各出口船舶预警点参与企业:
现把高级经济师傅智业在6月11日全市船舶出口企业预警员培训班上讲课材料《谈谈新船能效设计指数》和中船重工经济研究中心王传荣、张端阳撰写的《新规范、新标准促使造船业加速变革》及中国船舶报记者甘丰录报道的《IMO新规风暴考验我国船舶工业》三篇文章印发给你们,这对于了解和应对由国际海事组织推动出台的相关新标准、新公约有一定帮助,可结合企业实际,作一次研读。
舟山市出口船舶预警示范点工作小组
谈谈新船能效设计指数
浙江德兴船舶工业有限公司 傅智业
现代经济的高速发展,给社会带来了文明舒适的生活,人们在尽情地享受现代高度发达的经济社会给人类带来的种种幸福生活,从衣食住行来看,很大一部分人已达到了相当高的生活水平。
人们在享受极大的物质文明的同时,自然界受到了很大的伤害:
1、物质资源的大量耗尽;
2、社会环境变差――污染增加;
3、生态不平衡,物种减少;
现在人们深深认识到要节能降耗,要保护环境,不然人类的地球村就要完了。
船舶运输是全球货物运输的主力军,承担外贸运输90%以上的运输量,但其也是用能大户、污染大户,因此在船舶建造和运行中履行节能降耗,减少污染,也成了各国一件大事。
据全球油船船东协会测算:船运业目前每年消耗20亿桶燃油,排放CO2超过12亿吨,约合全球总排放量6%(全球CO2总排放量200亿吨).业内人士预测,到2020年全球船运将需要4亿吨燃油,温室气体的排放量将在目前的基础上增加75%,也就是CO2排放量超过21亿吨.全球的总排放量超过350亿吨,每过10年,到2030年,全球航运业的排放量将超过36.75亿吨,全球总排放量将为576.4亿吨.
最近几年国际海事组织(IMO)对造船界和航运界提出旨在履行着二大任务的新的标准和规范,要实施船舶安全、节能与环保的新标准,要以各国的社会进步和科技力量为支撑。先进的国家就容易达到新的标准和规范的要求,发展中国家较难达到新标准新规范的要求,这就形成一道技术壁垒,把落后的技术国排斥在“技术门”之外。许多新的造船大国,像中国虽然造船的量比较大,但技术不够精,许多标准一时很难达到,这样在世界范围内对造船业进行重新选择使优者更优,劣者淘汰。
舟山出口船舶预警点第十五期《信息》中刊登了《IMO新规风暴考验我国船舶工业》指出新船能效设计指数(EEDI),目标型新船建造标准(GBS),强制提高新船噪声登记,油船货油舱耐蚀钢标准,未来完整稳定标准以及压载水公约的实施。由国际海事组织(IMO)推动的一系列新标准和公约,如同一场即将袭来的风暴,再次全面考验我国船舶工业,其强度甚至超过共同规范(CSR)和涂层新标准(PSPC)。
现就新船能效指数(EEDI)作一简单讲述:
EEDI――新船能效设计指数,是英语Energy Efficiercy Design Index的缩写。其含义是船舶消耗的能量换算成CO2排量和船舶有效能量换算成CO2排量的比例指数。各种船型不同吨位的商船,其实际能效设计指数必须要小于规定的船舶基线能效设计指数。例如某船舶实际能效设计指数是2.5,而此种船型的某一DWT的基线能效设计指数是2.56,那么此船舶的效能设计指数满足要求。而如果是新造船的实际能效设计指数是2.7,那么此新船的效能设计指数就不满足要求。
“新造船EEDT”设计指数计算方法CCS有个临时指南,其计算方式实际上是一个比例式,形式如A/B。
该公式可分为分子和分母两部分
1、分子部分:表示船舶航行过程中消耗燃油所转化成CO2排放量,其有四部分组成。
第一部分:船舶以一定航速运输一定装载量所消耗的燃油转换成CO2的排放量:(如A1)
第二部分:为保证主机在第一部分所述的状态下工作,辅机所消耗的燃油转换成CO2的排放量:(如A2)
第三部分:当船舶设有轴马达和废热回收系统时,贡献的轴功率与辅机燃油消耗之乘积所转换成CO2的排放量:(如A3)
