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【關鍵詞】節能減排;船舶性能;減阻降耗;經濟航速
社會經濟的不斷發展給交通運輸行業帶來巨大的考驗,車輛、船舶等交通運輸加劇了 的排放,其在一定程度上影響了人們的身心健康以及社會經濟的健康可持續發展,其中被認為是最清潔、最環保的船舶運輸行業也不能幸免。因此,研究船舶運輸行業的節能減排具有十分重要的現實意義。
一、船舶節能減排技術重要性
船舶節能減排是航運發展的需要,船舶運輸努力的方向就是利用最合理的航速和耗油關系來獲得最好的經濟效益,對于船舶運輸行業來說,船舶節能減排已經成為船舶企業落實科學發展觀的關鍵步驟,其對建設資源節約型、環境友好型社會有著重要意義。在實際的船舶運輸中,工作人員需要根據船舶運行航線、工況等實際的變化情況,對船舶實際運行中的耗油等進行分析以及修正,以便得到船舶實際的耗油數據,從而分析船舶實際的節能方式,為滿足實際船舶運輸需要奠定堅實基礎。船舶節能減排也是我國法律法規的強制性要求,我國明確規定了到2020年,我國二氧化碳排放量會降低到16%,船舶運輸單位運輸周轉耗能量降到15%,因此可以說船舶節能減排技術在一定程度上符合我國節能減排總體戰略。
二、船舶節能減排的影響因素
1.船舶性能
船舶自身的性能會影響到船舶節能減排的效果,一般來說,不同船舶主輔機狀態、涂裝底漆以及污底情況、運營年限、型號以及船體浸水體積等都會對船舶節能減排產生不同影響。船舶主輔機是船舶運輸過程中重要的耗能設備和安全設備,主輔機運行效率越高,船舶燃燒效率就越高,這樣就可以適當降低船舶單位耗油量,在一定程度上對船舶節能減排工作起到重要作用;不同運營年限的船舶主機磨損程度不同,長時間運行的船舶主機磨損較大,其單位耗油量較大,對能源利用效率、污染物排放等存在一定的影響;不同型號的船舶抗風浪性能不同,其甲板受風面積以及船舶耐波性等都會對船舶節能減排效果產生一定的影響;船舶船體浸水體積會在一定程度上影響船舶興波阻力,進而影響船舶節能減排效果。
2.環境因素
在船舶實際運行的過程中,環境因素會在一定程度上影響船舶燃料燃燒效率,進而船舶節能減排效率。具體來說,環境因素主要指的是船舶運行過程中的地理環境和自然環境,包括溫度、氣壓、航道條件以及氣象條件等,這些環境因素很大程度上會影響船舶耗油水平以及排放水平。例如大風會增加船舶運行阻力,影響船舶主機負荷,進而增加船舶耗油量;在海拔比較高的地區運行時,大氣壓力會隨著海拔的升高而降低,空氣含氧量也隨之降低,這樣船舶燃料就不能充分燃燒,單位燃料燃燒的實際功率也會降低;航道彎曲角度、交叉情況、航道寬度以及航道深度等都會在一定程度上影響船舶能源消耗以及廢氣排放情況,航道彎曲度越小,燃燒消耗越少。
3.效益因素
船舶資金投入成本以及效益水平在一定程度上反映了船舶企業給我國國家社會帶來的經濟效益以及實施節能減排的效果。船舶企業在進行高效低成本投入時,能夠更合理地實施節能減排工作,促進船舶節能減排效果的實現,但船舶企業在進行比較高成本投入時不僅不能帶來經濟效益,還有可能使企業產生負經濟效益,進而打擊船舶企業節能減排的積極性,嚴重影響船舶企業的發展。船舶企業的經濟效益指的是在船舶運行中,產品投入比值,其效益的高低在一定程度上影響著整個船舶行業。從國民經濟方面來講,經濟效益就是說全部的構成要素和其中某個構成要素之間的百分比,經濟效益越高,船舶節能減排發展越迅速。因此可以說,經濟效益是船舶節能減排重要影響因素之一。
三、船舶節能減排技術的應用
1.船體減阻降耗
