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| 乘风,让环保型船更低碳 |
| 加入时间:2026-04-08 来源:澎湃新闻·澎湃号·媒体
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不久前,又一型装备风力辅助推进系统的液化天然气(LNG)运输船概念设计获得船级社颁发的原则性认可(AIP)证书,这是LNG运输船领域持续创新进程的一部分。
LNG运输船“借风而行”
获此AIP证书的17.5万立方米LNG运输船由大连船舶重工集团有限公司(简称大连造船)研发,该概念包含3桅可折叠式翼帆,单桅翼帆可以提供最大2900千牛推力,与无风力辅助系统的同型LNG运输船相比,能耗降低约5%。船舶设计通过计算流体动力学优化了空气动力性能,船体线型和液货舱也经过评估,符合《国际散装运输液化气体船舶构造和设备规则》(IGC)要求。AIP证书的获得确认了该概念设计的成熟度,为LNG运输船安装翼帆的进一步发展和未来减排方案铺平了道路。
大连造船通过创新融合LNG双燃料推进与风力辅助推进系统,为全球现役17.5万立方米LNG运输船提供了新型升级路径通过LNG与翼帆系统的动力协同,构建低能耗,低排放的清洁运输体系,在提升能效的同时,保证成本的可控性、运营的可靠性和维护的便利性。
这型17.5万立方米LNG运输船搭载的3套具有自主知识产权的新一代折臂式翼帆系统,采用新型轻量化复合材料一体成型,具备独立折倒与旋转功能。结合自主开发的智能监测控制系统,可自动获取航线风速风向信息,实时自适应调整帆叶角度,确保全航线段绿色效能最大化。在典型航线运营中,综合能耗可降低5%以上,每年可减少约2900吨二氧化碳排放,为船东带来可观燃料成本节约的同时,更使船舶能效设计指数(EEDI)大幅低于基线58%,从而显著提升船舶的长期运营竞争力与资产价值。
该船型的成功发布为市场主流船型提供了“即装即用”的绿色升级路径,标志着大连造船在推动全球航运低碳转型方面,取得了具备高度商业化前景的创新突破。
在LNG运输船领域,2026年或将出现全球首艘搭载风力辅助推进系统的船舶。
已进入“交付倒计时”的这艘LNG运输船正在韩华海洋巨济船厂建造,舱容为17.4万立方米。2024年9月,商船三井决定在这艘新建船上安装2桅与大岛造船(OshimaShipbuilding)共同研发的翼帆。这款名为“风挑战者”(WindChallenger)的风力辅助推进系统的帆面为纤维增强塑料材质风帆,单桅帆高49米、宽15米,采用伸缩式设计,基于航线和天气等因素,能够帮助船舶降低7%~16%的燃料消耗和温室气体排放。
设计过程中,商船三井和相关方全面评估了翼帆布置、对视线影响、应急操作规程及其他安全措施等因素。液货舱设计方GTT出具的安装翼帆可能给液货舱造成的影响评估报告显示,即使考虑翼帆带来的应力影响,液货舱的结构安全仍能得到充分保障。商船三井还为这艘搭有“风挑战者”的LNG运输船采取了额外的安全设计,包括全封闭式桥楼,以及在船舶前甲板设置瞭望站,以进一步增强航行视线。为确保船舶适航性,“风挑战者”的安装位置旨在最大限度减少对现有薄膜型LNG运输船设计的影响,当前的前置方案将保持现有系泊布置不变,从而最大限度地降低对船岸兼容性的造船影响,同时将船舶受风面积的增加控制在有限范围内。
商船三井在其“环境愿景2.2”中提到,进一步应用节能技术是实现到2050年达成温室气体净零排放目标的核心战略之一,商船三井因此计划到2030年部署25艘、到2035年部署80艘配备“风挑战者”的船舶。
再减排,超越双燃料
