2008年10月，MARPOL附則VI修正案獲批，國際海事界在推進(jìn)航運(yùn)節(jié)能減排方面又邁出了重要一步。根據(jù)這一于去年7月1日生效的修正案，2011年1月1日以后裝船的柴油主機(jī)須符合TierⅡ標(biāo)準(zhǔn)，其氮氧化物排放量不得超過14.4克/千瓦時(shí)：在排放控制區(qū)內(nèi)，2016年1月1日及其以后建造裝船的柴油機(jī)須符合TierⅢ標(biāo)準(zhǔn)，其柴油主機(jī)的氮氧化物排放量不得超過3.4克/千瓦時(shí)。

自2008年至今，以技術(shù)引進(jìn)為主的日本、韓國和中國都已具備了制造滿足TierⅡ標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的能力，歐洲主要船用發(fā)動(dòng)機(jī)制造商大都推出了滿足TierⅢ標(biāo)準(zhǔn)的解決方案。不僅如此，近年來電力推進(jìn)等環(huán)保動(dòng)力系統(tǒng)的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，船舶利用新能源的研發(fā)方興未艾，展示出航運(yùn)業(yè)的綠色發(fā)展前景。

歐洲：主流動(dòng)力系統(tǒng)供應(yīng)商引領(lǐng)研發(fā)方向

傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)低碳減排

由于積極預(yù)研減排技術(shù)，瓦錫蘭集團(tuán)、曼恩公司和卡特彼勒公司等主要低速、中速機(jī)制造商在標(biāo)準(zhǔn)“到來”之前，均已將其船用柴油機(jī)升級(jí)成符合TierⅡ標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。為搶占市場先機(jī)，這些企業(yè)還紛紛開發(fā)符合Tier Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。瓦錫蘭集團(tuán)表示，其雙燃料船機(jī)在僅采用氣體燃料時(shí)，無需采用其他后處理技術(shù)即可符合該標(biāo)準(zhǔn)。

此外，該集團(tuán)還在其柴油機(jī)上應(yīng)用了選擇性催化還原(SCR)技術(shù)，能夠使二沖程、四沖程船用柴油機(jī)的氮氧化物排放量降低90%以上：研制出了硫氧化物洗滌裝置，能夠使船舶廢氣中硫氧化物的含量減少99%，氮氧化物含量減少3%～7%，顆粒含量減少30%～60%。在此基礎(chǔ)上，該集團(tuán)還進(jìn)一步開展減排研究，包括廢熱回收技術(shù)(WHR)，廢氣再循環(huán)(EGR)技術(shù)、Wetpac技術(shù)等，其中EGR技術(shù)有望使船舶的氮氧化物排放量有望至少減少60%。

在減排領(lǐng)域，曼恩公司也在進(jìn)行EGR技術(shù)研發(fā)，并研制使船用發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)的硫氧化物排放量減少90%的洗滌設(shè)備。該公司還進(jìn)行了WHR技術(shù)研究，其WHR系統(tǒng)能夠利用廢熱，對(duì)船上的渦輪發(fā)電機(jī)所需的蒸汽進(jìn)行加熱，使船舶的二氧化碳排放量減少20%。

卡特彼勒公司通過開展德國政府支持的EMI MINI項(xiàng)目，于2005年完成了項(xiàng)目第一階段的工作，實(shí)現(xiàn)了廢氣排放符合TierⅡ標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，該公司又開展了第二階段的研發(fā)工作，對(duì)其船機(jī)上的卡特彼勒共軌系統(tǒng)(CCR)進(jìn)行了優(yōu)化，使其馬克品牌M20C、M25C、M32C和M43C船機(jī)符合TierⅢ排放標(biāo)準(zhǔn)。該公司還計(jì)劃與合作伙伴繼續(xù)開展FAME項(xiàng)目，在燃燒過程中的空氣控制等方面開展研究，以進(jìn)一步減少船機(jī)的廢氣排放量。