船舶船體減阻降耗是船舶節能減排重要手段之一。從船舶設計層面上講,船體減阻降耗可以從船體低阻力線型設計、浮態調整、船舶船體表面減阻以及低風阻上層建筑等方面進行設計研究。低阻力線型設計主要包括線型優化和總體設計優化兩個方面,如下圖3.1所示。低阻力線型設計中的總體設計優化指的是設計優化人員根據設計經驗和母型船等,在保證船舶具有足夠排水量的前提下,調整方形系數和浮心位置,選取合適的船型尺寸比。而線型優化則指的是船舶船體線型的UV度、水線進流角以及去流角等的設計對船舶船體阻力具有一定的影響,設計優化人員依靠模型試驗和CFD手段等,反復調整船舶線型,并最終確定船體的低阻力線型。船舶在實際航行中的阻力不僅僅取決于船舶的靜水阻力,還與航線上風浪流等環境因素有關,研究人員對船舶在多種轉載工況下的阻力性能進行研究,實現了在全航程多工況下船舶綜合阻力性能全面提升的目標,從而形成了船舶船體減阻降耗的浮態調整方法。低風阻上層建筑則指的是設計人員通過優化船舶船體上層建筑的外形,降低風阻力,從而實現節能減排。
2.使用經濟航速
船舶的燃油消耗是一種綜合反映船舶節能減排技術與經濟性的指標,其與船舶航速息息相關。在實際的船舶運行過程中,經濟航速的概念主要有三種,也即最低燃油消耗率航速、最高盈利航速以及最低燃油費用航速,實際意義上的經濟航速常指的是最低燃油消耗率航速。船舶主要部分有鍋爐、船舶主機以及發電柴油機等,其中最重要的耗油就是船舶主機耗油,其重要的耗油特點就是在運行船舶主機時,船舶功率和船舶航速之間具有三次方關系,因此應適當地降低船舶航速。從實際的船舶運行方面進行考慮,當船舶轉速和功率變化時,船舶主機消耗燃油量就會受到船速、換氣量以及噴油量的影響,因此就要找到一個船舶航速和耗油的最佳平衡點。最佳平衡點主要從以下幾個方面進行考慮:船舶航速和主機耗油量關系、船舶耗油設備的狀態、船舶運營年限、船舶航行條件、船舶實際的運行路線等。因此,船舶使用經濟航速的基本原理就是工作人員在主機安全的轉速范圍內,根據主機實際的運行情況,找到船舶耗油和航速最佳的平衡點。
3.提高推進效率
提高船舶推進效率主要有改進尾部伴流場、主機降功率使用等方式,改進尾部半流場指的是在船舶船體上加裝螺旋槳整流罩,這種技術主要應用到對螺旋槳尺寸有限制的以及拖輪等高負荷低航速的船舶。加裝螺旋槳整流罩后的螺旋槳后流場、槳軸上下不完全對稱,其螺旋槳槳軸上方流場偏右,槳軸下方流場偏左。因此,使船舵上下部成一定角度,來分別對齊螺旋槳后流場,進而減少船舵所受扭矩,這種節能措施可在服務航速工況下節省4%的功率。主機降功率使用指的是將船舶主機的功率降低,進而降低船舶燃油消耗率,達到船舶節能的目的。這種節能技術較為成熟,雖然初次投入成本較大,但從整個船舶生命周期來看,該節能技術經濟性較好。目前,很多的大型船舶公司可以接受這種優化設計方案,其通過主機的優化配置可實現3%―6%的降耗。
4.廢熱回收及廢氣處理
船舶廢熱回收及廢氣處理也是一種較為重要的船舶節能減排手段,其中船舶廢熱回收主要指的是船舶廢熱利用技術,其回收原理圖如下圖3.2所示,在船舶燃油消耗中,大概有50%的熱量以熱輻射、廢氣以及熱交換的形式浪費掉。船舶主機廢熱利用透平轉化功率為最大功率的0.6%到4%,這種利用技術初次投入資金較多,多用在大型集裝箱船上;船舶主機冷卻水廢熱再利用則可對船舶掃氣和缸套的廢熱進行再次利用,從而提高2%到3.5%的主機功率,這種回收系統較為復雜,通常需要與蒸汽透平和廢氣透平等聯合使用,因此多用在大型集裝箱船上。船舶廢氣處理主要指的是船舶安裝廢氣凈化器以及船舶采用廢氣循環系統,船舶廢氣凈化器可以有效去除船舶廢氣中的SOX以及微塵顆粒等,其去除率可達到98%、80%,船舶廢氣循環系統則可以有效減少船舶中的NOX,其主要是加裝一個EGR單元,以降低船舶廢氣的峰值溫度,從而減少船舶的產生。
結語
總而言之,船舶節能減排不僅能滿足我國航運發展的需要,還能符合我國節能減排的總體國家戰略,因此工作人員要采取合適的措施,對船舶進行節能減排優化設計,例如船體減阻降耗、使用經濟航速、提高推進效率以及廢熱回收及廢氣處理,從而提高船舶節能減排效果,推動我國船舶運輸行業的健康發展。
參考文獻
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[關鍵詞]管理節能 技術節能 制度節能 修理企業 船舶
