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【新能源船舶】除了柴油,船还能烧些啥?


4月20日,全球首艘甲醇动力运输船“Lindanger”号在现代尾浦造船命名交付。该船采用MAN B&W ME-LGI二冲程双燃料发动机,可使用甲醇、重燃料油、船用柴油或汽油作为燃料。


“Lindanger”号由挪威公司Westfal-Larsen所有,这是一系列7艘50,000载重吨甲醇运输船中的第一艘,也是韩国建造的首艘甲醇运输船。这7艘甲醇运输船均由加拿大公司Waterfront Shipping Company(WFS)租赁。


这7艘甲醇运输船中,2艘由Westfal-Larsen所有,2艘由Marinvest和WFS共同拥有,剩的3艘归属于商船三井。新船由现代尾浦造船和南日本造船建造。


据现代尾浦造船介绍,与传统使用船用柴油的船舶相比,这艘甲醇运输船能够能够减少95%的硫氧化物排放和30%的氮氧化物排放。


船也能烧甲醇?估计很多小伙伴们此前都没听说过。在大家的印象中,船都是烧柴油的,偶尔也听说过LNG 动力船。下面小编就给大家科谱一下,船到底还能烧些啥?



1柴油动力船


到目前为止,柴油动力在船舶上的应用是最广泛的,也是历史最为悠久的。


从20世纪初开始,柴油机因其功率范围大、效率高、能耗低、使用维修方便而优于蒸汽机、燃气机等,逐渐在民用船舶和中小型舰艇推进装置中确立了主导地位。


历史上第一台柴油发动机


下面略述船用柴油机的现状及发展动态。


低速柴油机



低速柴油机由于性能优良、可靠性好、使用维护方便、能燃用劣质燃油等优,已成为大型油轮、大型干散货船、大型集装箱轮的主要动力。最新型低速柴油机在许多方面趋于一致,即结构方面,采用非冷却式喷油器、可变喷油定时油泵、长尺寸连杆、液压驱动式排气门、单气门直流扫气、定压增压、高效涡轮增压器;性能方面,平均有效压力不断提高,增加活塞平均速度,改进零部件结构,增加强度,保持原有的低燃油消耗水平,使单缸功率不断增大,使用寿命延长。电子液压控制系统取代传统的机械式的凸轮驱动机构,简化柴油机设计、降低成本、优化运行控制。近年来,其爆发压力从8MPa 上升到16MPa ,燃油消耗率从208g/(kW·h) 下降到155g/(kW·h) 左右。


目前世界船用低速柴油机市场仍被MANB&W、Wartsila - New Sulzer和日本三菱重工3大公司垄断,以生产总功率来说,分别约占57%、33%和10%。


  MAN B&W公司通过提高气缸平均有效压力和活塞平均速度来提高单缸功率。为使MC系列柴油机的NOx排放量降低,采用提高压缩比和可导致平稳燃烧的喷射系统等措施。


  为了在减少NOx排放时不影响燃油消耗率,在设计时应考虑采用增加喷射压力、压缩比、燃烧压力、增压器效率等措施。MAN B&W 6L60MC型柴油机是世界上第一台正式投入使用的“智能化”主机,其燃油喷射和排气阀控制均通过电子计算机完成,达到了低油耗、NOx低排放的目标。


  Wartsila - New Sulzer公司通过重组后,公司在开发、设计和制造能力方面骤然大增。RTA系列低速柴油机为该公司20世纪80年代开发,至今近20年来该公司通过提高平均有效压力、增加活塞平均速度,探索达到取得更大功率的可能性。


  通过增大行程/缸径比,探索提高推进效率的方法;通过提高最大燃烧压力和可变燃油正时、排气正时,挖掘柴油机热效率潜力;采用新材料,改进零部件的设计,随负荷控制气缸冷却水和气缸润滑油,以求提高零部件的工作可靠性,增加柴油机的使用寿命;通过电子控制技术,达到柴油机运行的智能化。