在對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)品升級(jí)換代的同時(shí)，造機(jī)巨頭們更是把目光聚焦在雙燃料船用發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)領(lǐng)域。有業(yè)內(nèi)人士預(yù)測，到2015年，全球以LNG為燃料的船舶將從現(xiàn)在的約100艘增加到800～1000艘。為此，瓦錫蘭集團(tuán)推出了包括20DF型、34DF型和50DF型機(jī)在內(nèi)的DF系列機(jī)，并已成功在多艘船舶上應(yīng)用。曼恩不僅推出了51/60DF柴油/天然氣雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，并在今年宣布推出可燃燒液化石油氣(LPG)的雙燃料二沖程低速船用發(fā)動(dòng)機(jī)ME-LGI。該機(jī)加裝SCR裝置和E-GR系統(tǒng)后，可滿足TierⅢ排放標(biāo)準(zhǔn)要求。羅爾斯·羅伊斯公司則于2007年開始推出卑爾根船用燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，并實(shí)船應(yīng)用到挪威5艘近?？投纱?。該型機(jī)可以減少92%的氮氧化物以及23%的二氧化碳的排放，并能完全消除硫氧化物及顆粒物，其燃料消耗效率可在現(xiàn)有雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上提高8%。

新型推進(jìn)技術(shù)研發(fā)日新月異

與傳統(tǒng)的機(jī)械推進(jìn)系統(tǒng)相比，吊艙式電力推進(jìn)系統(tǒng)、以柴-電推進(jìn)系統(tǒng)為代表的混合動(dòng)力系統(tǒng)在節(jié)能減排方面更具優(yōu)勢(shì)。其制造商如ABB、西門子等企業(yè)近年來通過持續(xù)進(jìn)行研發(fā)，使這些曾主要安裝在特種船、豪華游船或艦船上的推進(jìn)系統(tǒng)的應(yīng)用范圍不斷拓寬。2009年底經(jīng)過兩年研發(fā)，ABB推出了新一代Azipod吊艙式電力推進(jìn)系統(tǒng)，新一代系統(tǒng)不僅在技術(shù)水平上了一個(gè)新臺(tái)階，其可靠性、可維護(hù)性、運(yùn)營效率、安全性、環(huán)保性、制造工藝都得到了全面改進(jìn)。

西門子則在去年底推出了柴電動(dòng)力系統(tǒng)Siship EcoProp，力圖將混合動(dòng)力系統(tǒng)的應(yīng)用范圍拓展到適用游艇、漁船等小型船舶領(lǐng)域。據(jù)稱，該系統(tǒng)甚至可將風(fēng)能、太陽能或燃料電池等作為備選能源。

另一家電力推進(jìn)系統(tǒng)制造商茵泰荷海事集團(tuán)同樣積極參與新能源利用項(xiàng)目，為全球最大的太陽能動(dòng)力船“太陽行星”號(hào)安裝了電力推進(jìn)系統(tǒng)，為綠色和平組織以風(fēng)能為主要能源的“彩虹勇士Ⅲ”號(hào)配備了柴-電推進(jìn)系統(tǒng)。

與此同時(shí)，歐洲海事界近年來還致力于船舶利用新能源方面的研發(fā)工作。挪威船級(jí)社與MTU公司開展了名為“FellowSHIP”的燃料電池合作項(xiàng)目，并于2009年成功在挪威近海供應(yīng)船“維京女士”號(hào)上安裝了功率為320千瓦的燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)。該船若不使用含碳成分的燃料，產(chǎn)生的“廢物”僅僅為熱量和水：即使采用天然氣等含碳成分燃料，與采用柴油機(jī)的船舶相比，其二氧化碳排放量也將減少50%左右。除挪威外，目前德國正在開展于此相關(guān)的“ZEM項(xiàng)目”。

日韓：造機(jī)企業(yè)緊追節(jié)能減排腳步

在生產(chǎn)環(huán)保船用柴油機(jī)方面，韓國和日本的主要造機(jī)商一直緊追歐洲腳步。2010年初，韓國韓國現(xiàn)代重工的發(fā)動(dòng)機(jī)與機(jī)械事業(yè)部制造出全球首臺(tái)符合國際海事組織TierⅡ排放標(biāo)準(zhǔn)的曼恩船用柴油機(jī)：6S50ME-C7型二沖程低速機(jī)。與此同時(shí)，現(xiàn)代重工還與另一造機(jī)巨頭瓦錫蘭合作，引進(jìn)雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)。雙方合資的發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)工廠于2008年開業(yè)，具備年產(chǎn)100～120臺(tái)雙燃料船機(jī)的能力，產(chǎn)品主要為韓國建造的LNG船配套。