隨著經濟社會的發展和環境保護工作深入,當前,以低碳為標志的節能減排已成為各個行業關注的焦點。本文就船舶維修企業如何開展節能減排展開論述。
一、節能減排的概念
能減排就是節約能源、降低能源消耗、減少污染物排放。 《中華人民共和國節約能源法》所稱節約能源(簡稱節能),是指加強用能管理,采取技術上可行、經濟上合理以及環境和社會可以承受的措施,從能源生產到消費的各個環節,降低消耗、減少損失和污染物排放、制止浪費,有效、合理地利用能源。
節能減排有廣義和狹義定義之分,廣義而言,節能減排是指節約物質資源和能量資源,減少廢棄物和環境有害物(包括三廢和噪聲等)排放;狹義而言,節能減排是指節約能源和減少環境有害物排放。
二、企業開展節能減排的現實意義
《中華人民共和國節約能源法》指出:“節約資源是我國的基本國策。國家實施節約與開發并舉、把節約放在首位的能源發展戰略。”
我國經濟快速增長,各項建設取得巨大成就,但也付出了巨大的資源和環境被破壞的代價,經濟發展與資源環境被破壞的矛盾日趨尖銳,群眾對環境污染問題反應強烈。這種狀況與經濟結構不合理、增長方式粗放直接相關。不加快調整經濟結構、轉變增長方式,資源支撐不住,環境容納不下,社會承受不起,經濟發展難以為繼。只有堅持節約發展、清潔發展、安全發展,才能實現經濟又好又快發展。同時,溫室氣體排放引起全球氣候變暖,備受國際社會廣泛關注。進一步加強節能減排工作,也是應對全球氣候變化的迫切需要。
三、船舶維修企業實施節能減排的主要途徑
船舶維修領域涉及面廣,減排潛力很大。加快結構調整,完善政策機制,突出工作重點,通過管理節能、技術節能、設備節能等手段,把節能減排落到實處。
(一)管理節能
俗話說,麻雀雖小,五臟俱全。船舶維修企業,無論規模大小,都離不開管理。管理節能是企業開展節能工作的基礎,這個基礎就是企業的節能工作要有專人來管。船舶維修企業的節能工作要實行標準化、規范化地作業,企業的主要領導要掌握本企業購能和用能的真實家底,同時要掌握國內外同類型企業先進節能指標情況,進而才能科學地制訂出本企業的節能發展規劃。企業能源管理中心的工作內容是:監測、控制、調整、預測企業能源利用情況,對能源故障進行技術分析,繪制企業能源平衡表。對企業的能源管理要從只秋后收割、算賬轉變為生產在線管理,并且要開展預案制能源管理工作。
可以說,船舶維修企業的生存和發展是依靠企業管理和技術進步兩個輪子的支撐和前進。兩個輪子同步運轉,企業行走會是直線。那一個輪子運轉慢,均會不同程度地影響企業的生存和發展。當前,大多數船舶維修企業依靠科學技術進步發展企業的動力較足,認識水平也較高,促進了企業進步。一部份船舶維修企業對現代化企業管理工作重視不夠,或措施不足,已影響到企業的發展。
(二)技術節能
節能工作要見成效,必須有另一條腿,那就是技術節能這條硬腿。技術節能要求對現有的設備或系統進行改造,資金投入大、回收期長,改造原有的系統還存在一定風險。船舶維修企業在重點進行管理節能的同時,也不可忽略技術節能,在適當的時候,也要做一些技術改造。
在產業結構和能源消費結構一時沒有重大變化的情況下,技術進步、技術創新顯得尤為重要,只有在技術和設備的創新與應用上取得重大突破,才能在較短的時間內推進節能減排工作再上新臺階。此外,技術節能又能推動管理節能和結構節能的發展。
對當前大多數船舶維修企業而言,由于大多數節能項目的規模和經濟效益在企業經營中并不占有重要地位,加上節能技術引入的成本及其投資風險,多數企業領導往往把主要注力放在擴大生產和增加產品的市場份額上,通常并不把“節能”放在主要地位,從而使大量的節能項目難以實施。
(三)制度節能
制度節能,就是企業要通過完善制度,健全節能管理體系,實現管理節能,主要包括以下幾層內容。
一是船舶維修企業要通過理順關系,明確責任,建立健全組織機構。打破原來節能節水多部門管理、分散的格局,成立了節能節能領導小組,由技術專家和經驗豐富的專兼職管理,形成了完整的節能管理體系。
