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日本郵船采用“綜合環(huán)保技術(shù)”
同樣運(yùn)輸量下海運(yùn)的CO2排放相當(dāng)于陸運(yùn)的四分之一，環(huán)境負(fù)荷較少。為此，全世界都有促進(jìn)海運(yùn)發(fā)展的傾向。目前國(guó)際海運(yùn)年CO2排放量約為8.4億噸，未來(lái)以新興國(guó)家為主，國(guó)際海運(yùn)的運(yùn)輸量將進(jìn)一步增加，國(guó)際海事機(jī)構(gòu)也逐步開(kāi)始采取CO2減排的強(qiáng)制性措施。
在這樣的社會(huì)需求下，日本郵船率先開(kāi)展了船舶CO2減排的研究活動(dòng)，并發(fā)布了計(jì)劃在2030年打造完成的未來(lái)集裝箱船“日本郵船超級(jí)環(huán)保船2030”。
傳統(tǒng)帆船有著高聳的桅桿，迎風(fēng)揚(yáng)帆前進(jìn)，美輪美奐，被稱為“海上貴婦”。而未來(lái)船舶恐怕與帆船有著很大的不同，也許將會(huì)又矮又平。
但是“這艘船能夠代表追求船舶CO2減排的最高成果�！边@是日本郵船技術(shù)部的左光真啟在出示“日本郵船超級(jí)環(huán)保船2030”的概念模型時(shí)所說(shuō)的。
“日本郵船超級(jí)環(huán)保船2030”是日本郵船的環(huán)境使命項(xiàng)目，是一艘計(jì)劃在2030年打造完成的集裝箱船。左光真啟是該項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人。
CO2排放量減少69%
環(huán)境使命項(xiàng)目立項(xiàng)是在2008年4月。最終目標(biāo)是在2050年前打造完成CO2零排放的船舶。而作為一項(xiàng)中期目標(biāo)，2009年7月日本郵船發(fā)布了“日本郵船超級(jí)環(huán)保船2030”。這艘船綜合了目前所有的先進(jìn)環(huán)保技術(shù)，與當(dāng)前的集裝箱船相比，可以實(shí)現(xiàn)CO2減排69%。
海運(yùn)在同樣運(yùn)輸量下的CO2排放約是陸運(yùn)的四分之一，環(huán)境負(fù)荷較少。為此，全世界都有加大利用海運(yùn)的趨勢(shì)。盡管日本國(guó)內(nèi)包括貨運(yùn)與客運(yùn)的所有海運(yùn)CO2排放量還不到日本國(guó)內(nèi)CO2排放總量的1%，但是，從世界整體來(lái)看，國(guó)際海運(yùn)每年約8.4億噸的CO2排放量相當(dāng)于CO2排放總量的3%，而且未來(lái)隨著國(guó)際貿(mào)易的增加，以新興國(guó)家為主，國(guó)際海運(yùn)的運(yùn)輸量還將會(huì)大幅增加。
為此，國(guó)際海事組織(IMO：InternationalMaritimeOrganization)開(kāi)始采取了強(qiáng)制性的CO2減排措施。日本的國(guó)土交通省也從2009年開(kāi)始為期四年對(duì)海運(yùn)企業(yè)可實(shí)現(xiàn)CO2減排效果的項(xiàng)目進(jìn)行資助。
日本郵船前瞻性地意識(shí)到了這種社會(huì)需求，率先進(jìn)行了船舶CO2減排的研發(fā)。
船體輕量化是一大重點(diǎn)
日本郵船稱為“未來(lái)集裝箱船”的“日本郵船超級(jí)環(huán)保船2030”的船體上方覆蓋了像布一樣可以卷起來(lái)的太陽(yáng)能面板。船體較寬，且極其平坦。
數(shù)個(gè)形狀類似昆蟲(chóng)翅膀的帆利用風(fēng)的張力，形成船只前進(jìn)的推進(jìn)力。這樣一艘船如果在收帆狀態(tài)下浮于海面，或許可以看成是一個(gè)巨大的面板。
左光真啟稱，為了減少集裝箱船的CO2排放，引用太陽(yáng)能發(fā)電等自然能源非常重要，但是更為有效的是船體的輕量化。
通常集裝箱船總重量平均為8萬(wàn)噸，可以裝載8000個(gè)集裝箱。而“日本郵船超級(jí)環(huán)保船2030”將輕量化至1萬(wàn)噸以下，通過(guò)輕量化，預(yù)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)CO2減排9%。
為此，需要調(diào)整船體結(jié)構(gòu)與所用材料�！叭毡距]船超級(jí)環(huán)保船2030”的材料將不再使用鐵，而正在研究采用韌性較強(qiáng)且極輕的碳纖維樹(shù)脂。
