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知名專家如何看航運業綠色與智能未來

2019-09-19 20:57:32
來源:中國船檢 編輯: 國際船舶網 我有話要說

● 船舶的智能功能是為船員和支持人員提供關鍵信息,以幫助決策的智能分析手段,不應被過度神化。

● 綠色航運,只有高效的“綠色”,才是有意義的“綠色”。

● 氫燃料電池或是未來船舶動力首選。

2019年9月18日,由中國造船工程學會主辦,舟山市經濟和信息化局和中國船舶重工集團公司第七〇四研究所承辦的首屆“中國船舶設計師論壇”在浙江舟山舉行。

本屆論壇以“創新、綠色、智能”為主題,意在促進我國船舶設計水平的提高,推動船舶行業技術發展,促進船舶工業供給側結構性改革,提升船舶工業核心競爭力的同時,發揮人才在科技創新中的引領作用,搭建人才展示平臺,吸引了逾百位業界專家學者參與、討論。

中國造船工程學會首席專家陳映秋做主旨演講,闡述了他對于船舶工業智能化技術發展路徑與工程化應用的一些看法。陳映秋認為,“信息通信+先進制造技術融合”的制造技術智能化,是中國船舶工業轉型的必由之路,“中國制造業份額在全球占比已經超過了20%,卻處于全球價值鏈中的中低端,需要在全球制造業勢力重新劃分的關鍵時期進行產業結構升級攻關,發展高端制造業,由‘高速增長’向‘高質量’發展方向轉變。”

眾所周知,智能海運涉及“船舶、港口、航運和管理”等四個要素的智能化水平,而聚焦到船舶工業的智能化,陳映秋強調,智能(自主)化技術將會對未來(工作)模式產生影響。“比如,隨著人工智能、控制系統和傳感器的日益成熟,自主化技術能夠在航運和船舶領域發揮優勢,航運業對待自主化技術的態度將更快地向好的方面轉變;業界對航運溫室氣體的全球控制,也促成了自主化技術不斷創新發展;此外,由于人為因素造成船舶事故占比極高,自主化也可以減少人為因素造成的事故,但網絡安全對智能航運的挑戰萬萬不可被忽視。”但陳映秋也提醒到,在暢想自主駕駛技術發展方面,要更加理性。“宣傳有利于引起人們對無人或自主技術等話題的關注,但真正意義上的無人駕駛航運目前并不現實,也許可能永遠不會出現。我們可以有不同程度的自主化,但駕駛員控制應是優先級的,因為智能只能為人類賦能,在控制方面不能取代人類。”在陳映秋看來,船舶的智能功能是為船員和支持人員提供關鍵信息,以幫助決策的智能分析手段,不應被過度神化。

對于陳映秋的觀點,中遠海運重工有限公司經營中心副總經理趙志堅表示認同,并表示“綠色航運”,只有高效的“綠色”,才是有意義的“綠色”。“集裝箱班輪公司技術管理部門對綠色智能船舶的要求主要體現在三個方面:第一是能耗的綠色環保,節能減排和增加燃料的利用率是重點;第二則是船舶航行的安全,因為降低航行及設備的安全事故,節省維護成本和事故發生風險也是一種‘綠色’的體現;第三是運營管理的高效,提升船-岸之間的高效協同。”

趙志堅舉例稱:“常規船的機艙通風在各種工況下均是人為確定機艙風機的運行臺數,手動控制,所有風機都是普通定速風機。綠色智能船舶的機艙通風采用變頻風機,風機轉速根據機艙溫度、壓力自動調節。在貨艙通風控制方面,常規船在裝有集裝箱時,人為確定貨艙風機的運行臺數,且所有風機都是普通定速風機,綠色智能船的貨艙采用變頻風機,風機根據其所在貨艙的溫度和二氧化碳的濃度自動調節轉速。常規船舶也沒有軟卸載功能,只有優先脫扣功能,當發電機負荷高于某設定值時,將一些非重要負載進行自動脫扣(供電開關跳閘),當發電機負荷降下來后,人為對脫扣掉的負荷進行復位及上電。而綠色智能船除了優先脫扣功能外,額外提供軟卸載功能,即通過中控軟件程序自動停止或恢復負載(貨艙風機和冷箱)的供電。當發電機負荷高于某設定值時,貨艙風機及冷箱負荷通過軟卸載自動停止工作,貨艙風機收到中控停止命令后停機,對于冷箱來說,其供電開關收到中控命令后斷開,當發電機負荷降低到某設定值時,中控自動恢復供電(貨艙風機收到起動命令,冷箱電操供電開關合閘)。因此,軟卸載優點明顯,它不需要船員全船去復位配電板脫扣開關,減少了船員的工作,迅速穩定。”

目前,業界對氮氧化物、溫室氣體、硫、顆粒物等排放物的限制嚴格,我國也在最近幾年密集出臺各種相關政策,使得船舶工業處于動力變革期,廣州船舶及海洋工程設計研究院首席專家徐文珊就此認為,采用具備高能量密度、高安全性、高效節能環保特性及可再生等特點的能源作為動力源已成為未來新能源船舶的重要發展方向之一。提到船舶新能源典型方案時,徐文珊表示,氫燃料電池或是未來船舶動力首選。“雖然液化天然氣(LNG)、鋰電池和尾氣凈化系統都有各自優點,比如LNG續航時間長、技術成熟,鋰電池能達到零排放,尾氣凈化系統則成本較低,然而,氫是可再生資源,且易獲得,化學能直接轉化成電能的效率較高(40%-60%),反應產物主要是水,因此,氫燃料電池作為船舶動力的零排放效果好,效率高,而續航時間較于鋰電池也長,此外,其振動噪音低、模塊化設計、安裝和維護方便。目前,國內外多家船級社均頒布了相關規范,國際海事組織(IMO)的議程上有關海上燃料電池應用的國際準則目前也在制定中。”

對于氫燃料電池應用于船舶的展望,徐文珊表示,近期需攻克“高壓氣態儲氫+質子交換膜燃料電池”技術,實現氫動力船示范運營;中期應研發高效儲氫技術、研發氫內燃料機,使其應用于多種短途中小型船舶;遠期則進一步研發船用固體氧化物燃料電池,逐步研發長續航中大型船舶。通過氫能產業鏈的技術發展,未來10-15年內,氫燃料動力或將更經濟、更安全,其作為動力也將有更大的續航能力和更高的使用效率。

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