日本造機(jī)企業(yè)也不甘落后，今年一季度，曼恩宣布日本日立造船成功制造出全球首臺(tái)符合Tier Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)的船用柴油機(jī)：6S46MC-C8機(jī)。該型機(jī)的輸出功率接近7兆瓦，通過在增壓器前安裝SCR系統(tǒng)的方式，實(shí)現(xiàn)了氮氧化物排量大幅下降的目標(biāo)。

在研制船用柴油機(jī)的同時(shí)，日韓造機(jī)企業(yè)同樣在積極推進(jìn)新型船舶動(dòng)力系統(tǒng)研發(fā)工作。2009年2月，日本三井造船(MES)就宣布與大阪大學(xué)攜手開展新型船舶動(dòng)力系統(tǒng)研發(fā)項(xiàng)目。這種名為“Hybrid”的新型系統(tǒng)整合了電池組和船用柴油機(jī)，當(dāng)其中的電池組發(fā)揮作用，船舶的二氧化碳排放有望減少50%～80%。

在韓國，大宇造船與海洋工程從2009年12月起開始進(jìn)行3兆瓦以下燃料電池的研發(fā)工作。此外，該公司還參與了韓國知識(shí)經(jīng)濟(jì)部開展的1兆瓦級(jí)船用燃料電池的研發(fā)項(xiàng)目。

在利用太陽能方面，三菱重工、日本郵船和新日本石油3家公司共同研發(fā)、建造了搭載太陽能電池面板的6200車位汽滾船“AURIGA LEAD-ER”號(hào)：商船三井則設(shè)計(jì)出安裝太陽能板的“ISHIN-I”汽車運(yùn)輸船。

中國：跨越船用柴油機(jī)環(huán)保“門檻”

在中國，造機(jī)企業(yè)也在不懈努力，跨越船用柴油機(jī)的環(huán)保“門檻”。其中，滬東重機(jī)已經(jīng)取得了Tier Ⅱ低速船機(jī)制造技術(shù)的全面突破，在2010年7月交付了首臺(tái)滿足Tier Ⅱ排放限值標(biāo)準(zhǔn)要求的產(chǎn)品7S60MC-C型機(jī)。在此基礎(chǔ)上，該公司正積極研發(fā)滿足TierⅢ標(biāo)準(zhǔn)的船機(jī)生產(chǎn)技術(shù)。

去年底，廣州柴油機(jī)股份有限公司自主研制的9G32型柴油機(jī)通過船東、用戶、中國船級(jí)社(CCS)驗(yàn)收，該產(chǎn)品額定功率達(dá)4400千瓦，廢氣排放完全滿足Tier Ⅱ排放標(biāo)準(zhǔn)要求。鎮(zhèn)江中船設(shè)備有限公司也在去年底生產(chǎn)出符合TierⅡ標(biāo)準(zhǔn)L28/32H和L16/24兩系列柴油機(jī)，并在進(jìn)一步組織技術(shù)攻關(guān)，力爭于今年上半年使所有機(jī)型均通過TierⅡ排放認(rèn)可。今年3月份，大連船用柴油機(jī)有限公司交付了世界首臺(tái)符合TierⅡ標(biāo)準(zhǔn)的6S50MEC8船用柴油機(jī)。

不僅如此，我國已有企業(yè)研制成功船用LNG燃料系統(tǒng)，目前國內(nèi)有造機(jī)企業(yè)正與國外合作研發(fā)船用LNG發(fā)動(dòng)機(jī)。而在內(nèi)河航運(yùn)領(lǐng)域，隨著“長江綠色物流創(chuàng)新工程”的實(shí)施，我國已掌握了多項(xiàng)自主技術(shù)，能夠通過改裝，使用內(nèi)河船舶應(yīng)用液化天然氣/柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)而大幅降低廢氣排放。

來源：船舶經(jīng)濟(jì)貿(mào)易