各出口船舶預警點參與企業(yè):
現(xiàn)把高級經(jīng)濟師傅智業(yè)在6月11日全市船舶出口企業(yè)預警員培訓班上講課材料《談談新船能效設計指數(shù)》和中船重工經(jīng)濟研究中心王傳榮、張端陽撰寫的《新規(guī)范、新標準促使造船業(yè)加速變革》及中國船舶報記者甘豐錄報道的《IMO新規(guī)風暴考驗我國船舶工業(yè)》三篇文章印發(fā)給你們,這對于了解和應對由國際海事組織推動出臺的相關新標準、新公約有一定幫助,可結合企業(yè)實際,作一次研讀。
舟山市出口船舶預警示范點工作小組
談談新船能效設計指數(shù)
浙江德興船舶工業(yè)有限公司 傅智業(yè)
現(xiàn)代經(jīng)濟的高速發(fā)展,給社會帶來了文明舒適的生活,人們在盡情地享受現(xiàn)代高度發(fā)達的經(jīng)濟社會給人類帶來的種種幸福生活,從衣食住行來看,很大一部分人已達到了相當高的生活水平。
人們在享受極大的物質文明的同時,自然界受到了很大的傷害:
1、物質資源的大量耗盡;
2、社會環(huán)境變差――污染增加;
3、生態(tài)不平衡,物種減少;
現(xiàn)在人們深深認識到要節(jié)能降耗,要保護環(huán)境,不然人類的地球村就要完了。
船舶運輸是全球貨物運輸?shù)闹髁姡袚赓Q(mào)運輸90%以上的運輸量,但其也是用能大戶、污染大戶,因此在船舶建造和運行中履行節(jié)能降耗,減少污染,也成了各國一件大事。
據(jù)全球油船船東協(xié)會測算:船運業(yè)目前每年消耗20億桶燃油,排放CO2超過12億噸,約合全球總排放量6%(全球CO2總排放量200億噸).業(yè)內人士預測,到2020年全球船運將需要4億噸燃油,溫室氣體的排放量將在目前的基礎上增加75%,也就是CO2排放量超過21億噸.全球的總排放量超過350億噸,每過10年,到2030年,全球航運業(yè)的排放量將超過36.75億噸,全球總排放量將為576.4億噸.
最近幾年國際海事組織(IMO)對造船界和航運界提出旨在履行著二大任務的新的標準和規(guī)范,要實施船舶安全、節(jié)能與環(huán)保的新標準,要以各國的社會進步和科技力量為支撐。先進的國家就容易達到新的標準和規(guī)范的要求,發(fā)展中國家較難達到新標準新規(guī)范的要求,這就形成一道技術壁壘,把落后的技術國排斥在“技術門”之外。許多新的造船大國,像中國雖然造船的量比較大,但技術不夠精,許多標準一時很難達到,這樣在世界范圍內對造船業(yè)進行重新選擇使優(yōu)者更優(yōu),劣者淘汰。
舟山出口船舶預警點第十五期《信息》中刊登了《IMO新規(guī)風暴考驗我國船舶工業(yè)》指出新船能效設計指數(shù)(EEDI),目標型新船建造標準(GBS),強制提高新船噪聲登記,油船貨油艙耐蝕鋼標準,未來完整穩(wěn)定標準以及壓載水公約的實施。由國際海事組織(IMO)推動的一系列新標準和公約,如同一場即將襲來的風暴,再次全面考驗我國船舶工業(yè),其強度甚至超過共同規(guī)范(CSR)和涂層新標準(PSPC)。
現(xiàn)就新船能效指數(shù)(EEDI)作一簡單講述:
EEDI――新船能效設計指數(shù),是英語Energy Efficiercy Design Index的縮寫。其含義是船舶消耗的能量換算成CO2排量和船舶有效能量換算成CO2排量的比例指數(shù)。各種船型不同噸位的商船,其實際能效設計指數(shù)必須要小于規(guī)定的船舶基線能效設計指數(shù)。例如某船舶實際能效設計指數(shù)是2.5,而此種船型的某一DWT的基線能效設計指數(shù)是2.56,那么此船舶的效能設計指數(shù)滿足要求。而如果是新造船的實際能效設計指數(shù)是2.7,那么此新船的效能設計指數(shù)就不滿足要求。
“新造船EEDT”設計指數(shù)計算方法CCS有個臨時指南,其計算方式實際上是一個比例式,形式如A/B。
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:船舶以一定航速運輸一定裝載量所消耗的燃油轉換成CO2的排放量:(如A1)