  该公司研制的12RTA96C柴油机是目前世界上实际输出功率最大的柴油机。


中速柴油机



中速柴油机大多为四冲程,其体积小、重量轻、制动快,比低速机更适合船舶使用。大功率中速机主要用于客运班船、作业船、滚装船等。近年来,中速机在开发大缸径、提高整机功率方面做了大量工作,并在燃用劣质燃油、降低油耗、提高零部件的可靠性、提高使用寿命及高增压等方面取得了显著成效。世界上生产中速机的知名大公司有MAN B&W、Wartsila - New Sulzer、Mak、Pielstick以及日本大发等。最新资料表明,其发展趋势为:不断开发新机型、拓宽功率范围,提高市场竞争力;调整燃油喷射、雾化过程采用高压喷射的燃油系统;改进增压系统;改进排气阀的驱动方式,调节排气正时;增装空气,中间冷却器,加强水冷却系统的冷却能力,降低零部件的热负荷,提高柴油机的性能,提高工作可靠性和增加零部件的使用寿命;使用电子技术,控制排气和燃油喷射、燃烧过程;采用新概念设计,减少整机的零部件等。


高速柴油机



船用高速柴油机一直被MTU、Deutz MWM、SACM、Pielstic 、Ruston和Paxman等几大公司占有,其产品均为V 型、四冲程,缸数12~20 、转速1,200~1,800r/ min、平均有效压力2.0~3.2MPa 、活塞速度10.5~13m/ s、最大爆发压力15~18MPa 、燃油消耗率198~210g/ (kW·h) 。目前,各制造商在材料选择、设计结构、优化系统、试验研究和加工制造等方面做了许多工作,并取得了显著进步,其发展趋势大致为:采用系列化设计,并通过变型满足多用途需要;不断开发新型的大功率高速柴油机,适应船舶市场的供需变化;严格整机的耐久试验,提高工作的可靠性;提高强化系数,提高柴油机使用的经济性;采用各种不同的喷射装置或喷射方式,完善燃烧过程,降低NOx的排放量,适应日益严格的环保要求。特别是德国MTU公司开发的595系列、2000系列、4000系列以及最新的8000系列,代表着高速柴油机的发展方向。


发展趋势


国际造船业受着整个世界政治、经济形势的左右,常常并不按人们的意志转移。船用柴油机在市场运作、生产、技术等多方面的发展具有以下趋势。


1. 船用柴油机的市场发展


从市场需求来看,大型船舶发展得快,主机的单机功率都在逐年提高。自20 世纪90 年代以来,低速机的单机功率平均增加了20%,而中速机单机功率平均增加了40%。现在的低速机单机功率可达70,000kW;中速机达26,500kW;而高速机达6,500kW。从各主要柴油机公司的市场占有率看,对于低速机而言,这几年大的格局一直没有改变,总功率的前3位依次是MAN B&W、Wartsila - New Sulzer和日本三菱重工。几年来它们的产量之和平均都在总功率的85%以上。中速机的情况每年都有些波动,但MAN B&W、Wartsila - NewSulzer、Mak、Pielstick以及日本大发一直是前5强,产量平均共占有中速机产量的80%,并有上升的趋势。


2. 产品发展动向


船用柴油机在机型发展方面总体看相对稳定。前几年,主要集中在提高机型可靠性方面,这是因为增压技术的发展,柴油机强化度提高很快,尤其是石油危机后,反映在降低燃油消耗率和燃用劣质燃料油为目标的经济性的强烈追求上。然而近年来,各国环境政策对柴油机的排放限制日趋严酷,而NOx、SO2 等有害排放物的增加正是高强度与燃用劣质燃料油的副产品,而且这几种有害排放气体成分的含量,船用柴油机比汽车柴油机更甚。各柴油机厂商正在致力于下列共同追求的新型柴油机。


  1) 连续服役中的可靠性。


  2) 高度强化。即大幅度提高其最高燃烧压力和燃油喷射压力。


  3) 废气排放符合日趋严厉的排放法规要求。1997年船舶开始执行国际海事组织( IMO)制定的排放限值,各柴油机厂商采取工况控制或采取废气后处理,甚至重新设计以符合法规要求。


