繼交付全球首艘配備旋翼帆的礦砂船之后，兩家中國(guó)船廠又聯(lián)手合作為淡水河谷交付了世界上首艘應(yīng)用空氣潤(rùn)滑技術(shù)的超大型礦砂船。

兩家中國(guó)船廠合作交付世界首艘應(yīng)用空氣潤(rùn)滑技術(shù)的礦砂船

7月2日，淡水河谷發(fā)布公告稱，其租用船隊(duì)已經(jīng)接收世界上首艘應(yīng)用空氣潤(rùn)滑技術(shù)的礦砂船（VLGC）�？諝鉂�(rùn)滑技術(shù)通過(guò)在船體下方人工生成氣泡，助力淡水河谷進(jìn)一步減少航運(yùn)過(guò)程中產(chǎn)生的溫室氣體排放。

這項(xiàng)技術(shù)被應(yīng)用于32.5萬(wàn)載重噸Guaibamax型超大型礦砂船（VLOC）“維多利亞海洋號(hào)（Sea Victoria）”上，安裝在甲板上的10臺(tái)壓縮機(jī)將空氣注入船體底部的20臺(tái)裝置中，這些裝置會(huì)在船底形成一層氣泡，它們可減少船體與水之間的摩擦，從而減少燃油消耗，進(jìn)而減少碳排放。

“Sea Victoria”號(hào)由江蘇新時(shí)代造船為韓國(guó)泛洋海運(yùn)建造，在今年1月簽字交付。該型船總長(zhǎng)340米，垂線間長(zhǎng)333.1米，型寬62米，型深29.5米，結(jié)構(gòu)吃水21.4米，載重32.5萬(wàn)噸，入級(jí)韓國(guó)船級(jí)社（KR）。

“Sea Victoria”號(hào)的建造過(guò)程已考慮了空氣潤(rùn)滑技術(shù)的適裝。而空氣潤(rùn)滑裝置的安裝則由位于中國(guó)深圳的友聯(lián)船廠（蛇口）有限公司完成，整個(gè)安裝過(guò)程歷時(shí)35天，于6月28日完成。目前，該船正駛往巴西，這是世界上首艘應(yīng)用空氣潤(rùn)滑技術(shù)的礦砂船。

“Sea Victoria”號(hào)上安裝的壓縮機(jī)

空氣潤(rùn)滑技術(shù)由英國(guó)制造商Silverstream提供。淡水河谷與淡水河谷技術(shù)研究所（ITV）及韓國(guó)船東泛洋海運(yùn)進(jìn)行項(xiàng)目合作。“Sea Victoria”號(hào)由上海船舶研究設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，該機(jī)構(gòu)還負(fù)責(zé)空氣潤(rùn)滑技術(shù)的整合。

淡水河谷航運(yùn)團(tuán)隊(duì)透露，此次測(cè)試如取得成功，空氣潤(rùn)滑技術(shù)將有可能會(huì)被推廣到負(fù)責(zé)運(yùn)輸?shù)�水河谷礦石的承租船隊(duì)的其他船舶上。“根據(jù)保守估計(jì)，這項(xiàng)技術(shù)將減少5%至8%的燃油消耗，有望使淡水河谷鐵礦石海上運(yùn)輸中產(chǎn)生的排放每年減少4.4%。”淡水河谷航運(yùn)技術(shù)經(jīng)理Rodrigo Bermelho表示。

淡水河谷啟動(dòng)“生態(tài)航運(yùn)計(jì)劃”提升能效減少碳排放

采用空氣潤(rùn)滑技術(shù)是淡水河谷“生態(tài)航運(yùn)計(jì)劃”的一部分，該計(jì)劃旨在助力公司應(yīng)對(duì)減少碳排放的挑戰(zhàn)，這與國(guó)際海事組織（IMO）的探討方向相一致。去年，淡水河谷宣布，公司致力于到2050年實(shí)現(xiàn)直接（“范圍一”）排放和間接（“范圍二”）排放的碳中和，以及到2035年將“范圍三”排放減少15%�？紤]到淡水河谷本身不擁有船舶，因此航運(yùn)中產(chǎn)生的排放屬于“范圍三”排放。這些減排目標(biāo)與《巴黎協(xié)定》的宏偉目標(biāo)相一致。

為了實(shí)現(xiàn)“生態(tài)航運(yùn)計(jì)劃”，淡水河谷已經(jīng)在今年5月啟用世界上首艘配備旋翼帆的Guaibamax型VLOC“SEA ZHOUSHAN”號(hào)。該船同樣由新時(shí)代造船建造，在太平洋海洋工程（舟山）有限公司完成了旋翼帆安裝，計(jì)劃于7月底抵達(dá)巴西。

“SEA ZHOUSHAN”號(hào)

