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打印 在船舶界議論多年的新船能效設(shè)計指數(shù)（EEDI）這一規(guī)則，將于2013年1月1日生效實施。從國家發(fā)展戰(zhàn)略層面上看，運(yùn)輸裝備節(jié)能減排優(yōu)化升級，勢在必行。從造船業(yè)和航運(yùn)業(yè)的發(fā)展來看，這是一場國際船舶市場殘酷的競爭，迫使中國必須積極應(yīng)對船舶能效設(shè)計這一命題，同時也是一場我國船舶業(yè)沒有退路的“爭奪戰(zhàn)”，和一場不容錯過的“機(jī)遇戰(zhàn)”。目前由先進(jìn)國家發(fā)起的一場全球范圍內(nèi)造船和航運(yùn)的“綠色革命”正悄然掀起，我國的造船界應(yīng)盡早制定對策，各船舶企業(yè)應(yīng)積極應(yīng)對，主動參戰(zhàn)，在EEDI這條新的起跑線上占有先機(jī)。
國際海事組織（IMO）在《國際防止船舶造成環(huán)境污染公約》（MARPOL）附則V1有關(guān)船舶能效規(guī)則的修正案中，確定船舶能效設(shè)計指數(shù)于2013年1月1日生效實施，同時允許締約國的主管機(jī)關(guān)對新船EEDI給予最多不超過4年的寬限期。盡管我國是締約國之一，但是我國已決定不推遲執(zhí)行，而是按要求在明年就實施EEDI。盡管我國是世界造船大國，也是航運(yùn)大國，在造船的數(shù)量上超過了日、韓，但是，從造船的模式和造船的技術(shù)含量上與日韓造船尚存在較大差距。如果我國推遲執(zhí)行EEDI，不僅會失去參與國際競爭的資格，也不利于我國整個工業(yè)體系的健康發(fā)展。同時嚴(yán)峻的造船市場形勢也讓中、日、韓、歐在船舶訂單上的競爭愈發(fā)激烈，誰的設(shè)計水平高，船舶能耗低、排放少，節(jié)能船型庫全，造價低、工時少，誰就可以多獲得訂單，誰就可以在全球船舶設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)制訂中有話語權(quán)，誰就可以搶占市場的立足點。如果我國的造船界知難而退，不迎頭趕上，就會進(jìn)一步落后于日、韓、歐、美，就會受制于人，喪失競爭的優(yōu)勢，失去市場。
從目前來看，中國現(xiàn)有船型的設(shè)計水平與全球平均水平相比，尚有一定差距，如果不進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計和增加節(jié)能減排措施，大部分新船就較難滿足EEDI第一階段的要求。我國船舶工業(yè)與日、韓先進(jìn)造船工業(yè)國相比，存在諸多的問題。首先是船舶工業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，船企小而多，產(chǎn)業(yè)集中低；低端產(chǎn)能過剩，高端產(chǎn)能不足；其次，船舶配套能力弱，高端船配不足，低端船配過剩，另外，研發(fā)投入少，技術(shù)人才缺，觀念落后，目光短淺，急功近利等等，更加制約了船舶工業(yè)的發(fā)展。對此必須以實施EEDI規(guī)則為契機(jī)，進(jìn)行行業(yè)整頓，淘汰落后的低端產(chǎn)能，提高產(chǎn)業(yè)的集中度和造船的技術(shù)含量，推行綠色造船，努力躋身于造船強(qiáng)國的行列。
一、何為新船能效設(shè)計指數(shù)（EEDI）