二是船舶維修企業要完善制度,實現節能管理的規范化和制度化。為使節能管理有章可循,建立健全和完善相關管理制度明確節能的程序文件和作業文件,內容盡量涵蓋到能源的收、發、用各個環節以及重點用能設備。通過管理制度的建立和完善,保證節能管理工作的規范化。
三是船舶維修企業要建立節能節水監控與技措督辦機制。以裝置、生產運行為主體,依托MES系統,使水、電、汽、風等消耗處于實時監測受控狀態。以生產碰頭會、生產調度大會,節能例會、經濟活動分析會等為載體,建立了日檢查督促、周通報講評、月總結布置,季分析改進的管理模式,通過這些工作制度的建立,使每一個部門、每一個員工時時都能看到、聽到節能工作的開展,將節能工作真正的融入了各部門、員工的工作之中,調動了全員節能的積極性,強有力地推進節能工作的開展。
四是船舶維修企業要嚴格定額管理,完善考核體系。船舶維修企業要要實行嚴格的定額管理,每年末都要對接下一年消耗指標。定額指標覆蓋船舶維修企業要每個用能環節,涉及每位員工,實現處處有指標。對起過能源規定和節能的能源,實施能源計量計價,并以此為依據開展獎懲。
參考文獻:
[1]葉青. 低碳、零碳與負碳[J]. 環境保護與循環經濟, 2010;01:29
航運業是一個高能源消耗的行業,為落實國務院關于加強節能減排工作精神以及交通部提出的建設節約型交通行業的戰略部署,實現企業的可持續發展,我們積極探索節能減排的多種途徑。在航運企業內部開展各種節能減排宣傳活動,加強了岸基工作人員和船上工作人員的節能意識,加強船員的各種節能操作技能創新及訓練,提高了船舶節能減排的管理成效,有效地推進了節能減排工作的深入展開。根據船舶的實際情況,在管理節能與技術節能兩方面著手,謀求從多方面、多角度發掘節能潛力。
首先采用科學的經營方式來達到節能的目的。這一環節包括:注意運輸合同對控制燃油成本的影響,通過準確把握燃油價格走勢,簽訂合理的運輸合同來規避燃油價格上漲的風險,保證合理的收益;認真做好運輸前的航次估算,減少空載航行,做好科學合理的調度計劃,減少掛靠港口數量;科學合理使用經濟航速運輸,并對使用經濟航速的一些情況做出提示,比如在臺風到來之前選擇合適地點進行拋錨避風,在合同規定的受載期之前到達指定的裝貨港口并做好裝貨準備,及時安排貨物集港,避免出來船已到港而或未備妥的情況;在前期進行航線配船時,要仔細研究各類航線適合的船舶類型,了解船舶的油耗情況,進行合理的運力配置,在滿足貨載要求的情況下,航線配船安排方面,可以把低油耗船舶安排到長距離航線及高油價地區的相關航線,同時,可以把高油耗船舶安排到短距離航線及低油價地區的相關航線;根據營運航線的實際氣象情況,通過氣象因素合理優化航線組合,在船舶調度安排方面,要加強與船長、機務和海務工作人員的溝通交流,利用風、流等氣象有利因素對營運航線進行優化改進。同時注意船舶的最大航速、服務航速和經濟航速的合理使用;對船舶進行合理的配貨積載,保證船舶適當的吃水差,調節船舶的縱傾系數,有利于提高船舶的航行速度,降低船舶油耗。
其次,加強管理狠抓節能,航運企業的船舶管理部門,以各綜合管理體系為依據,負責制定船舶燃、潤油的消耗量,指導船舶合理地管理和使用燃、潤油;嚴格操作規范和規程,提高船員的操作技能;明確規定船舶必須每月定期將使用燃、潤油的情況向公司管理部門和統計部門報告,報告內容包括《船舶燃料耗存航次報告》和《油消耗報告表》。通過這些方式,使船上逐步建立起了節約燃、潤油的概念,提高了船員的節能意識和責任心,同時也讓船岸對燃、潤油的使用情況有了一個全面的了解,從而能夠制定相應的措施和方案,以合理使用燃、潤油,防止跑、冒、滴、漏現象發生,提高費油利用率。
最后,確保采購優質的燃油。只有如此才能確保船舶設備安全的運轉,從而減少不必要的額外消耗。公司通過規范性的程序文件來指導燃潤料的采購、供應、使用,從而形成制度化管理以加強燃油質量管理工作。