结合甲醇燃料动力和风力辅助推进系统的滚装船,也预计于2026年交付。
2024年,武昌船舶重工集团有限公司(简称武昌造船)与路易达孚(LDA)下属企业LDSeaplane签订3艘搭载风力辅助系统的滚装船建造合同,如今顺利吉水。这型船配备2台甲醇燃料主机、2台甲醇燃料辅机、6桅由挪世航力(Norsepower)设计的旋筒风帆和2套稳定鳍,这些创新配置在各种气象条件下都能提供强大而环保的动力,可大幅降低燃料消耗和污染物排放,显著提升船舶运输效率和经济效益。同时,船舶配置节能优化管理系统、能效管理监控系统和气体排放监控系统等先进自动化系统,旨在显著降低飞机组件运输过程中的碳排放。相比目前只能运输最多4套空中客车(Airbus)组件的船舶,该型船将有能力运输6套单通道飞机组件(主要包括机翼,机身,发动机挂架,水平和垂直翼等),以及约70个40英尺集装箱。
挪世航力提供的旋筒风帆是对弗莱特纳转子的现代化、数据化升级,每桅均配备智能控制单元,可实时优化运行状态,确保在不同风速与航况下始终保持高效运转,通过降低主机负荷,有效节约燃油并减少排放。包括上述3艘滚装船在内,挪世航力已共为6艘滚装船减排增效贡献了关键作用。不过,更广泛使用挪世航力旋筒风帆的液货船,从液态二氧化碳运输船到小型化学品船、MR型/LR型油船、液化气船(VLGC),乃至如今进一步延伸到的超大型油船(VLCC)。
2025年12月,挪世航力与出光油船(IdemitsuTanker)就2艘VLCC应用旋筒风帆达成协议。根据协议,这2艘预计于2028年底前交付的VLCC将各搭载2桅高35米、直径5米的防爆型旋筒风帆,届时将成为全球首个配备旋筒风帆的VLCC项目。采用甲醇燃料预留设计的这型VLCC加装旋筒风帆后,预计将大幅降低燃油消耗与温室气体排放。
由于拥有可利用的充分甲板空间,油船特别适合安装风力辅助推进系统,尤其当传统风能进一步助力低碳燃料减排时,便成为现代绿色支撑航运业可持续发展的良好示范。
今年1月9日,扬子江船业集团旗下江苏新扬子造船有限公司为英国船东UnionMaritime打造的全球首制11.4万载重吨风力辅助推进LNG双燃料油船“SPA”轮交付。
“SPA”轮船长248.8米、型宽44米,主机采用高压燃气系统,发电机和锅炉采用低压燃气系统,甲板上配置2个C型燃料储罐,安装2桅由BarTechnologies研发的可折叠,可旋转型三翼帆,有效高度为37.5米。作为融合了风力辅助推进与LNG双燃料动力两大绿色技术的首制船型,该船适合跨洋原油/成品油运输,尤其在风况稳定航线能发挥最佳效能,翼帆通过机械液压传动系统实现升降、旋转和展翼,为船舶提供额外推力,从而减少主机的燃油消耗,有效运行中,预计可节约5%~10%的日均油耗,有效提升船舶运营效能。这种“协同降耗”可以让航运企业在满足环保合规的同时,进一步提升船舶跨洋运输的长期经济性。
“TERNVIK”轮为招商局工业集团扬州鼎衡船舶有限公司建造的1艘15000载重吨双燃料油船,该系列船共计11艘,包括“TERNVIK”轮在内的5艘船作为此系列中的第二代船型,着实诠释了“下一代船舶”的绿色实践路径。
“TERNVIK”轮总长147米,采用甲醇燃料预留设计,未来可使用生物燃料及甲醇,混合动力系统同时配备船舶电池和船舶岸电,并装有4套桅高为16米的风力辅助推进系统VentoFoil。该系统通过自动化设置来实现翼帆的升起和收叠,同时借助人工智能,将有关风的数据整合到模型中,提供最优航线的直接建议。风能、电池和双燃料发动机的协同工作,让“TERNVIK”轮及其姊妹船可以最大限度地提高运营效率,并实现最小的温室气体排放。
第100艘来了