  4) 综合经济性好。不仅仅追求的燃油消耗率与劣质燃料的使用,而是包括价格、运行成本、省力、少维修、推进效率等。


  5) 总体结构趋于相同。气缸排列以直列和V形两种为主,既是技术目标,也是经济目标的要求。


  6) 规范化的接口。尽量满足用户的要求,适合不同配套辅助装置以及监控系统的应用。


2LNG动力船



LNG已被公认为船舶应对未来新环保要求挑战的理想燃料。在运营成本方面,功效相同的情况下,使用LNG清洁能源比使用柴油节约55%~60%的费用。在能源利用方面,LNG是一种清洁能源,其应用可以大大降低氮氧化物和二氧化碳的排放量;由于天然气不含有硫和残留物,也杜绝了硫化物和微小颗粒等有害物的排放,具有非常明显的社会效益和经济效益。有数据显示,1艘海洋平台供应船采用LNG为燃料减少的氮氧化物排放量相当于2万辆燃油汽车的排放量。


Eidesvik Shinpping经营的“Viking Energy”号是首艘双燃料推进平台供应船。该船建造于2003年,船长94.6m,船宽20.4m,最大吃水7.9m,货物甲板面积1,030m3,主要采用LNG燃料作为动力,在必要时使用传统燃料(双燃料发动机),入级DNV。运营近10年来,该船被证明具有良好的经济型和动力灵活性,获得了船东的一致好评。



近年来,在航运燃料消费领域,传统的柴油等能源产品一方面价格波动高居不下,导致航运企业运输成本不断攀升;另一方面也不符合国家发展低碳绿色经济、节能减排实现可持续发展的能源发展战略。在大幅降低船舶运输企业运营成本的同时,更重要的是可以减少环境污染,具有非常明显的社会效益和经济效益。利用天然气排放清洁的特点将实现航运船舶节能减排的目标,有力推动我国航运能源消费朝着绿色环保的方向发展。


国际海运组织创造了能效设计指数,如果不达到排放要求基线标准的传播,可能就要面临退出营运的危险。应该重点加强支撑船型开发的基础共性技术和绿色、安全技术研究。由于所在区域对船舶排放要求日益严格,丹麦、挪威等北欧国家已经开始使用以LNG为燃料的渡船、滚装船、海岸警备船、LNG船和平台供应船。这说明,随着全球范围内对气体排放要求越来越高,石油资源越来越少,节能呼声越来越大,船东和港口方面的障碍也正逐步被清除。


因此,业内人士认为,一方面,应在船舶设计和建造方面加大创新力度,在主流船型优化和新船型开发中加入低碳概念,推进内河船舶向绿色环保转变。例如在设计新船时考虑燃气供应系统的布置,以及气体燃料发动机的设计,以增强船舶续航能力。另一方面,国内船舶制造商也应积极参与到以LNG为燃料的高技术船舶的承造,用市场迫使自己技术升级,抢占气体燃料动力船先机。此外,可以依据内河运输的特性,研究建立船舶节能减排体系和标准,促使水路运输企业制定能效管理计划,以推进内河航运向“绿色”转变。


作为清洁型能源,LNG的应用可以降低氮氧化物和二氧化碳的排放,而且LNG不含有硫和残留物,也杜绝了硫化物和微小颗拉等其他有害物的排放。从经济性上而言,经测算,1立方米LNG气体近似于1到1.1公升(汽、柴)油。目前柴油均价6元/公升,天然气按照4.5元/立方米计算,如果按照70%的替代率来算,一年大约节省19.23万元。


