基于节能减排理念的绿色海运方式

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摘 要：阐述了海运船舶采用的几种节能减排方式，包括采用新能源、玻璃钢船体、经济航速等。在分析这些减排方式的基础上，综合对比了各种方法的优缺点，提出了海运船舶节能减排的一点看法。

关键词：节能减排；海运船舶；新能源；玻璃钢船舶；经济航速

中图分类号：F403.3 文献标识码：A

近年来，节能减排成为全世界关注的话题。气候变暖带来的全球性灾难已经触目惊心。2011年11月德班气候大会宣布将制定法律工具或法律成果来约束各国的减排工作。在已采取的一系列行之有效的措施中，本文将就各国海运船舶采用的节能减排方式作一简单介绍。

1 全球环境下的节能减排目标

国际能源机构统计数据表明，2010年全球二氧化碳排放量达到有史以来的最高值306亿吨。荷兰环境评估局公布的数据显示，2007年中国二氧化碳排放量约占世界总体的四分之一，居世界首位。人均碳排放总量超过5吨，2010年则达到6.8吨。2009年哥本哈根气候大会，中国承诺，2020年，我国单位GDP二氧化碳排放量将比2005年减少40%~45%。在国内，交通运输部在“十二五”发展规划中提出，到2020年，中国营运船舶的单位运输货物周转量能耗要降低15%，二氧化碳排放量减少16%。

2 海运船舶常见的节能减排方式

海运船舶节能减排方式有很多，包括采用新型的更为清洁的能源作为船舶动力、采用新型材料建造船舶。或者从航运角度，采用经济航速。无论站在哪个角度，世界各国都展开了很多的尝试。

2.1 新能源船舶

柴油，是目前世界上各类船舶的主要能源。由于其燃烧后产生的NOX、SO2等气体对大气的严重污染，迫使船舶制造商不得不为船舶寻找更为清洁的新型能源作为动力。近年来，造船业所采用的新型能源主要有太阳能、氢能、风能、核能、天然气、生物能、海洋能等。

2.1.1 太阳能

太阳能是一种新型的可再生能源，现代科技利用太阳能发电为船舶提供动力。

2011年8月，世界最大的太阳能动力船舶“星球太阳能号”抵达香港，这是它环球之旅的其中一站。该船的太阳能板约500多平方米，最高航速达15海里，即使在缺乏阳光的情况下，一次充电的能量也可维持3天的航行。该船造价为1 000万欧元，耗时13个月。

太阳能安全无污染，不消耗其他地球资源，不会导致温室效应。船舶行驶在海面上有绝佳的采光条件，敞露的轮船表面又适宜铺置大面积太阳能板。这些优势使太阳能在全球领域节能减排的呼声下，受到航运界的更多关注。

2.1.2 氢能

氢能，是氢的化学能，属于二次能源，目前广泛应用于宇航飞船。它是最清洁的可再生能源之一，对环境的友好度很高，因此成为船舶的又一种新型动力。

氢能来源于水，燃烧后又还原成水，不污染环境。氢气无味无毒，即使发生泄漏，也会远离地面，在纯度高于75%时，性质更为稳定，发生爆炸的系数较低。

现有的船舶常规动力机械稍加改造，既可用氢代替煤和石油作为动力，这使得氢能更加受到环保组织的关注。当船舶行驶在海上，周围存在着取之不尽的电解水——海水。利用海上的有利条件，收集太阳能，既可以在阳光充足的时候利用太阳能作为动力，又可以利用太阳能电解海水制氢，作为储备能源。无需像柴油船舶一样，靠岸获取能源。

2007年，冰岛氢能公司利用欧特克解决方案设计出了世界上第一艘配备氢能的商用船。这是一艘重达130吨、可搭乘150名乘客的观鲸旗舰船。该项举措，为船舶搭载氢能注入了一剂兴奋剂。

2.1.3 风能

风能是地球表面大量空气流动所产生的动能。风能在地球上分部广泛，储量很大，可再生，永不枯竭，而且不产生任何污染。

随着科技的发展，风力发电的成本一降再降，现在已经远低于太阳能发电。研究表明，风力发电的成本为4

~8 美分/（kW·h），而太阳能光伏发电和太阳能热力发电的成本分别是50~100 美分/（kW·h）和12~30美分/（kW·h）。与煤电相比，风力发电将减少CO2 820~910 t/（GW·h）。目前，风力发电成本已经降到了20世纪80 年代的六分之一，并且继续下降[1]。

风在海洋上的强度要比陆地大很多，船舶行驶在海上有很合适的条件利用风能。但是，海洋上的风分布也不是很均匀，有些地方可能风平浪静，有些地方又可能狂风大作以至于折损风帆。考虑到以上的各种情况，各国在制造利用风能为动力的新能源船舶时，也采用了相应的对策。

1980年8月，世界上第一艘风帆油轮“新爱德丸号”建造于日本，截止到2004年日本已有14艘以风作辅助动力的船只航行在海上，它们的耗油量仅为普通机动船的75%[2]。

这些船舶虽然采用了风能这种新型能源，但仍然以主机为主，风帆为辅，同时也注意到，当风向不合适的时候，可调整风帆的角度，风力过大时，也可将其放倒。至于风力的储存，德国柏林的普伦茨劳启用的一座风力混合发电站，可将风能以氢的形式储存起来，在无风情况下继续提供“绿色能源”。船舶在利用风能的时候，也可以考虑是否能将能量储存以备不时之需，或者干脆采用包含了风能的混合动力。

2.1.4 核能

核能，是通过转化其质量从原子核释放的能量。核能发电作为船舶的动力，是一种近乎零排放的清洁能源，全球有相当数量的潜艇正在使用这种能源。此外，最引人注目的是，少量的核燃料就能够产生巨大的能量。一艘新型核动力航空母舰可以航行10多年而不必加燃料，一艘3万吨级油轮在不计补充核燃料条件下，航行一万海里仅消耗一公斤U 235，同样这条油轮若采用燃油航行同样距离，则要消耗1 200吨柴油[3]。

1962年美国商用船舶“萨娃娜”号建成，并于1964年下水航行，1970年退役。其中，在1968年曾经换过一次核燃料。俄罗斯则有9艘核动力破冰船。德国、日本等也都在商用船舶上采用过核能源作为船舶动力。