在市場上選擇信譽良好的燃油供應商。在加油之前應該向燃油供應商索取相關燃油的理化指標,在加油過程中要抽取具有代表性的油樣進行檢測。船上燃油應該分開存放,避免油料之間互不相容發生反應。加強管理船舶,燃油進機之前,認真做好加溫、沉淀、除水和分油凈化的工作,經常性的清理燃油日用柜。加強船舶油料的質量監督,隨時掌握了解船舶用油的質量問題,如果一旦發生燃油有質量問題的情況,要做好相應的防范和應對措施,避免發生事故,同時要對產生的問題做好跟油料供應商的交涉和溝通。
對營運船舶而言,對船用設備的科學維修保養是節能減排的保障。船舶節能減排的重要環節,是要保證船舶機械的良好工作狀況。對于船舶主機和輔機而言,主要要求輪機人員科學地管理船舶燃油系統和進排氣系統兩方面。在燃油方面,可以根據燃油的性質選擇合理地添加燃油添加劑和助燃劑,對燃油進行循環分濾,在進機前對燃油進行加熱,使它保持在要求的粘度范圍之內。另外,還要加強監測高壓油泵和噴油器的工作狀況,并定期進行保養,除定期的維修保養外,一旦發現有不良情況就要及時地進行檢查和維修,使它處于最佳的工作狀態,從而確保燃油以最佳狀況噴射到燃燒室。
在進排氣方面,則要加強沖洗和清潔渦輪增壓器,對進、排氣端要做到勤沖洗,對濾網要做到勤清潔;在船舶航行中可以關閉一些不必要的通風口,增加正對增壓器的通風口壓力,從而使進氣正壓加大,增強掃氣壓力;定期徹底清潔掃氣道和掃氣箱;定期清洗、清通空冷器氣面和水面;加強檢查進、排氣閥、活塞和氣缸壁,并對它們進行定期的維護和保養,確保燃燒室良好的氣密性;為了保持主機排氣背壓的正常性,加強廢氣鍋爐的吹灰工作,船舶靠泊后要及時對廢棄鍋爐煙面進行吹洗,另外各船舶應該經常對主機各缸的工作狀況進行及時分析,保證各工作參數維持在最佳范圍內。
通過做好以上各方面工作,我們可以提高增壓器的效率,增大掃氣壓力,增加過量空氣系數,從而可以改進燃燒狀況,提高燃油利用率,降低油耗率,進而降低廢棄排放量。另外一方面,通過提高燃油的燃燒狀況,可以大大降低廢氣物中最有害物質SO、CO等的含量,減少有害物質的排放。
當然,船舶的有害排放物除了燃燒排放物,還包括廢油、污水、垃圾等等。對此,我們除了嚴格遵守國際公約、國內法規的有關規定,除了通過油水分離器對污油、污水進行處理外,還可以在日常工作中通過各種辦法杜絕“跑、冒、滴、漏”等現象,從而可以很大程度上降低污油、污水的產生。
關鍵詞:三用 節能減排 途徑
1 概述
雖然由于近幾年經濟形勢不穩定,船舶市場走向低谷。但各國對能源特別是石油的勘探和存儲的積極性卻并未受到經濟形勢的影響,特別是海上石油勘探和開采行業正日益受到各國的重視。與之相關的海洋鉆井平臺的服務用船數量也逐年增加。三用工作船主要為海上鉆采石油提供多特點的作業服務,同時可以隨時隨地接受海上石油平臺命令,為其提供多種物資及材料,是鉆采石油重要的工作支撐船舶。由于三用工作船有著功率大、靈活性高的特點,使其在為海上平臺提供優質服務的同時也帶來了能耗和空氣污染的問題。特別是隨著用船總量增加,開采活動頻繁后,這一問題日益突顯。
2 節能減排的必要性
船舶多采用柴油機作為推進系統,例如某中深海域三用工作船的推進系統就采用了4臺2249KW的柴油機作為動力源。三用工作船雖然大多采用輕柴油作為燃料油,其主要排放的污染物有NOx、HC、Cox、SOx、煙塵、噪聲等。而據美國研究人員得出的報告顯示:目前船舶排放到空氣中的顆粒污染物總量已經達到汽車排放顆粒污染物的百分之五十。而船舶向空氣中排放的氧化氮總量已經占到全球總氧化氮排放量的百分之七,另外,2007年二氧化碳排放量約為10.46億噸,占全球二氧化碳排放總量的百分之三點三。這些污染物和氣體導致了地球的溫室效應,大自然的酸雨、光化學煙霧的形成等,有的直接對人造成危害,有的對大氣產生影響,不但破壞生存環境更會破壞自然界的生態平衡。因此國際船舶行業正面臨保護環境和減少溫室氣體排放的雙重壓力。
