
2014年03月10日00:58
前面提到的千田還表示,新型低摩擦涂料也在開發之中,預計將於幾年后投入實用。船舶航行時,與船體接觸的海水會卷起微小漩渦。這就是造成摩擦阻力的原因。而使用新型涂料后,高分子(聚合物)會一點點溶解在海水中,可減少漩渦的產生,平穩水流。使用模型的實驗顯示,摩擦可減少近20%。

利用風力輔助航行
另一方面,活用自然能源的技術也得到了實用化。其代表便是三井造船於2013年完成的“Power Assist Sail(船帆)”。
這項技術是利用設置在甲板上的長20米、寬10米的鋁制可動帆捕捉風力以補充推動力。可自動根據風向和風速調整帆的角度,有望收到2∼5%的節能效果。在遭遇暴風雨和無風的時候,帆可以折疊收起,像普通的船舶一樣航行。而且,帆還可以在現有船舶上增設。如果在大型油輪上設置5∼6張帆,可節能2%,那麼,通過減少燃料費,大約5年即有望收回投資。
風會成為推動力的作用,也有可能成為阻力。為了達到減少風阻的目的,Japan Marine United(JMU)對2013年8月建成的新一代節能散貨船“Cape Green”反復開展風洞實驗和計算機模擬,對船尾居住區的形狀進行了細致的調整。成功使正面的風阻減少20∼30%,節能約2.5%。
Cape Green還配備了能夠徹底消耗燃料熱能的新型驅動系統。主發動機工作時會產生高溫氣體。這些氣體將運送到內置發電機的“混合增壓器”。利用氣體的能量驅動增壓器,然后把剩余的能量用來發電。而且,在通過增壓器后,氣體還要輸送到鍋爐制備蒸氣。帶動渦輪旋轉,再次進行發電。通過利用生產的電能驅動馬達,輔助發動機的動力,大約可以節約5%的能源。
在過去,利用廢熱制備蒸氣重新用於發電的“復合發電”隻有最先進的火力發電站才會採用。而現如今,如此高端的技術也應用到了最新的環保船舶之中。
遵循SOx、NOx規定
另一方面,把燃料從過去的重油改換為液化天然氣(LNG)的嘗試也已經展開。使用LNG可以減少20∼30%的CO2、約80%的氮氧化物(NOx),並完全杜絕硫氧化物(SOx)。
日本郵船在2013年12月決定建造LNG燃料船。發動機的開發已經結束,船舶將爭取在2015財年內建成。除了LNG運輸船之外,這將是日本第一艘以LNG為燃料的船舶。
《國際防止船舶造成污染公約》除CO2之外,還加入了強化NOx、SOx標准的內容。尤其是對於SOx,《公約》要求最早在2020年,就要使燃油的含硫量從現在的3.5%大幅減少到0.5%。如果在居高不下的原油價格的基礎上還要再疊加脫硫成本,LNG在成本上或許也將佔據優勢。
然而,擁有向船舶供應LNG的設備的港口僅存在於北歐等部分地區。要想達到實用化,還需要完善加氣燃料基礎設施。
活用大數據
除了船體等硬件,軟件領域也出現了推動節能的動向。
日本郵船旗下的MTI的船舶情報組長安藤英幸說:“在實際航行中,相同性能的船舶航行在同一航線中,燃效卻能相差30%。如果以天氣、海流、船舶航運情況等龐大的信息為依據,計算出最佳的航線和駕駛方法,並通知船舶,就能大幅減少燃料的消耗量。”
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| 以天氣、海流、船舶航運狀態等龐大的信息為依據,計算出最佳航線和駕駛方法,向船舶下達指示 |
過去,在陸上開展船舶航運管理的操作員只是通過一天一封的郵件和傳真,定時了解航運情況。但最近兩年左右,利用衛星使船舶與陸地保持寬帶通信連接成為了可能。
陸上可以實時掌握發動機的轉數和負荷、船速、燃料消耗量、船體搖擺、波浪和海流的測量值等船舶的航運數據。而船舶也可以得到航線的天氣和海流的最新數據。二者通過共享信息,可以制定出安全而且浪費最少的航運計劃。
三菱重工與NEC也於2013年11月宣布,將活用匯集大量數據的“大數據”,合作開發旨在實現節能航運的系統。
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| 日本郵船力爭在2015財年內建成的LNG燃料拖輪(幫助大型船進出港的小型船舶) |
作為曾經的世界第一造船大國,日本在船舶建造量上已經敗給中韓,現在屈居第三。然而,環境監管的強化和原油漲價等因素或許會給日本帶來反擊的機會。因為現如今,把節能技術作為強力武器的條件已經齊備。(作者:吉岡 陽,日經技術在線!供稿)
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