在航运减排法规日益趋严,国际规则逐步明晰的背景下,风力辅助推进技术正加速走向规模化应用。据国际风能船舶协会(IWSA)统计,全球已实际安装风力辅助推进系统的船舶在2025年第四季度已达85艘,其中最大型船为40万载重吨的散货船“SOHARMAX”轮。该船为淡水河谷(Vale)在其所租船舶中开展的第五个风能测试项目,配有5桅高35米、直径5米的旋筒风帆,由舟山中远海运重工有限公司改装。上述统计期内,另有13艘船舶配备风帆基座。
2026年,全球会迎来第100艘配备风力辅助推进系统的商船,标志该技术在主流航运市场渗透率实现显著提升。IWSA秘书长GavinAllwright表示,基于当前订单与交付节奏,2026年,IWSA成员中使用风力推进系统的船舶预计将达到500万载重吨。同时,市场迹象表明正在建造、已下单且计划在2028年前交付的风力推进船舶数量可能已接近130艘,反映出船东与造船方对这一技术路线的接受度正持续增长。
从技术结构看,旋筒风帆仍是当前市场中应用最广的风能辅助推进方案。与此同时,相关设备供应链正快速扩展,包括挪世航力与中国制造商中船(上海)节能技术有限公司(简称中船节能公司)在内的企业已成为这一新兴细分领域的引领者。中船节能公司自主研发的风力助推转子系统(CMES-WAP®)设计形式涵盖固定式、移动式、倾倒式全规格,产品型号为2米至5米级,兼顾不同船型特点,安装灵活,对船舶原有结构影响小。该系统集成了先进的传感与智能控制技术,可根据风况实时优化转子转速和方向,从而最大化风能利用效率,并确保船舶航行安全。通过充分利用风能为船舶提供额外推力,大幅降低主机负荷,实现可观的燃料节约和二氧化碳等温室气体减排,在油价高企和碳税压力增大的背景下,CMES-WAP®的节能效益可带来良好的投资回报。去年11月,“粤电83”轮旋筒风帆项目交付,这是全国产化首套移动式大型旋筒风帆正式实船应用。该船搭载的2桅旋筒风帆正由中船节能公司设计,单桅高25米、直径5米,同时配备可移动机构系统,可实现在甲板上的高效平稳地移动和精确锁止,完美适配散货船装卸,不影响港口作业效率。据测算,这2桅旋筒风帆视航线情况将为“粤电83”轮带来最高5%~8%的节能效果。
另值得关注的是,风能推进的应用逻辑正在发生变化。已有越来越多的新造船与订单开始将风能推进视为一种主要的推进方式,而不仅将其视为对传统主机的节能补充,这一趋势在特定船型领域尤为明显。例如风能推进正在游轮领域开始商业化阶段。豪华游轮“ORIENT EXPRESS CORINTHIAN”轮将于2026年6月首航,这艘全球最大风帆游轮船长220米、型宽25米,配备3桅由大西洋船厂(Chantiers de I'Atlantique)开发,高100米、总面积达4500平方米的可伸缩式刚性帆系统SolidSail。这是风力辅助推进系统在游轮领域的首次商业应用。与此同时,该船还可采用LNG作为燃料。在理想风力条件下,“ORIENT EXPRESS CORINTHIAN”轮仅借助风力即可达17节航速,同时减少50%以上的燃料消耗。
船舶运营碳强度指标(CII)和现有船舶能效指数(EEXI)审查周期均已开启,不断被强化的CII将进一步推动风力辅助推进系统的普及性,而在航运减排压力、政策预期与技术成熟度等多重因素驱动下,风力辅助推进系统也正从示范性项目向可规模化、可复制的解决方案演进,有望成为未来航运业实现能效提升与碳排放降低的重要技术选择之一。尤其是在2030-2040年这一关键转型窗口期内,“替代燃料+风力辅助推进”的组合已被视为最具可行性的航运减排过渡方案之一。
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