2011年7月,國際海事組織海上環境保護委員會(Marine Environment Protection Committee,MEPC)在其第六十二次會議上通過國際船舶行業防污染公約(The International Conventlon for the Prevention of Pollution From Ships,MARPOL)公約,該公約在原有公約的基礎上添加對船舶能效的相關規定,并與2013年1月1日開始正式施行。該公約將能效設計指數納入強制實施范疇,是國際海事組織從技術角度對新建船只設計和建造上的一個硬性規定指標,其目的在于強調船舶節能環保新技術的應用,從而減少新建船舶二氧化碳及其他危害氣體的排放量,從而提高機器效率,節約能源和保護環境。
三用工作船作為開采石油的輔助用船,不但具有耗能高,且使用量日益增加,因此更有必要對其進行節能減排的控制。
3 三用工作船耗能分析
三用工作船的服務對象主要是鉆井平臺及海上石油工程建造和開采平臺,主要完成以下任務:(1)為海上石油生產提供多種材料和物資,例如鉆井物資、鉆井鋼具,鉆井水泥、淡水、鹽水、燃油等;(2)能對大型平臺和大型船舶進行拖運作業,能夠進行起拋錨定位作業;(3)具有消防能力并且有消除油污和營救作業的能力。因此才稱作三用船。這些任務要求決定了三用工作船在結構上不同于一般用船,同時也決定了三用船節能減排方法的獨特性。
主要影響三用工作船耗能的因素有以下幾個:
(1)行駛耗能:主機的耗能主要用于推動螺旋槳做功,使船舶前進。除去船舶前進所必須的耗能外,在功率傳動過程中還有功率損耗。這些損耗包括通過軸系進行傳動時的能耗損失,軸系將力和力矩傳遞到螺旋槳過程中的能量損耗和螺旋槳做功時的額外功。
(2)輔機能耗:三用工作船除正常的行駛設備外,一般還配備有泵等輔助工具,這些設備的能源一般由輔機來提供。因此三用工作船上發電機也同樣為耗能大戶。
(3)船舶載重量:三用工作船的重要任務之一就是為海上鉆井平臺提供后勤物資,其所裝載的貨物、淡水、鉆井水泥、鉆井物資等的重量,反應了其裝載能力。載重量不同導致船體阻力性能不同,因此會導致船舶在行駛過程的能耗不同。
(4)行駛速度:類似于其他船舶,三用工作船在額定吃水量下行駛,其行駛速度和發動機的有效驅動功率和船體阻力性能有關。因此在不同航速下行駛,耗能也會有所不同。
(5)錨機、輸送系統、泵等耗能:錨機一般采用電動液壓組合錨機,負責船舶自身拋錨作業;在拖帶和為平臺起拋錨作業時拖纜機卷筒負載在百噸級別。用于調運拖移生活物品、鉆具、救助貨物等物品的設施也會耗費能量,且存在能量損失。另外,制冷設備,生活保障的電器等也存在能耗。
(6)船舶管理不科學引起的能耗:除了正常的工作能耗及能量損失外,因為船舶管理的不科學也會造成沒必要的能量損耗。
4 幾點措施
三用工作船是能耗大戶,同時也可以從多個方面減少能耗:
(1)從設計上提高三用工作船機械效率:例如主機和螺旋槳之間的傳動部分可以采用更加高效的傳動機構,進一步優化部分結構,以減小能耗,提高效率。采用高效的發電設備,科學設計電站優質配送電能,以及電機和泵等之間的傳能設備也可以進行進一步的優化,以從設計上降低能耗。
(2)創新的設計輔助設備:例如在設計冷卻系統時,可以采用海水直接冷卻相關設備,以替代中央冷卻系統,這種創新設計不僅可以使冷卻效率增加,同時減少了中央冷卻器、大型的海水冷卻總泵以及淡水冷卻總泵帶來的能耗。
(3)加強日常管理和維修保養:從理論和實踐上講,采用優化和創新的設計可以提高能源利用率,從而降低三用工作船燃油消耗。但節能減排是一項系統的工程,在注重設計的同時,還加強三用工作船的管理,把節能減排的基礎性工作做好。從日常管理的角度講,必須制定出科學的污油和生活垃圾處理方法,將其帶上岸后,交予專業的部門進行統一的處理,而不能將其丟棄入海。另外,需要加強船舶的維護和保養,要定期對主機、船體、螺旋槳、舵機、泵、錨機等設備進行保養,使柴油機處于良好的燃燒工況,定期清除附著物,利用高質量的防污漆,保持船體清潔,減小船舶行駛阻力,提高燃油燃燒率。
