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叶青看财经:绿色智能船舶问题
2023-06-10 09:52:09   来源:今日湖北   分享:
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不久前给船舶系统年轻人讲课,现在想让更多的人了解这个问题。

工信部副部长辛国斌在61日于广州举行的2023工业绿色发展大会上说,要通过加快推进产业结构高端化、能源消费低碳化、资源利用循环化、生产过程清洁化等六方面转型,全面推进工业绿色发展,将工业绿色发展作为新型工业化的重点,打造绿色新动能。

下一步,工信部将大力提升钢铁、有色金属、建材等重点行业以及数据中心等重点领域能效水平,高质量发展光伏、风电等新能源产业,积极推广新能源汽车、绿色智能船舶,增强绿色低碳产品供给。

(一)长江中游船型

长江中上游集装箱船舶普遍规模在600标箱至800标箱之间,吃水深度最大在4.5米左右。目前武汉至安庆段的航道水深将达到6米左右。

为加快推进新船型的研发建造,武汉新港管委会携手武汉理工大学反复研究长江航运发展势态和规律,最终明确以政府为引导,以中远海运、长航集团、武汉港发集团等大型航运企业为主导,通过“政、学、研、产、用”结合,共同推进1140标箱江海直达示范船建造工作。

20171026日,武汉新港管委会与中远海运、长航集团、中谷海运、武汉理工船舶等大型知名企业签订协议,计划投入3亿元,共同建造6艘汉申线江海直达1140型集装箱示范船。

2018122日,中远海运集团承运的首艘示范船舶“汉海1号”在扬州市举行开工仪式,9月新船下水,11月初成功试航。

 

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上世纪八九十年代,武汉理工大学教授吴卫国团队就开始研发“海进江”江海直达船型。到2010年前后,1140型集装箱船的前身模型就已问世,但一直无法“落地”。20178645工程获国家批复,才为长江流域船舶提档升级吹来了“春风”。

在甄选设计方案阶段,吴卫国的“4E”级“江海直达”船设计方案入围,该设计将内河船和海船的优势有机结合起来,载量大、油耗低、节能环保、安全高效。

20196条新船全部投入使用后将形成可无缝循环运转的大型船队,待充分发挥效益时,正好与2020645工程完工相衔接。在这一过程中,政府不是单纯地等待条件成熟、市场反应,而是提前作为、主动担当,推动“政、学、研、产、用”良性互动。

武汉理工大学吴卫国团队设计的汉海系列江海直达千箱级集装箱船是中国乃至世界上的一次突破。

该船长130米,宽23.9米,横排可放置8排集装箱。

阳逻港一期码头在2004年开港之初就采用了当时最先进的吊装设备,1号岸桥可吊装8排集装箱,十几年都没派上用场,如今为‘汉海1号’服务刚刚好,毫无压力。”

使武汉至上海间集装箱运输的箱均成本下降30%左右,日均油耗降低20%以上,占用航道省,占用码头少。

同样是吊装500个集装箱,若使用小船需两条船接力运输,两船进出港换档的时间至少需要2个半小时,而“汉海1号”可一次性容纳,就可节约这2个半小时,实际仅用9小时即可完成吊装。

据统计,阳逻港一期码头日常重箱装船的效率为28-30自然箱/小时,而“汉海1号”则达到了31.5自然箱/小时,“对于操作员而言,收入更高,对于港口而言,节约了空间、时间和泊位,作业效率更高。”

(二)双体集装箱船

2021826日上午10点,装载食品、化工产品的集装箱货轮“交发天龙”从宜昌白洋港出发,28小时后将抵达阳逻港,这标志着我国首艘快速双体集装箱船实现首航。

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“交发天龙”货轮是我国第一艘大体量快速双体集装箱船,满载排水量达3400吨,填补了我国快速双体集装箱船的多项空白。目前,该船可装载300标箱,设计航速27公里。在645工程推动下,两者都会提高。

双流线型船体使阻力小、航速快,从宜昌到武汉,同吨位船舶航行需要40小时,而“交发天龙”轮仅需28小时;而从武汉至宜昌,航行时间也由72小时缩短到48小时。多装快跑。