無(wú)需“壓載”有助于輕量化
另一方面，結(jié)構(gòu)上的調(diào)整使得無(wú)須減少可裝載的集裝箱數(shù)。由于降低了船的高度，擴(kuò)展了船體的寬度，可以橫向擺放更多的集裝箱。
由于通常的集裝箱船是將集裝箱從上到下擺放，總是需要不斷增加船體高度。但是，船體越高，重心隨之上升，就會(huì)不穩(wěn)定。為此，需要在船底預(yù)備被稱為“壓載”的重量，取得重力與浮力的平衡。
集裝箱船通常是在船底充滿海水進(jìn)行壓載。在出發(fā)港口充填海水，在到達(dá)港口排出�？墒亲罱S多港口開(kāi)始重視這些排放的海水對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)的影響問(wèn)題。
而如果能夠降低船的高度，就無(wú)需配備壓載。既可以減輕船體重量，又可以降低船底空間。
減少船體摩擦的“空氣潤(rùn)滑系統(tǒng)”
降低船底空間的優(yōu)點(diǎn)不僅體現(xiàn)在船體的輕量化。還可以大幅減少船的摩擦力，從CO2減排角度來(lái)看，至關(guān)重要。
通常集裝箱船船底被涂上一種特殊涂料，可以有效防止藤壺或海草等海洋生物的附著，從而減少了船的摩擦阻力。
而“日本郵船超級(jí)環(huán)保船2030”為了進(jìn)一步減少摩擦阻力，與三菱重工共同開(kāi)發(fā)了“空氣潤(rùn)滑系統(tǒng)”，并進(jìn)行了相關(guān)的試驗(yàn)。
該系統(tǒng)通過(guò)安裝于船體前部的風(fēng)扇，從船底強(qiáng)力排放出空氣。用氣泡覆蓋整個(gè)船底，提升與海水的潤(rùn)滑效果，減少摩擦阻力。
但是，將氣泡送入船底之際當(dāng)然也需要能源。如何用較少的能源送入氣泡，是這一技術(shù)的關(guān)鍵。左光真啟認(rèn)為，“在這一點(diǎn)上，降低船底空間將更加有利。水深越淺送入氣泡所需能源就越少�！�
“空氣潤(rùn)滑系統(tǒng)”系統(tǒng)能夠帶來(lái)的CO2減排效果為10%。此外，日本郵船還計(jì)劃進(jìn)行反復(fù)的試驗(yàn)研究，找出可長(zhǎng)時(shí)間存留送入氣泡的船底形狀、氣泡噴射口的大小等最佳數(shù)值。
可使推進(jìn)效率提升的節(jié)能裝置“MT-FAST”
“日本郵船超級(jí)環(huán)保船2030”還在開(kāi)發(fā)可以回收螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生海水流動(dòng)的“旋流”所損耗的能源，提升推進(jìn)效率的節(jié)能裝置“MT-FAST”。
這一技術(shù)是通過(guò)改變流入螺旋槳內(nèi)水流的角度，控制旋流，增加推進(jìn)力。目前，日本郵船已經(jīng)在4艘船中安裝了“MT-FAST”，并進(jìn)行了試驗(yàn)，得出了通過(guò)安裝“MT-FAST”可以實(shí)現(xiàn)5%CO2減排效果的結(jié)論。
同時(shí)，為了大幅減少CO2排放，日本郵船還計(jì)劃從柴油發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)渡到燃料電池。“日本郵船超級(jí)環(huán)保船2030”通過(guò)用燃料電池替換柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，預(yù)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)32%的CO2減排。
通常驅(qū)動(dòng)8萬(wàn)噸集裝箱船至少需要64兆瓦的能源。用蓄電池供給這些能源極其困難。為此，“日本郵船超級(jí)環(huán)保船2030”正考慮搭載類似火力發(fā)電站發(fā)電能力的“固體氧化物燃料電池(SOFC)”。
但是，與陸地不同，在船內(nèi)裝置燃料電池必須考慮搖晃、浸水、鹽分等因素。尤其是耐振性在安全上非常重要。為此，日本郵船計(jì)劃開(kāi)始著手研發(fā)專用于海上的燃料電池。
此外，還通過(guò)引入超導(dǎo)電機(jī)等多種技術(shù)，預(yù)計(jì)“日本郵船超級(jí)環(huán)保船2030”總共可以實(shí)現(xiàn)69%的CO2減排�；蛟S，十多年后“日本郵船超級(jí)環(huán)保船2030”將會(huì)真的在大海上揚(yáng)帆行駛。（來(lái)源：中國(guó)經(jīng)濟(jì)網(wǎng)） |