“SEA ZHOUSHAN”號(hào)安裝的旋翼帆呈圓柱形，每個(gè)旋翼帆直徑4米，高24米，其高度相當(dāng)于一座7層高的樓房。在運(yùn)行期間，由于馬格努斯效應(yīng)，旋翼帆會(huì)根據(jù)船舶的環(huán)境和運(yùn)行條件以不同速度旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生壓力差，推動(dòng)船舶前行。該船共安裝了 5 個(gè)旋翼帆，將使能效提高多達(dá) 8%，每年由此可減排多達(dá)3400噸二氧化碳當(dāng)量。如果試運(yùn)行證明有效，預(yù)計(jì)該技術(shù)可用于船隊(duì)中至少40%的船舶，這將使淡水河谷鐵礦石海上運(yùn)輸中產(chǎn)生的排放每年減少近1.5%。

今年 6 月，淡水河谷還與23家公司簽署了一份諒解備忘錄，以啟動(dòng)將氨作為船用燃油替代物的研究。此外，淡水河谷一直在為采用船用燃油替代物做準(zhǔn)備。數(shù)十艘已投入運(yùn)營(yíng)的第二代Valemax型船在設(shè)計(jì)中均預(yù)留了在未來(lái)安裝液化天然氣系統(tǒng)的空間，包括一個(gè)甲板下隔間，用于容納可供整個(gè)航程使用的液化天然氣罐。“生態(tài)航運(yùn)計(jì)劃”正在開(kāi)發(fā)一種多燃料罐，這種多燃料罐在未來(lái)不僅可以存儲(chǔ)和消耗液化天然氣，而且可以存儲(chǔ)和消耗甲醇與氨。

Bermelho表示，采用旋翼帆和空氣潤(rùn)滑系統(tǒng)等能效提升技術(shù)將減少單位船只對(duì)于船用燃油的需求，并促進(jìn)對(duì)于低碳燃料的使用。對(duì)于Guaibamax型船所做的初步研究預(yù)計(jì)，若改用LNG作為燃料，將減排多達(dá) 23%，而若改用甲醇和氨作為燃料，則將減排多達(dá)40%至80%。

淡水河谷投入大量資金，采用新技術(shù)并更新船隊(duì)，將能效和環(huán)境創(chuàng)新領(lǐng)域最先進(jìn)的技術(shù)納入航運(yùn)。2018年起，淡水河谷將40萬(wàn)噸的第二代Valemax型船投入運(yùn)營(yíng)；2019年起，淡水河谷又將32.5萬(wàn)噸的Guaibamax型船投入運(yùn)營(yíng)。這些船舶均為世界上能效最高的船舶，它們與2011年建造的18萬(wàn)噸的好望角型船相比，可減少多達(dá)41%的二氧化碳排放。

什么是空氣潤(rùn)滑減阻系統(tǒng)？

船底氣泡潤(rùn)滑層

空氣潤(rùn)滑系統(tǒng)是一種利用空氣氣泡來(lái)減少船體與海水之間的阻力的方法。具體方法是使空氣從船的外殼上的小孔中被快速泵出，這時(shí)蜂巢狀的氣泡會(huì)迅速聯(lián)合起來(lái)，并在船體外形成1厘米到2厘米厚的一層空氣層。由于空氣的阻力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于水，因此這樣可以減少輪船航行時(shí)的阻力，以達(dá)到節(jié)約能源的效果。采用這種方法可以減少大約10%到15%的二氧化碳排放量。

空氣潤(rùn)滑減阻系統(tǒng)簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)可以理解為“吹氣泡系統(tǒng)”。在船舶行進(jìn)過(guò)程中，利用空壓機(jī)聯(lián)通管路向船底釋放單元吹入氣泡，形成一層穩(wěn)定氣體潤(rùn)滑層，降低船底與水的摩擦阻力的一種的潤(rùn)滑系統(tǒng)。其目的是為了減少燃料消耗降低二氧化碳的排放。

Silverstream系統(tǒng)通過(guò)生產(chǎn)一層微型氣泡來(lái)，類似“空氣毯”附著在船舶底部。這項(xiàng)技術(shù)可以直接應(yīng)用于新船，同時(shí)也可以應(yīng)用于現(xiàn)有船舶，它的改裝時(shí)間只需要14天。

據(jù)了解，空氣潤(rùn)滑減阻系統(tǒng)由供氣單元（空壓機(jī)）、船底外板氣體釋放單（ARU）、及一系列管路及其附件組成。

系統(tǒng)簡(jiǎn)圖

船底氣泡釋放單元（ARU)

微氣泡

船體下的空氣釋放裝置

隨著國(guó)際海事組織（IMO）對(duì)節(jié)能減排要求不斷提升，降低船舶能耗成為船舶行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。空氣潤(rùn)滑減阻技術(shù)作為一項(xiàng)節(jié)能效果顯著的前沿技術(shù)，憑借其廣泛的適應(yīng)性、顯著的節(jié)能效果，成為船東、船廠和設(shè)計(jì)單位關(guān)注的焦點(diǎn)。據(jù)了解其節(jié)能效果可達(dá)5%-12%，這一出色的節(jié)能效果，成功吸引了設(shè)計(jì)人員的目光。