但是这种环保的新材料,目前在推广时却存在一定的阻碍。首先是由于LNG燃料船的续航能力还较弱。目前,以LNG为燃料的船舶最高续航能力较低,达不到远洋长途运输要求。船舶的燃油舱体积虽大,但可以在船上见缝插针随机安放;而LNG储存罐体积虽小,却系统复杂,布局难,安装圆筒形LNG储罐也会损失部分运输的空间,这为船舶的设计和改建带来了很大的难度。第二是由于大部分港口LNG补给设施不配套。尽管LNG补给并不困难,但是港口方面却没有建立起完备且实用的配套体系。



3电力推进船



船舶电力推进系统已有近百年历史,但是由于受各种因素制约,发展缓慢,且大多数只应用在特种船舶上。 从20世纪80年代起,供电系统、推进电机和微电子及信息技术的迅猛发展,使船舶电力推进装置打破了 长期徘徊局面,得到了大力的发展。电力推进系统基本由机械原动机(柴油机、燃气轮机或核动力)构成, 用以驱动交流发电机,发电机再为推进电动机提供动力。电动机可能是直流、交流同步电动机或交流感应 电动机。同传统的机械推进方式相比,采用电力推进系统的船舶在经济性、振动噪声、船舶操纵、布置和 安全可靠性等方面具有明显优点。船舶综合全电力推进系统包括:发电、输电、配电、变电、拖动、推进、 储能、监控和电力管理,是现行船舶平台的电力和动力两大系统发展的综合;它不是电力推进加自动电站 的简单组合,而是从概念到方案、组成、配置、技术等均发生重大变化,给未来的船舶带来一场革命。


常用船舶电力推进装置一般由下述几部分组成:原动机、发电机、电动机、螺旋桨以及控制调节设备。


船舶电力推进系统的方案分类:永磁电机技术、超导电磁推进技术、潜艇燃料电池电力推进装置、吊舱式电力推进系统。


永磁电机技术



现代永磁电机采用稀土材料励磁,不仅使电机尺寸大大减小,重量减轻,而且使之维护方便,运行可靠, 效率提高。与同容量的异步电动机相比,永磁电机效率提高了 4%~13%,功率因子提高了 5%~20%。但由于转子磁场强度受到当前永磁材料的限制,10~30MW额定功率的永磁电动机的设计仍面临极大的困难。


超导电磁推进技术



超导电磁推进技术是利用安装在船上的超导线圈产生的磁场与通过海水的电流之间的作用,产生一个沿着船的纵轴方向的劳伦磁力,并由向船尾运动的海水喷射而获得推力。


美国于1980年完成了300kW 的电磁推进船海上试验, 并制造了2,250kW 的样机。 日本于1985年成立了“超导电磁推进开发委员会”,开始从事超导电磁推进船的开发工作。1992年,世界上第一艘载人超导电磁推 进船“大和一号”在日本神户港正式试航成功,标志着超导电磁推进技术进入实用阶段。


潜艇燃料电池电力推进装置



潜艇燃料电池电力推进装置是以燃料电池为潜艇水下航行动力源的推进装置。燃料电池是一种能把化学能 直接转换成电能的能量转换装置,电池本体加上燃料、氧化剂及它们的贮存器构成一个完整的燃料电池系统。其特点是:在能量转换方式上与蓄电池相同,都是化学能转换成电能,因此具有安静、效率高的优点; 在构成方式上则与柴油发电机组相似,即贮能部分(贮存燃料及氧化剂的贮存器)与能量转换装置部分相分 离,因此具有长时间连续工作的能力(只要燃料和氧化剂足够),而不像蓄电池那样需要来回充放电。各国 曾主要研究过两种潜艇用燃料电池:氢-氧电池和肼-过氧化氢电池。近年来,燃料电池研究取得了一些重大的技术突破。例如:潜艇上液态氧贮存器采用新式壳体结构,有些国家研究了用氢化物制取氢的方法等。


吊舱式电力推进系统



吊舱式电力推进系统是当今备受推崇的一种推进方式。它是一种全方位转动的装置,电动机位于吊舱内,直接驱动螺旋桨。该系统的操纵性能和推进效率非常好,而且由于不需要轴系、舵及助推器,节省了大量的空间,减轻了自身重量,降低了噪声和振动,机动性能更佳,安装也更方便。在民用船舶推广电力推进过程中,促进了吊舱式推进模块的发展。这是一种特殊的推进模块,尽管它的体积不大,却能够代替完整的传统轴系。