船舶在大海航行中排出了大量的CO2廢氣污染了全球的環(huán)境（據(jù)權(quán)威部門測算航運(yùn)界年排放CO2 10億噸，占全球CO2的排放量3-4%），海上環(huán)境保護(hù)委員會在其第59屆會議（2009年7月13日至17日）上認(rèn)識到，有必要制定新船能效設(shè)計指數(shù)，以從船舶設(shè)計階段激發(fā)影響船舶能效的所有因素的創(chuàng)新和技術(shù)開發(fā)。新船能效設(shè)計指數(shù)（EEDI是Energy Efficiercy Design Index英語縮寫），是衡量新船CO2效能的一個指標(biāo)。新船能效設(shè)計指數(shù)的原理是根據(jù)CO2排放量和貨運(yùn)能力的比值，來表明船舶的能效；即根據(jù)船舶在設(shè)計最大載貨狀態(tài)下，以一定航速航行所需推進(jìn)動力以及相關(guān)輔助功率所消耗的燃油計算出的CO2排放量（g CO2/t?nm）。同時通過對現(xiàn)有各種船型和不同噸位的船舶進(jìn)行統(tǒng)計分析設(shè)立排放基線，在基線的基礎(chǔ)上對新造船能效進(jìn)行控制。EEDI實施后，在第一階段新造的各種船型不同噸位的商船其實際能效設(shè)計指數(shù)必須要小于規(guī)定的基線船舶能效設(shè)計指數(shù)。例如某新造散貨船實際能效設(shè)計指數(shù)是2.5，而這種散貨船在這一載重噸時的基線能效指數(shù)是2.56，那么此船的能效設(shè)計指數(shù)滿足要求。而如果新船的實際能效設(shè)計指數(shù)是2.7，那么這條新造散貨船的能效設(shè)計指數(shù)就不滿足。
根據(jù)CCS“新造船能效設(shè)計指數(shù)計算方法臨時導(dǎo)則”，新造船EEDI計算公式日前僅適用于以下船型：客船、干貨船（包括散貨船、礦砂船和散貨礦砂混裝船）、氣體運(yùn)輸船、油船、集裝箱船、車輛運(yùn)輸船、輕貨滾裝船、重貨滾裝船、雜貨船、客滾船。其它船型，諸如拖船、調(diào)查研究船、輔管船等的EEDI計算方法還在進(jìn)一步的研究中。兼具兩種船型的船舶，要求采用基線公式較低（要求較高）的那種船型進(jìn)行計算。
同時EEDI計算公式主要適用于傳統(tǒng)的柴油機(jī)帶動螺旋槳的推進(jìn)方式。對于柴油――電力推進(jìn)，燃?xì)廨啓C(jī)推進(jìn)方式不一定適用。
從2013年起，船東和造船企業(yè)可能將不得不遵守一項有關(guān)上述適用于EEDI規(guī)則的新造船碳減排標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)制性協(xié)議。新船建造成本將因此被大大抬高，造船技術(shù)也必須應(yīng)對更高要求。
按照國際海事組織（IMO）推出的能源效率設(shè)計指數(shù)（EEDI），2015-2019年間建成的船舶，碳效率須提高10%，2020-2024年間建成的船舶碳效率須提高20%，2024年后建成的船舶碳效率須提高30%，規(guī)定適用于所有400總噸以上的船舶，將從2013年1月1日生效。
按EEDI的計算公式，對常規(guī)的三艘散貨船（75800t、115280t、180000t）進(jìn)行計算結(jié)果DWT75800t散貨船符合要求有余度；DWT115280t散貨船符合要求無余度；DWT180000t散貨船不滿足要求，同時對三艘常規(guī)油輪DWT分別為115000t、165000t、318000t，按EEDI公式進(jìn)行計算，計算結(jié)果由上述散貨船趨于相同的趨勢。
這一結(jié)論告訴我們，載重量較小的大型肥胖型船舶易滿足EEDI基線要求，而隨著載重量的增大，EEDI越來越不能滿足基線公式的要求。
二、如何實施EEDI的規(guī)則
EEDI的計算方式：
（1）該公式可分為分子和分母兩部分
1、分子部分：表示船舶航行過程中消耗燃油所轉(zhuǎn)化成CO2排放量，其有四部分組成。
第一部分：船舶以一定航速運(yùn)輸某一裝載量的貨物主機(jī)所消耗的燃油轉(zhuǎn)換成的CO2排放量：（如A1）
第二部分：為保證主機(jī)在某一航速，一定裝載量運(yùn)行的狀態(tài)下工作，輔機(jī)所消耗的燃油轉(zhuǎn)換成的CO2排放量：（如A2）