第四部分:采用新的节能技术减少的燃油消耗所转换成CO2的排放量:(如A4)
A=A1+A2+A3-A4
2、分母部分:船舶的载重量(Capacity)与该载重量下的航速(Vref)的乘积,并考虑了因技术和规范要求对Capacity的限制系数和恶劣海况对航速的限制系数,也就是A/B=(A1+A2+A3-A4)/B。
从以上公式(简化)可以看出,对EEDI起决定作用的主要是航速,载重量或总吨位,达到该航速所需的功率,而采用新型节能技术也是优化EEDI的一种重要措施。
根据“新造船能效设计指数计算方法临时导则”,新造船EEDI计算公式日前仅适用于以下船型:客船、干货船(包括散货船、矿砂船和散货矿砂混装船)、气体运输船、油船、集装箱船、车辆运输船、轻货滚装船、重货滚装船、杂货船、客滚船。其它船型,诸如。拖船、调查研究船、辅管船等的EEDI计算方法通在进一步的研究中。兼具两种船型的船舶,要求采用基线公式较低(要求较高)的那种船型进行计算。
同时EEDI计算公式主要适用于传统的柴油机第动螺旋桨的推进方式。对于柴油――电力推进,燃气轮机推进方式不一定适用。
根据IMO计划及各国实际情况,EEDI的强制实施约在2013年。
新船能效的基线指数按以下公式计算:
EEDI的基线公式,Baseline=a×Capacity-c
此基线公式由丹麦根据LR的Fairpiay中的数据,结合当时初步EEDI计算方式,通过一定假设以Capacity为自变量,采用指数函数的形式向IMO组织提出。通过对现有船型的回归分析,得出其相应的a和c的数值。
干散货船或油船的a、c数值如下:
注:R2表示基线公式的回归结果与所选样本的吻合度,该数值越接近1,表示回归结构越接近样标值。
根据MEPC的计划,基线公式每过一个时间段(m),还将有一定的递减百分比X%。目前X与m的值尚未确定。
A<(1-X%)n×a×Capacity-c
其中n表示针对EEDI的问题船舶可以不修改设计的建造时段数。
按EEDI的计算公式,对常规的三艘散货船(75800t、115280t、180000t)进行计算结果DWT75800t散货船符合要求有余度;DWT115280t散货船符合要求无余度;DWT180000t散货船不满足要求(详见附表1)。
附表1 三种主流按EEDI的计算公式散货船EEDI计算结果
同时对三艘常规油轮DWT分别为115000t、165000t、318000t,按EEDI公式进行计算,计算结果由上述散货船趋于相同的趋势(详见附表1)。
这一结论告诉我们载重量较小的大型肥胖型船舶易满足EEDI基线要求,而随着载重量的增大,EEDI越来越不能满足基线公式的要求。
附表2 三种主流油船EEDI计算结果
因为在EEDI计算公式中,分母B基本是一个定量,变化主要在分子A中,分子中主。辅功率和油耗是相加的,而许多节能及环保措施各项是相减的,相减的数字越大A的值越小就越能满足EEDI的要求。
为了满足EEDI的要求,各个造船大国都在做种种努力,日本等国约有25项项目在研究中。
1、新能源开发利用:风能太阳能、燃料电能等
2、新型发动机研发:天然液化气发动机、多种燃料发动机等;
3、主机优化:减少、NO、SO;提高燃烧值;智能;捕获C分子;
4、余热利用:废气、废水的充分利用;
5、船壳改进,造船新型材料的应用,大规格钢板的应用,加工方法的改进等;
6、船型优化:减少水波阻力;
7、推进系统布置优化:机桨的匹配,主机的配置等;
8、螺旋桨优化:材质、几何尺寸及叶子数的变化等;
9、新材料、新工艺的利用;
10、自动控制:使船舶自动处于航行最佳状态;
11、配套设优化:甲板机械、管系、通导设备等,设备装置的优化;
12、涂料改进、阻力减小;
13、涂装施工要求降低等;
14、替代设备的研发替用等等。