吊舱式推进的主要优点如下:


1) 吊舱可以360°转动,向各个方向发出推力,为舰船提供了更快、更安全的机动性能。舰船可以在各种气候和紧急条件下实施机动,大约可减少20%的反应时间,舰船制动的距离更短。


2) 节省燃料,极大减少废气排放。


3) 降低了振动和噪声。


4) 维修工作量小。


5) 推进装置可在舰船建造后期进行安装,不会与其他建造工序发生冲突。


6) 可采用对转螺旋桨等推进技术,改善空泡性能和提高效率。


因此,吊舱式电力推进对舰船技术的发展具有重要意义,它将是未来舰船的主要推进方式之一。近年来,由于一些大型船舶的需要,吊舱式电力推进装置的功率已经达到几万千瓦,技术也日趋成熟。


电力推进的优点



1)空间灵活性。


2)节省燃油,提高经济性。


3)提高了船舶的操纵性。


4)振动小,噪音低。


5)提高了船舶的安全性。


船舶电力推进技术的兴起是现代电力电子技术进步的必然结果。尽管目前电力推进需较高的初投资,维护 管理难度大,但能通过船舶营运后节能、增加舱容和赢利来弥补。随着电力电子器件的改进,电机控制技术和谐波抑制技术的发展,推进器和推进电机技术的成熟,必将进一步降低电力推进的初投资。可以预见,科技的进步必将为电力推进技术提供更加广阔的市场,也将成为船舶推进装置的主要发展方向 。


我国在船舶电力推进系统研究及应用方面起步较晚,但在原动机、发电机、配电、变频调速等关键技术方面有一定的工业基础。目前我国在船用大功率永磁电机、高压大容量电力电子器件、吊舱推进器等设计与制造方面与发达国家还有很大差距。我国应进一步加强相关技术的研究和开发应用,积极参与这一领域的 国际竞争,力争在市场上占有一席之地。


4燃料电池推进船



燃料电池是将燃料(如氢、天然气、丙烷和甲醇等)中的化学能直接转化为电能的机电装置。 作为新一代船舶用燃料,船用燃料电池可以使船舶在行驶时几乎不排出NOx、SOx、二氧化碳等有害气体,符合日益规范化的环保要求而受到注目。船用燃料电池的研发是2000年代初开始由欧洲造船强国为中心进行的,所以目前大部分先进技术也由欧洲国家掌握。其中挪威船级社最为活跃。


目前挪威船级社正在开展有关船用燃料电池的全面研究工作,燃料电池动力单元的研制结合了新型电子技术、电子动力以及控制系统技术,且在岸上进行动力单元的测试和认证后,进行实船实验。


船用燃料电池以燃料电池作为主电源、以蓄能电池组辅助供电模式的新型船舶电力推进系统,包括了至少一套燃料电池系统、一蓄能电池组、一电力推进系统、其它用电负荷、一次电网、二次电网;所述燃料电池系统和蓄能电池组连接在一次电网上,所述一次电网和二次电网连接,所述电力推进系统和其它用电负荷连接在二次电网上。


燃料电池系统从冷态起动到正常运行过程中,或者当燃料电池系统因突发故障不能输出电能,电力推进系统依靠蓄能电池组应急供电;燃料电池系统进入正常运行状态后,蓄能电池组处于浮充电状态。能够实现船舶的“零排放”,是一种真正的绿色船舶电力推进系统。