2019628日,天龙18号在宜昌船舶工业园下水。

与同吨位单体船舶相比可多装载4050个集装箱,是现有60米长规格船舶装载量的两倍。

湖北天龙高速船业有限公司已与中运集团集装箱公司、南非钻石集团、印尼船舶公司等企业达成快速双体集装箱船舶建造意向。说明市场不小。

历经多年,该项目完成了从产品的概念开发、产品线型水池试验和产品生产技术设计,载荷、强度结构缩比测试实验及理论计算论证等大量工作。

并于201682日,完成了由中国船级社主导结构等方面的全国专家评审会和设计方法评估。武汉中国船级社武汉审图中心负责全套图纸的审批。

2020923日有媒体报道,“天龙18”号试航成功。

报道中披露了研发团队的情况。

天龙高速船业公司在以董事长周益祥为核心的管理团队和以资深专家王彩当教授为首席的专家团队多年努力下,在2006年已获得国家专利《低波低阻高速双体货船》(专利号20066200999741.07)技术,(专利号20066200999741.07)的基础上,产品进行了完善开发和规划并实施建造。该项目申请了六项发明专利,包括一种低波低阻双体货船的线型;一种快速双体货船;一种低波低阻双体船;一种双体货船片体连接结构;一种快速江海直达双体滚装船;一种快速江海直达双体集装箱船。

(三)绿色运河船舶

截至去年8月武汉理工大学已接到110条绿色新能源船舶设计订单,来自安徽省港航集团和山东海运股份有限公司,每条船的造价约1000万元。

2016年,武汉理工大学集成国内各单位优势专家资源,在关键核心技术上取得重大突破。武汉理工大学船舶与海洋工程国家重点学科首席教授、博导吴卫国介绍,武汉理工大学研发的万吨级油气电混合动力绿色智能散货运输船,碳排放量相比传统柴油船下降超过30%。另外一种3000吨级纯电动集装箱船,设计为“即插即拔”换电模式,船上搭载2个箱式移动磷酸铁锂电池,续航里程约300公里。全程零排放、无污染。

20221224号,山东开启内河船舶换代升级工程。

“武汉理工与宁德时代、济宁能源发展集团共同组建山东新能船舶科技集团,把京航大运河山东段约8000条运输船舶全部换代为新能源,按照建成后年造新能源船400艘、修船100艘的目标,将成为全国首个集研发设计、智能制造于一体的绿色、智能、现代、标准化的新能源船舶制造基地。”

吴卫国表示,“我们希望通过模式创新实现标准化制造流程,提高生产效率,并通过集中采购降低建造成本,减少耗能,推动船舶个体用户升级换代。这种规模尚属世界首次。”

(四)绿色长江船型

202356日,由中国船舶集团武昌造船自主研发的长江万吨级纯电动绿色智能散货船获得中国船级社授予的AiP证书。

该船拟取得中国船级社“绿色船舶-3”、i-ShipNEC)等入级符号标志,采用节能低阻线型、船体结构轻量化、高效桨、纯电池动力等绿色船舶技术,实现智能航行、智能能效、智能货物的管理,具备安全可靠、绿色、智能、高效的特点。

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该船尾部露天甲板设置有12个集装箱式移动电源,装船电池容量约24000kWh,可通过在码头换电,为运营船舶持续供电。根据装载量及长江流速不同,该船换电后可一次性航行200300公里。

一般来说,一万吨轮船航行300公里要耗油12000公斤。按照每消耗一吨燃料产生约3.15吨二氧化碳计算,行驶300公里将排放二氧化碳37800吨。

与目前同类型运输船舶相比,万吨级新能源电动散货船具有同等功率下船舶动力系统的重量最轻、同等尺度下船舶的载货量最大、同等航速下船舶航行消耗的功率最少的特点。

(五)纯LNG(液化天然气)动力船

扬州龙和造船两艘纯LNG动力船2021年底交付。

全球海运船舶二氧化碳年排放量超过12亿吨,占全球二氧化碳年总排放量的6%。由于LNG组分纯、杂质少,能充分燃烧,尾气二氧化碳等有害气体的含量相对较少。正在成为全球造船业努力的方向。

该公司与武汉理工大学联合研发建造江海直达LNG双燃料(油气双燃料)138000DWT散货船,已实现批量化生产,已向船东交付6艘投运,第7艘正在建造中。

目前,LNG动力技术已相对成熟,但LNG加注站点布局不足,成为纯LNG动力船难以大范围普及的掣肘。龙和造船联合江苏科技大学,研发建造200TEULNG动力船,通过集装箱式气罐储装液化天然气、汽车运输、岸基加注的方式,解决了加气难。

目前,国内造船业常规船型建造产能相对过剩。研发建造环保绿色船舶,是龙和造船以科技创新为引领。

近年来,龙和造船通过产学研合作,在多个特种船型细分市场取得突破:为中电科集团建造我国第一艘海洋综合试验船“电科1号”;围绕海上风电设备安装市场,开发出4000吨全回转风电安装船、双体高速风电运维船……

