能优化方法,充分挖掘分析卸货作业环节潜力,有效地缩短了卸货时间,降低了燃油成本,减少了污染物排放,被交通运输部授予航运企业节能减排示范项目。
        力推LNG环保动力
        船舶节能减排可以通过设计创新、加装配套设备、改善管理等多种手段来实现,其中,使用清洁能源可大幅降低二氧化碳、氮氧化物等排放,节能效果更为显著。在目前可应用的几种清洁能源中,LNG较传统燃料价格低,减排效果好,应用经验相对较多,因此最受青睐。欧盟和中国等都在积极推进LNG燃料在船舶上的应用。
        作为中国航运、造船业的重要技术支撑力量,CCS已建立了服务于LNG水上应用完整产业链的标准体系,并投入了大量人力、物力、财力来攻关其关键技术并出台相关规范。目前,CCS已经建立了应用于LNG水上链条的完整技术服务体系,制订了LNG燃料系列技术标准;有序推进并完成了“目标型标准”研究,形成了目标型标准的规范体系,包括《天然气燃料动力船舶规范》、《天然气燃料动力船舶法定检验暂行规定》、《液化天然气燃料加注趸船入级与建造规范》、《液化天然气燃料加注趸船法定检验暂行规定》、《LNG-柴油双燃料动力改造适改条件评估指南》等;攻关了LNG燃料动力系统关键技术和LNG 加注技术;为中国第一艘沿海LNG新造动力船以及中国第一艘LNG加注趸船实施了审图和入级检验服务,并协助业界开发了以LNG为动力的集装箱船概念设计和数艘采用LNG燃料动力的LNG运输船,促进了国内LNG燃料动力船及LNG气罐关键技术的突破,推进了LNG船改装试点工作,形成了国内领先的LNG燃料动力船技术服务能力,对推进中国LNG燃料动力船发展提供了有力的技术支持。
        为了更好地做好LNG水上产业链标准研发工作,CCS与各大航运及能源企业密切合作,开展了大量实际LNG工程项目研究,有力推动了我国LNG水上应用的快速发展,如中海油“小型LNG运输船长江口至鄂州通航综合安全评估”;中海油“LNG运输船碰撞模拟评估”;中海油“6500HP单一气体燃料港作拖轮试点方案”;新奥集团“舟山国际航运船舶LNG加注站可行性研究”;新奥集团“江苏骆马湖LNG移动加注船技术研究”;圣达因“B型独立液货舱研发”等。
        完善全产业链产品体系,形成覆盖全产业链的服务能力。风险评估主要分为“定性”和“定量”两种手段。目前,国外LNG项目的定量风险评估已发展到实际应用阶段,尤其是挪威、荷兰、英国和美国等国家。而我国LNG产业链上的定量风险评估(QRA)技术尚不成熟,主要采用“定性”或“半定量”的手段进行评估,其可能的原因有三点:一是我国没有实施QRA的标准流程;二是我国没有建立起设备故障率数据库;三是没有统一的风险接受准则。但是,随着水上LNG应用的发展,开展QRA成为一种必然趋势。为此,CCS武汉规范所开展了“LNG运输船风险评估及预防措施研究”,并结合交通运输部西部项目“内河LNG运输船风险评估及预防措施研究”,克服困难完成灾害场景、灾害模型、灾害模型计算程序的确定,开发了适用于LNG项目的QRA服务产品。
        通过收集国内外LNG相关事故数据,建立相对全面的设备失效概率数据库,引进国际认可的挪威GexCon咨询公司开发的三维计算流体力学(CFD)软件FLACS进行灾害后果仿真计算,已制定详细的定量风险评估流程,并开展了内河LNG运输船通航安全评估、船舶LNG加注码头国家标准制定等工作。CCS将致力于推动我国水上LNG项目实施QRA技术,为政府、行业提供优质的服务。近期,CCS将针对LNG水上供应链开发新的服务产品,如LNG加注船作业风险评估、LNG场站选址评估、LNG事故调查服务等。CCS期待新的服务产品能为客户提供切实可行的解决方案。