已有的研究证实,燃料电池应用到船舶之上具有柴油机无可比拟的优点,一是应用燃料电池的船舶将比现有的柴油机推进船舶的效率提高50%,且实现零污染排放;二是使用燃料电池不会产生噪音和振动,将提高乘客的舒适感,并大大改善船员的工作环境;三是燃料电池的设计简单,可移动部件较少,因此维护方面的投入将大大减少;四是燃料电池是标准模块化设计,可以更加方便地合理利用船上空间。同时,燃料电池的广泛使用存在初始投入成本较高的缺点,但由于燃料电池较低的燃料消耗以及石油价格的居高不下,再加上燃料电池运行成本较低,这些都大大弥补了这一不足。


2011年年底,DNV(挪威船级社)在上海宣布,该船级社将一枚燃料电池成功地安装在了一艘在北海运营的海洋工程供应船VIKING LADY号上,这是全球第一艘通过燃料电池技术进行船上发电试验的营动船舶。这项由DNV主导的环保革新项目有望改变一部分船舶的动力能源。海洋工程供应船VIKING LADY上安装的这枚电池是320KW功率的燃料电池,与传统发动机技术相比,能极大地降低二氧化碳排放量,提高能效,实现危害物质的零排放。



据了解,该项目名为FELLOWSHIP,于2003年启动,船公司2005年完成了燃料电池的基本设计和研发。2006年,研究人员开始研发用液化天然气作为燃料的辅助电力装置。下一阶段,研究人员将进行燃料电池电气系统的测试、验收和示范运行,装机容量范围为1MW到4MW。


5风能推进船


进入20世纪后,以风为动力的帆船因为不可靠而被视为落伍。国际海事组织(IMO)的数据显示,国际贸易中约87%的业务都由航运业主导。联合国最新的数据表明,航运业应为全球二氧化碳总排放量的4%负责。据国外媒体报道,2003年,出于对环境恶化以及日益高涨的油价的担忧,英国最大的风力发电商B9能源公司研制出一种新式帆船,其拥有长长的船身、高耸的桅杆以及昂贵的帆篷,外形酷似从19世纪海上飘来的纵帆船。但其配备了一系列高新科技,研发人员试图用它减少航运业的二氧化碳排放,还海洋一片纯净的蓝色。



这种新式帆船只是B9能源公司研发出的碳中性、风能驱动“帆篷船”舰队中的一员大将。该公司正试图向老式帆船取经,生产出新式帆船以替代现今消耗大量化石燃料、运送全球货物的船只。


B9公司宣称,这种帆船将是首个利用可替代能源的商用船只,他们预计这种完全碳中性的帆船将于2012年开始量产,这标志着全球贸易或许重新回归到更加传统的商业运输形式––在柴油提供动力的铁船统治海洋之前,国际贸易主要依靠巨大的木质帆船。


这种新式帆船拥有自动化的、能够对风中微小变化做出调整以便让推力最大化的船帆。这种新式帆船也会利用“天帆”技术——一种类似于风筝的先进系统,该技术目前广泛应用于很多船只上,可提高燃油效率。另外,生物燃油提供动力的引擎在风力不足时也会“挺身而出”。


B9能源公司主席戴维·萨普拉斯表示,大多数人都认为,石油迟早会被用光。因此,有必要生产出使用可再生能源的新式船只。


萨普拉斯表示,配备了这些技术的新式帆船能携带9,000吨重的货物。该帆船最初可能仅仅在欧洲,尤其是北海和波罗的海上航行,因为这些海面的风力非常给力。他还补充道,目前约有1,500艘同样大小的化石燃料驱动的船舶行驶在这些海面的航线上,这些船舶将最终被新式帆船取代。


相关专家表示,除非航运公司能够建造一艘依靠船帆提供动力、并像现在海面上行驶的船舶一样大的船只,否则,其很难在经济上更富竞争力。然而,萨普拉斯表示,可再生能源(包括风力)在海洋上具有巨大的应用潜力。



6太阳能推进船



太阳能既是一次能源,又是可再生能源。它资源丰富,既可免费使用,又无需运输,对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态,使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。


太阳能电池板运用于远洋船舶并不新鲜,但到目前为止,太阳能电池仅用于船员舱和住舱供能。这款新太阳能电池系统,将节省6.5%的柴油消耗量,并减少1%到2%的二氧化碳排放。这些数字听起来并不多,然而,不积跬步难以成千里,对于颗粒污染的数字来说,任何一丁点儿减少都会有所帮助。


