专家观点丨汤文军:标准化、绿色化、智能化是未来船舶技术的重要发展方向

专家观点 2024-08-15



8月15日上午,中国清洁交通伙伴关系(CCTP)第二十八期主题沙龙:“电化长江”—— 推动内河航运低碳转型的实践与探索在武汉成功举办。武汉长江船舶设计院有限公司副总经理、正高级工程师汤文军以“长江航运绿色发展现状及未来展望”发表主旨演讲,本文是对汤文军主旨发言的整理和总结。


国际航运减排目标和国内政策驱动是长江绿色船舶发展的重要背景


船舶承担着全球80%贸易运输任务,二氧化碳排放量在全球占比2%-3%,航运业二氧化碳年排放量已超过10亿吨。为应对日益严峻的气候变化以及快速增长的航运碳排放,2023年,国际海事组织(IMO)在海上环境保护委员会第80届会议(MEPC 80)上通过了“2023年船舶温室气体减排战略”,提出了国际海运业于2050年前后实现净零排放的目标。同时,本次会议还明确了到2030年,零/近零温室气体排放技术、燃料和/或能源使用占比至少达到5%,并力争达到10%的目标。


国内方面,十三五末,国内水路货运单耗下降了6.1%,但水运二氧化碳排放总量仍呈增长趋势。截止2023年末,内河运输船舶达10.66万艘,但目前燃料仍以柴油为主,粗略估计碳排放量近3,000万吨。为与国际航运减排规则相接轨,同时为加快航运业实现绿色低碳转型,国家在政策层面提出了清洁能源船舶方面的政策措施:2022年,工信部等五部门发布的《加快内河船舶绿色智能发展的实施意见》提出积极稳妥发展LNG动力船舶、加快发展电池动力船舶以及推动甲醇、氢等动力技术应用,从而为各类绿色动力技术发展指明了方向;今年8月2日,交通运输部、国家发改委发布的《交通运输老旧营运船舶报废更新补贴实施细则》明确了新建新能源清洁能源营运船舶补贴标准,将推动新一轮老旧营运船舶的更新换代。


长江内河流域加速推进绿色船舶实践


清洁能源的应用推广成为了实现水运领域碳达峰碳中和的必需路径。长江内河流域不断深入推进绿色船舶实践,以下是当前实践中正在推广应用的几种绿色船舶:


  • 纯电池动力推进船型——“长江三峡1”号


电动船型适合中短途、中小吨位船舶。“长江三峡1”号是纯电池动力推进船型的典型代表。其总电量达到7.5MWh,相当于100辆以上纯电动汽车的电池容量总和,是目前世界上设计建造的电池容量最大、客位最多的纯电动客船。一次充电可续航100公里。


图1 “长江三峡1”号


  • 油/气/电混和动力推进船型——长江首艘油/气/电混合动力散货船(长航货运001)


采用“柴油主机+轴带电机+气体发电机组+锂电池”混合动力推进系统,多种推进模式,适应长江散货船多工况需求。该船为长江首艘绿色智能散货船,实现了“智能机舱、智能能效、智能船载数据平台、综合导航系统”等智能技术应用。


图2 长航货运001


  • 纯LNG气体机推进船型——长江首艘纯LNG动力130米标准船型散货船(长航货运002)


不同于电动船,LNG动力类型更适用于长距离、大吨位船舶。长航货运002采用两台LNG气体机主机直轴驱动定距桨推进。LNG燃料替代率97%,能耗成本降幅22%。



图3 长航货运002


  • 氢燃料电池动力船型——“三峡氢舟1”号


该船采用钢铝复合结构,是一艘以氢燃料为主并辅以磷酸铁锂电池动力的双体交通船。采用全回转舵桨推进,氢燃料电池额定输出功率500kW,最高航速达到28km/h,巡航航速20km/h时的续航里程可达200km。



图4 “三峡氢舟1”号


  • 甲醇双燃料内河散货船


国内首台600kW甲醇/柴油双燃料发电机组的工程应用,实现国内甲醇双燃料发电机组、万吨级散货船电电混合直流综合电力系统的首次应用,是世界首艘万吨级甲醇双燃料电力推进散货船。



图5 国能长江01


标准化、绿色化、智能化是未来船舶技术的重要发展方向


展望未来,内河船型技术将朝着标准化、绿色化和智能化的方向发展。标准化指的是船舶尺度、新能源动力系统、应用场景控制以及装备等全方位的标准化。同时,伴随更多燃油动力船舶采用节能减排技术、各种以清洁能源为动力的船舶的加速推广应用以及船舶设备更多采用高端的信息设备、航运系统,内河船型将越来越绿色智能。


绿色与智能技术相融合也是未来的重要发展方向之一。船舶电网综合能源系统运行态势感知指标体系的构建,基于海量信息的系统辨识和异常检测技术以及综合环境因素的运行态势预测技术的应用将为船舶设计、航行、运维等多个方面提供智能化的解决方案。


同时,未来船舶与航道岸基也将实现融合发展。未来,伴随“电化长江”的实施与推进,纯电、氢燃料、甲醇、氨、LNG等新能源和清洁能源动力船产业也将快速发展,绿色船舶、绿色岸电、绿色航道的融合发展未来可期。


可以预期,未来绿色智能船舶、数字生态设施、可靠岸基支持以及韧性运营服务将构成新一代航运系统,助力长江绿色、智慧航道的建设与发展。










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