第三部分：當(dāng)船舶設(shè)有軸馬達(dá)和廢熱回收系統(tǒng)時，貢獻(xiàn)的軸功率換算為輔機(jī)燃油消耗減少所轉(zhuǎn)換成的CO2排放量：（如A3），這是對船舶功率的貢獻(xiàn)。
第四部分：采用新的節(jié)能技術(shù)減少的燃油消耗所轉(zhuǎn)換成的CO2排放量：（如A4），這是對船舶功率的貢獻(xiàn)。
A=A1+A2-A3-A4
2、分母部分：船舶的載重量（Capacity）與該載重量下的航速（Vref）的乘積，并考慮了因技術(shù)和規(guī)范要求對Capacity的限制系數(shù)和惡劣海況對航速的限制系數(shù)，也就是A/B=（A1+A2-A3-A4）/B。
從以上公式（簡化）可以看出，對EEDI起決定作用的主要是航速，載重量或總噸位，達(dá)到該航速所需的功率，而采用新型節(jié)能技術(shù)，是優(yōu)化EEDI的一種重要措施。
下面我們從計算方式來分析，如何實施EEDI的規(guī)則。
分析的目標(biāo)是如何使分子值變小，使分母值變大，使A/B的比值減小。為了簡化分析有二個設(shè)定：１、在分析分子（或分母）變化時，假定的分母（或分子）是不變的。２、分式中有一些系數(shù)，這些系數(shù)是來修正各種船型，不同位噸及主機(jī)不同工況、不同海況的，對某一特定船型噸位的船，在某一狀態(tài)下進(jìn)行分析，各項系數(shù)均為某一常數(shù)。
首先從分子來分析：
第一項A1，其是由油耗/馬力×主機(jī)功率――單位總油耗，然后油耗換算成CO2量。在主機(jī)功率一定情況要減少CO2量，必須是油耗/馬力降低或油耗――CO2換算系數(shù)減小，這就要求采用低油耗主機(jī)或油耗――CO2換算系數(shù)小的新燃料發(fā)動機(jī)，這就意味著主機(jī)優(yōu)化減少每馬力油耗或使用清潔能源如低碳油、天然氣，減少CO2排放；
第二項A2，輔機(jī)油耗減少或油耗――CO2量的換算系數(shù)減少這跟第一項A1，一樣意味著機(jī)器優(yōu)化或替換；
第三項A3，對軸帶發(fā)電機(jī)等利用主機(jī)富余功率的裝置，提高工作效率，對廢氣、廢水采用多級利用，減少余熱損失等等，這個貢獻(xiàn)值越大，越能減小分子值；
第四項A4，這一項有許多開發(fā)內(nèi)容，風(fēng)能、太陽能利用，燃料電能的利用，這一數(shù)值的變化，對分子值的變化起關(guān)鍵作用，日韓等國已經(jīng)利用太陽能、風(fēng)能造出節(jié)能型船舶。
對整個分子中功率的有效利用，涉及到許多船配產(chǎn)品的節(jié)能和效率，以及各種自動控制裝置的有效性。主機(jī)由燃油燃燒產(chǎn)出的熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，在這一轉(zhuǎn)換過程中，燃燒的好壞決定著油耗、CO2排量及輸出功率的大小，對燃燒熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，要進(jìn)行自動控制，使其處于最佳狀態(tài)，這就要采用智能化的船舶主機(jī)。從主機(jī)輸出的功率，通過主軸傳遞給螺旋漿，使螺旋漿推進(jìn)船舶向前運(yùn)動，這里要經(jīng)過多級傳動，而經(jīng)過每一級傳動都要損失功率，傳到螺旋漿時，又存在機(jī)漿匹配、螺旋漿效率及空泡效應(yīng)等影響，這里涉及到船配件的節(jié)能、低耗、環(huán)保、低噪，螺旋漿的材質(zhì)尺寸、重量等機(jī)漿匹配的問題以及漿舵節(jié)能裝置的研發(fā)與安裝等問題。同時也涉及到船企裝配工藝的改進(jìn)，如果某一傳動副或軸承安裝得不到位，就將直接影響到最后螺旋漿的推進(jìn)力。
下面對分母B進(jìn)行分析
分母B是載重量（Capacity）與該載重量下的航速（Vref）的乘積，且是分別越大越有利。