公司正与武汉理工大学合作,围绕未来国家海洋工程建设市场中大型机械装备装运的需求开发新船型。

2022518日,长航集团首艘也是长江首艘新一代130米纯LNG动力散货船在湖北枝江盛懋船业有限公司开工。

按照中国船级社《内河绿色船舶规范》“绿色船舶-2”设计,设计吃水载货量7500吨,最大吃水载货量9800吨,是长江第一艘采用纯LNG动力的新一代130米绿色智能川江标准船。

动力采用了纯LNG气体机,其中主机采用了由长航集团与维柴动力联合研发的国内第一款大功率纯LNG气体机,与柴油动力对比,CO2排放降低20%,硫氧化物及氮氧化物排放降低100%;船舶线型优化、结构轻量化、高效推进等方面集成了最新科研成果,与同类型船对比,船舶能耗降低将达到10%以上;采用了智能助航、智能能耗、船岸一体等智能技术,将较大提升船舶航行安全和船岸管理精细度。

近年来,长航集团按照招商局集团战略部署,全面建设“江海通达、水陆联动、绿色环保、创新引领、质效领先”的长江经济带领先企业,致力于发展“绿色、智能、经济、高效”运力。2020年以来,长航集团相继改造、建造了国内首艘油气电混合动力内河船舶“新长江26007”轮、长江新一代绿色智能万吨船舶“长航货运001”轮,均已顺利投入运营,节能减排效果明显,综合船效优势凸出。

(六)浮动核动力平台

美国从1963年就开始建造世界上第一座海上核电站,此核电站解决了巴拿马运河地区的电力短缺问题。其次俄罗斯在这方面也不甘落后,现如今,俄罗斯有计划打造一支可以在海上浮动的核电站船队,将能源提供给那些港口城市、海上油气钻探平台或是大型工业项目。

20161月底,在湖北省政协大会上,我提出《关于发展海上浮动核电站的建议》,2016年被省政协采用,并通过省政协转送,被省委省政府采用。

武昌区政协多年前提出武昌区内将有两大新兴产业:海上浮动核电站、北斗导航。要积极支持。

2014年,位于武汉的719所就挂牌成立了国家能源海洋核动力平台技术研发中心,这是我国首个国家级海洋核动力平台技术研发机构。

2018年,中国广核集团召开记者招待会,宣布中国第一座海上浮式核电站的建设,预计到2020年正式运营,在向渤海的油井供电的同时,在南海建设更多的浮式核电站,建设南中国保障中国在海岛建设、人员装备和石油气平台建设的电力需求。

20211月消息未来我国将要打造32座远洋海上浮动平台,以便为我国的出行的船只补充足够的核电动力,而为了这个项目的建成,我国一口气直接耗资600亿,这个核电站的总动力将直接超过美国福特级航母。届时,海上浮动电站建立成功,我国驻南海的士兵就能够享受到它带来的好处,首先,南海周围的淡水资源会得到解决,南海周边的岛屿再也不需要依靠发电机来发电,并且海上浮动核电站还能够提供我国南海军队的后勤用电,士兵的生活质量也会得到进一步的提高。

在南海也建造了许多军民两用机场,要知道这些机场所容纳的战机的总数远比航母要大许多,所以机场的电力系统必须得到有效的保障,但有了海上浮动核电以后,就可以有效地解决南海机场的电力问题。除此之外,这些核电站还可以造福于民,真正地达到军民两用标准,海上浮动核电出现,也意味着我国今后有可能要去建造海上工业区。

(七)邮轮

业界形容船舶行业有“三颗明珠”,其中航空母舰和LNG(液化天然气)运输船舶,中国都已实现自主设计制造。大型邮轮方面

吴卫国,武汉理工大学船舶与海洋工程国家一级重点学科首席教授、博士生导师,173基础加强计划项目首席科学家,武汉理工大学学术委员会委员,绿色智能江海直达湖北省工程研究中心主任,绿色智能江海直达船舶与邮轮游艇研究中心总工,享受国务院政府特殊津贴。兼任国家海事专家委员会常委兼船检技术委员会主任、国家“国防基础科研计划”专家委员会委员、教育部科技委学部委员、中国船舶工业股份有限公司独立董事、中国船级社(CCS)技术委员会委员、英国劳氏船级社技术委员会委员。”

2019年开建,已形成一系列科技创新成果。

我国首艘国产大型邮轮所在船坞开始坞内注水,邮轮已经成功起浮,于66日正式出坞。

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首艘国产大型邮轮总长323.6米,型宽37.2米,全船零件数有2500万个,共有2826间舱室。其中,乘客舱室2125间,船员舱室701间,总计面积约34600平方米,最多可容纳乘客5246人。高达16层的上层建筑生活区,拥有剧院、特色餐馆、购物广场、艺术走廊和水上乐园等丰富的休闲设施,被誉为移动的“海上现代化城市”

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