第二部分:為保證主機在第一部分所述的狀態(tài)下工作,輔機所消耗的燃油轉換成CO2的排放量:(如A2)
第三部分:當船舶設有軸馬達和廢熱回收系統(tǒng)時,貢獻的軸功率與輔機燃油消耗之乘積所轉換成CO2的排放量:(如A3)
第四部分:采用新的節(jié)能技術減少的燃油消耗所轉換成CO2的排放量:(如A4)
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,達到該航速所需的功率,而采用新型節(jié)能技術也是優(yōu)化EEDI的一種重要措施。
根據(jù)“新造船能效設計指數(shù)計算方法臨時導則”,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)、氣體運輸船、油船、集裝箱船、車輛運輸船、輕貨滾裝船、重貨滾裝船、雜貨船、客滾船。其它船型,諸如。拖船、調查研究船、輔管船等的EEDI計算方法通在進一步的研究中。兼具兩種船型的船舶,要求采用基線公式較低(要求較高)的那種船型進行計算。
同時EEDI計算公式主要適用于傳統(tǒng)的柴油機第動螺旋槳的推進方式。對于柴油――電力推進,燃氣輪機推進方式不一定適用。
根據(jù)IMO計劃及各國實際情況,EEDI的強制實施約在2013年。
新船能效的基線指數(shù)按以下公式計算:
EEDI的基線公式,Baseline=a×Capacity-c
此基線公式由丹麥根據(jù)LR的Fairpiay中的數(shù)據(jù),結合當時初步EEDI計算方式,通過一定假設以Capacity為自變量,采用指數(shù)函數(shù)的形式向IMO組織提出。通過對現(xiàn)有船型的回歸分析,得出其相應的a和c的數(shù)值。
干散貨船或油船的a、c數(shù)值如下:
注:R2表示基線公式的回歸結果與所選樣本的吻合度,該數(shù)值越接近1,表示回歸結構越接近樣標值。
根據(jù)MEPC的計劃,基線公式每過一個時間段(m),還將有一定的遞減百分比X%。目前X與m的值尚未確定。
A<(1-X%)n×a×Capacity-c
其中n表示針對EEDI的問題船舶可以不修改設計的建造時段數(shù)。
按EEDI的計算公式,對常規(guī)的三艘散貨船(75800t、115280t、180000t)進行計算結果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(詳見附表1)。
附表1 三種主流按EEDI的計算公式散貨船EEDI計算結果
同時對三艘常規(guī)油輪DWT分別為115000t、165000t、318000t,按EEDI公式進行計算,計算結果由上述散貨船趨于相同的趨勢(詳見附表1)。
這一結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。
附表2 三種主流油船EEDI計算結果
因為在EEDI計算公式中,分母B基本是一個定量,變化主要在分子A中,分子中主。輔功率和油耗是相加的,而許多節(jié)能及環(huán)保措施各項是相減的,相減的數(shù)字越大A的值越小就越能滿足EEDI的要求。
為了滿足EEDI的要求,各個造船大國都在做種種努力,日本等國約有25項項目在研究中。
1、新能源開發(fā)利用:風能太陽能、燃料電能等
2、新型發(fā)動機研發(fā):天然液化氣發(fā)動機、多種燃料發(fā)動機等;
3、主機優(yōu)化:減少、NO、SO;提高燃燒值;智能;捕獲C分子;
4、余熱利用:廢氣、廢水的充分利用;
5、船殼改進,造船新型材料的應用,大規(guī)格鋼板的應用,加工方法的改進等;
6、船型優(yōu)化:減少水波阻力;
7、推進系統(tǒng)布置優(yōu)化:機槳的匹配,主機的配置等;
8、螺旋槳優(yōu)化:材質、幾何尺寸及葉子數(shù)的變化等;
9、新材料、新工藝的利用;
10、自動控制:使船舶自動處于航行最佳狀態(tài);
11、配套設優(yōu)化:甲板機械、管系、通導設備等,設備裝置的優(yōu)化;
12、涂料改進、阻力減?。?BR> 13、涂裝施工要求降低等;
14、替代設備的研發(fā)替用等等。