載重量（Capacity）的增大，最有限的做法是減少船舶自重，這就要求更新設(shè)計理念，減少強(qiáng)度冗度，優(yōu)化船體結(jié)構(gòu)，采用輕型高強(qiáng)度鋼材。采用各種節(jié)能型的機(jī)艙設(shè)備和甲板機(jī)械，減少各舾裝件的自重等等，千方百計來減少船舶自重。例如，日前日本造的船舶，比我國造的船少用10%的鋼材，以載重噸50000噸的散貨船為例，建造用的鋼材10000噸，減少10%，就節(jié)約1000噸鋼材，不要講建造時節(jié)約1000噸鋼材的材料費，加工費，在船舶的整個運(yùn)行壽命周期中，它要為船東制造多少財富。
航速（Vref）的增大，要增大船舶的航速，必須要使船舶的總阻力R減少。船舶總阻力R=RW+RF+RPV（RW為興波阻力、RF為摩擦阻力、RPV為粘壓阻力），它是一個動態(tài)的量，隨著航速的變化，總阻力中各項阻力的大小是有變化的。首先從船型來考慮，船舶的艏艉結(jié)構(gòu)和線型是關(guān)鍵，例如船艏加了球鼻艏，船體水下二側(cè)舷裝了壓浪板，就能減小RW，這就能給遠(yuǎn)洋船增加約0.6節(jié)的航速，如果艏艉曲線進(jìn)行優(yōu)化能提高航速，對全船的線型進(jìn)行優(yōu)化也能提高航速，所以要提高船舶航速，首先要從船舶艏艉結(jié)構(gòu)及水線以下船型曲線優(yōu)化來考慮。
其次，從船體表面的平潔度、光滑度來考慮減少水中的摩擦阻力RF和粘壓阻力RPV，提高船舶涂裝質(zhì)量減少腐蝕及海洋生物的附吸等等，采用各種保護(hù)裝置防止船體腐蝕，采用耐腐蝕鋼板，及船體氣腔效應(yīng)，使船底氣壓使船水分離，改少船舶阻力等。
在以上分析中，為了簡化，我們是將分子、分母分開考慮，在實際應(yīng)用中，分子、分母中的各種方法一并應(yīng)用，產(chǎn)生的效果將為更佳。
三、當(dāng)前要做的幾項事
首先，由政府職能部門牽頭成立實施新船能效設(shè)計指數(shù)技術(shù)攻關(guān)組，“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合，規(guī)劃出舟山船舶工業(yè)的實施細(xì)則和應(yīng)對措施，以實施新船能效設(shè)計指數(shù)（EEDI）為契機(jī)，搞好船舶行業(yè)的整項，提高行業(yè)的集中度，走出日前造船業(yè)的困境。
其次，是對新船能效設(shè)計指數(shù)（EEDI）的實施進(jìn)行宣貫，EEDI是怎么回事？EEDI的實施對整個船舶行業(yè)會帶來多大的影響？對船舶的設(shè)計、科研單位帶來的影響及如何應(yīng)對？對船配企業(yè)帶來多大影響如何應(yīng)對？對船舶制造企業(yè)帶來多大影響如何應(yīng)對？要使大家提高新規(guī)范實施自覺性，在思想上早認(rèn)識，行動上早準(zhǔn)備，辦法上多設(shè)想。
三、船舶設(shè)計單位，要加強(qiáng)對新船型的研發(fā)，散貨船、油船、集裝箱船這三大船型，按原來的設(shè)計方案，都達(dá)不到EEDI的要求，實施時間逼近，必須加快建立“綠色船型庫”，誰的船型優(yōu)化好，能效低，綠色船型庫全，誰就有市場競爭力。
四、對船配企業(yè)要加大研發(fā)力度，加大研發(fā)投入，提高船配國產(chǎn)率，同時要制造出節(jié)能、低耗、環(huán)保、低噪聲的產(chǎn)品。對船配產(chǎn)品，不光要造得出，更要創(chuàng)品牌。
五、對船舶制造企業(yè)，要轉(zhuǎn)換造船模式，提高造船質(zhì)量，縮短造船的周期，提高鋼材的利用率，降低成本。同時要加大科技投入，制造高技術(shù)含量、高附加值的船舶，造出符合EEDI要求的節(jié)能、低排放的船舶。
以上各條都離不開政府的主導(dǎo)和指導(dǎo)，政府要通過政策、財政、稅收等手段來調(diào)動全船舶行業(yè)的積極性，全面實施EEDI新規(guī)范，提升舟山造船業(yè)的船舶產(chǎn)品的升級換代。
舟山市出口船舶預(yù)警點 傅智業(yè)
2012年8月20日