        让天空绽放APEC蓝
        为了提高船舶能效,满足减排要求, 近年来,CCS还联合工业界在太阳能、燃料电池、生物乙醇等新能源实船应用方面开展了卓有成效的探索,取得了长足进步,制定了相关技术标准。
        太阳能作为一种清洁能源在陆地上已经得到了广泛应用。近年来,随着船舶节能减排要求日益严格,太阳能技术也开始更多地应用于船舶动力。推进太阳能、燃料电池等新能源技术的安全高效应用,抢占技术创新制高点,CCS编制了太阳能光伏、磷酸铁锂电池等电力推进船舶的审图原则和检验指南,与武汉理工大学等单位联合成功申报了工信部高新船舶项目——太阳能(采用蓄电池储能)在船上应用安全技术研究,提出了包括太阳能光伏组件、太阳能光伏控制器、太阳能光伏逆变器、磷酸铁锂电池、电池管理系统等太阳能应用相关的产品检验要求和太阳能光伏系统、磷酸铁锂电池系统船上应用安全技术要求,将光缆、电力推进在船上应用研究成果和技术要求纳入相关规范,为船舶设计、审图和现场检验工作提供了依据,促进了绿色船舶技术的应用,助力航运企业减排增效,为引领造船航运技术进步和绿色发展做出了贡献。特别是磷酸铁锂电池消防安全要求,填补了国际船舶消防安全技术标准的空白,为太阳能和磷酸铁锂电池在船上的应用提供了有力的技术支持,其研究成果成功应用到大型滚装船“中远腾飞”号、安吉物流3800PCTC商品汽车滚装船。
        同时,为拓展太阳能和磷酸铁锂电池船上应用市场,CCS与中国北车集团船舶与海洋工程发展有限公司、中国南车汉格船舶工程有限公司、上海瑞华集团、上海佳豪集团等单位达成一致,协同推进太阳能和磷酸铁锂电池在船上的应用。
        无疑,清洁能源成为船舶减排的重要因素。而船舶作为流动的水上交通工具,在其停泊靠岸期间,如何减少对所在港口和码头的污染,也成为人们关注的重点。
       “岸电”是一种较为环保的船舶能源供给方式。由于船用发电机效率不如岸电的发电效率高,且船舶在停泊状态,发电机所发出的功率不能完全被利用,有很多的浪费部分。使用岸电,则可以高效利用港口的岸上电能,减少船舶发电机工作时间,既节约燃油,又可以减少发电机的损耗。
        从散货船单船角度营运经济性看,以我国沿海航线为例,安装高压岸电系统后,船舶单航次至少可节约营运成本约2万元,一年可节约营运成本上百万元,营运经济性大大提高。从全国角度看,如果靠泊沿海港口的所有船舶都使用岸电,一年可以减少二氧化碳排放量约1000万吨,相当于一个中等城市一年的二氧化碳排放量;从全球的角度看,一年可以减少二氧化碳排放量约1 亿吨,相当于一个2000万人口国家一年的二氧化碳排放量。因此,推广船舶岸电技术有着极其重要的现实意义和社会效益,而散货船采用高压岸电系统因其技术成熟、简单易行,正在成为国内外新造船配置岸电方案中的首选,推广应用前景广泛。
        国际电工组织已推出IEC60092-510的高压岸电标准,同时中国船级社经过与船东、船厂和设备厂的密切合作,于2012年开发出船舶高压岸电附加符号(AMPS),可据此对需安装的高压岸电装置的船舶提供检验和发证业务。目前,中国船级社已完成了20多艘船舶的高压岸电设备的检验和发证工作。
        环保无止境,减排不停歇。穹顶之下的我们需要做些什么? CCS专家呼吁,相关各方应立即紧急行动起来,在政府的组织协调下对船舶绿色技术进行合力攻关,激发调动企业的创造活力,用切实行动来拥抱这场轰轰烈烈的“绿色革命”。
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