平均一艘货船耗费1加仑燃料能航行0.008里。换算一下,以这个速度,轮船每航行1里得消耗燃料舱里120加仑的燃料。这说明,从日本出发运载着新款普瑞斯6000的货船,穿越太平洋到达美国得消耗至少72万加仑燃料。然而,新太阳能电池系统航行同样的距离,只会消耗46,800加仑燃料。重要的是,不论能节省多少能源,任何一点船运污染的减少都是好事。


美国《环境科学与技术》研究结果表明,全世界每年有约6万人,因船运产生的污染致死。沿海城市污染微颗粒物中约44%的硫酸盐源于船运废气。基于上述数据,加利福尼亚州监管当局批准了美国最严格的远洋轮船减排规定。从2009年7月开始,驶入加州海港的轮船需在距海岸24里水域内,使用更清洁的燃料。这些规定与2015年实施的国际标准相似。


发展清洁船运当然是好事,全球发明家们也在努力进行这项事业。总部在德国汉堡的天帆公司,率先研发了依靠安装在船上的巨型风筝拉动货轮的“白鲸天帆”号,航行(取决于天气和风力条件)节省了20%以上的油耗。在斯堪的纳维亚半岛,瑞典造船业巨头华轮威尔森造船公司,正研究设计一款依靠太阳能、风能和燃料电池供能的航船。


商船三井、三菱重工业和三洋电机正在共同研发的“利用自然能源的混合动力汽车滚装船”被选为日本国土交通省“船舶二氧化碳减排技术开发业务”的扶持对象业务。目的是组合使用太阳能电池和锂离子充电电池,确立削减船舶二氧化碳排放量的技术。此次开发的系统可以在航海过程中将通过太阳能电池发电的电力存储到锂离子充电电池中,然后在停泊时使用。停泊时停止使用现有的柴油发电机,可以实现零排放。配备该系统的“混合动力汽车滚装船”在2012年完工,并通过实际航行检测二氧化碳的减排效果良好。船舶组合使用了最大200kW的太阳能电池和3,000kWh的锂离子充电电池。


7核动力船


自2011年3月日本福岛发生核泄漏事件以来,各界对于核能的使用显得越发谨慎。从技术层面上来说,将核能应用在船舶上是完全没有问题的,早在1955年,美国核动力潜艇“鹦鹉螺”号就成为世界首艘利用核能的船舶。由于采用核动力的船舶可以拥有几乎无限的续航力,所以基本都应用在了海军舰艇上,并以潜艇为主。


人们也尝试着将核动力应用在商船上,但其结果却不尽如人意。“Otto Hahn”号矿砂船是继美国“Savannah”号客货船之后,全球第二艘核动力商船。该船载重量15,000载重吨,服务航速15.75节,主机输出功率8,200KW,于1968年开始运营。10年间,该船没有出过任何核事故,出航逾126次,航程642,000海里,运输了776,000吨的货物,仅消耗了80kg的铀燃料。但由于平时高昂的维护费用,于1978年决定将其退役。此后的三年,共花费了1,100万美元对其进行污染消除和核废料处理。



经济因素和核废料难处理的问题还只是核动力在商船上难以推广的其中两个方面,其他诸如安全问题,包括技术上的安全和营运中的安全。人们担心放射性物质污染航道、港口和城市环境,很多港口拒绝核动力船舶进港,同时在营运中还有可能面对恐怖分子的劫持,需加大保安成本。除此之外还有政治因素,很多国家都有非政府组织反对核能的使用,这也在很大程度上限制了核动力商船的发展,一些已建成的核动力船舶都已被拆解或改装为常规动力船舶。目前,核动力在商船上唯一一个较为成熟的应用是核动力破冰船,因其需要大功率作业,且不经常靠港,所以有一定的适用性。


俄罗斯核动力破冰船


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