(4)采取合理的速度行駛(俗稱經濟航速):三用工作船的行駛速度直接關系到能源的消耗量,在超過經濟航速下行時,油耗會明顯增加,因此在任務不緊急的情況下可以采用經濟行駛速度,并在考慮風壓和水壓等因素的情況下選取適當的航線。同時應該注意到在長時間使用慢速的情況下會導致燃油燃燒不完全,并致使機械磨損,不利于設備的正常工作,也不利于節能減排。
(5)有效節約水電:要樹立船員的節約用電用水的觀念,嚴格控制照明用電,合理使用空調、電視、電腦、飲水機等生活設施。另外要及時更換老化和落后的設備采用節水閥,和變頻節電的電器設備。
(6)使用燃油助燃劑改善柴油品質,提高柴油機性能:燃油中使用助燃劑可改善柴油機燃燒狀況,促使柴油的充分燃燒,因此不僅可以提高其熱能的釋放量,還可以達到節約燃油、減少污染物和有害氣體排放的效果,也是世界各國普遍采用的有效的節能措施之一。另外,在傳動設備中可以使用高質量的油添加劑,以減小機械傳動機構之間的磨損,減少傳動帶來的能量損耗,延長維護周期,達到節能減排的效果。
關鍵詞:低碳經濟;船舶航海;有利時機;國際公約;技術要求
日前,國際航運商會主席和國際航運聯合會主席Spyms M,Polemis表示,“迄今為止,航運已經是碳排放最低的運輸方式,它的碳排效率是航空業的1/30,是卡車運輸的1/5~1陀。然而,因為我們的行業如此之大,大家都盼望我們能實現更為可觀的減排?!睂Υ?,全球航運界正在積極思考解決之道。
一、發展低碳能源的必要性
發展低碳能源是時展所需,也是我國經濟發展的必然要求:首先我國人均能源資源擁有量不高,探明量僅相當于世界人均水平的51%,這種先天不足再加上后天的粗放利用,客觀上要求發展低碳經濟;其次碳排放總量突出。按照聯合國通用的公式計算,碳排放總量實際上是4個因素的乘積:人口數量、人均GDP、單位GDP的能耗量(能源強度)、單位能耗產生的碳排放(碳強度)。我國人口眾多,經濟增長快速,能源消耗巨大,碳排放總量不可避免地逐年增大,其中還包含著出口產品的大量“內涵能源”;再次,“鎖定效應”的影響。在事物發展過程中,人們對初始路徑和規則的選擇具有依賴性,一旦作出選擇,就很難改弦易轍,以至在演進過程中進入一種類似“鎖定”的狀態,這種現象簡稱“鎖定效應”。我國在現代化建設的過程中,需要認清形勢,及早籌劃,把握好碳預算,避免高碳產業和消費的鎖定,努力使整個社會的生產消費系統擺脫對化石能源的過度依賴;最后,生產的邊際成本不斷提高,碳減排客觀上存在著邊際成本與減排難度隨減排量增加而增加的趨勢。1980~1999年的19a間,我國能源強度年均降低了5.22%;而1980~2006年的26a間,能源強度年均降低率為3.9%,兩者之差,隱含著邊際成本日趨提高的事實。
同時我國在工業化和城市化進程中,碳排放強度偏高,而能源用量還將繼續增長,碳排放空間不會很大,應該積極發展低碳經濟。由于低碳經濟的發展與新技術的應用,使其已經滲透進船舶工業及航運業。
二、我國船舶實現低碳化所面臨的困境
面對困境,中國已經向全世界擺出迎難而上的姿態。目前,中國已經實施大規模的節能減排行動,并作出了2020年前碳減排40%~45%的承諾,在此背景下,我國海事業必須抓緊時間,盡快提升核心技術能力,滿足國際公約的低碳技術規范要求,找出最大利潤的平衡點,在新一輪國際標準權益競爭中占得一席之地。中國船級社(CCS)總裁李科浚日前表示,中國船級社正在研究并制定與節能減排措施有關的指南、船舶燃油消耗限值標準以及營運船市場準。
人燃油消耗限值,建立營運船舶檢測體系,實行船舶燃油消耗報告制度(包括數據庫及分析方法)可行性研究,提供船舶建立節能減排體系的技術服務,建立CCS能源效率評估(EEE)認證體系,開展船舶認證服務。目前我國一直在向IM0爭取“幫助發展中國家加強減排能力建設”以及“對發展中國家提供技術轉讓”等立法條款,這些措施將有利于我國在船舶溫室氣體減排方面的能力提升,同時可以為我國船舶制造和配套產業加大科技研發,掌握核心技術贏得寶貴時間,為國內航運及船舶行業向“低碳”發展模式轉型提供空間,進而對我國當前的船舶制造及配套產業形成一定程度上的保護能力。有關業內人士表示,作為一個海運大國,我國有責任也必須適應目前的船舶GHG減排形勢,繼續強化海運業的能源節約和產業結構優化,堅持推進船舶節能減排措施,大力發展新能源、可再生能源技術和節能新技術,促進碳吸收技術和各種適應性技術的發展,綜合控制船舶GHG排放。針對船機減排問題,國內有關專家表示,中國的低速機產業發展迅速,產能正在快速擴張,國際環保法規提醒我們,中國船機行業的發展不能只關注產能,而應更多地去關注船機減排技術研發。
三、我國實現船舶低碳化的對策
(1)船型方面
船舶表面的阻力決定船舶的速度和燃油的消耗,這告訴我們應該通過減少船舶阻力來控制燃油的消耗,從而達到減排的目的。船舶表面阻力的大小是由船型決定的,所以優良的船型設計可以有效地減小船舶阻力,進而減少燃油的消耗。船舶航行時的阻力主要來自三方面,一是船體與水的摩擦阻力;二是船首劈波斬浪時的興波阻力;三是空氣阻力。對于水中的阻力,船體的流線型設計可以減少水的摩擦阻力,安裝球鼻艏則可以減少航行中的興波阻力,所以在設計船型時要充分考慮流體力學等相關科學原理,在船體流線型設計及安裝球鼻艏等方面更加科學有效。對于空氣阻力,可以通過把上層建筑布置成狹長形狀,減少船體受風面積等方法。
(2)主機方面
大力開發新型主機,改進主機結構與性能,提高燃油利用率,降低油耗。例如,可以考慮像汽車那樣實行混合動力或純電動船舶,在主機上增加電動馬達和電瓶,通過船舶靠岸時給船舶充電,讓電能與燃油共同作用于船舶,從而降低油耗。
(3)替代燃料方面
重油是現有船用燃料中占重要地位一種燃料油,但重油含有大量雜質,燃燒后排放的尾氣對環境有著嚴重的污染,因此,我們應把目光投向其他低污染或無污染燃料,例如天然氣、風能、太陽能等。天然氣,對內燃機而言是一種很好的燃料,天然氣作為船用機器的燃料技術也比較成熟,應著力進行供油系統到天然氣系統的技術改造;風能,可以在船上裝配風帆系統,利用天然的季風、信風等風力資源,借風力航行;太陽能,在船上裝配太陽能轉換裝置,利用太陽能轉換成電能,減少燃油的消耗。
(4)營運措施
燃油消耗和船速成立方關系,據研究表明,船舶速度降低4%將減少尾氣的排放量約13%,這表明,降低船速是一種行之有效的減排措施。但是船舶營運人不希望因降低船速而降低營運效率,故我們應通過科學研究在船速和油耗方面找到一個最佳的契合點,在保證船速的同時盡可能地減少尾氣排放量。
(5)碼頭方面
岸電的使用:每艘船舶都會靠岸,在港期間會通過啟動發動機以供工作及生活需要,這樣就會造成燃油的消耗,所以我們可以通過在岸上給船舶供電的方法來使船舶靠岸的過程不消耗燃油,從而減少溫室氣體的排放。據調查,上海港區船舶接用岸電后,船舶污染物的排放量減少92%以上,由此可見船舶接用岸電的重要性,船舶實施岸電技術的關鍵是對港區碼頭施行岸電技術的改造,例如接用岸電時要求岸電電制與船電電制盡量保持一致,船舶電力傳輸方式以低壓供電為主等,如果全國港口碼頭都能成功的進行岸電技術改造,相信會對港口排放控制起到重要作用。此外,提高裝載效率來減少船舶在港期2010年度海事管理學術交流會優秀論文集危管與防污間的操作和等待時間也可減少船舶的尾氣排放。
(6)市場方法
征收燃油稅和建立溫室氣體基金:政府可對從事營運的船舶或者公司征收燃油稅,現在空中、陸地上的交通工具都已征收燃油稅,海運業也應開征,同時可以建立溫室氣體基金,這樣將使得船東或船公司投入更多的精力和資金在船舶減排方面,該基金也可用于其他有利于減排工作的有關方面。
低碳是一個大趨勢,是未來經濟的主流走向。順應潮流,適勢而為,是海事人新時代下的指導理念,做好低碳經濟下的船舶管理工作,更是新時代海事人的必修課。讓海事的明天更美好,讓海洋更清潔是我們的歷史使命。
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