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减排新战略下现有船舶节能改造技术措施2023年减排战略通过后，船舶节能将扮演重要角色，提供多方面的推进路径。中国船舶集团第十一研究所张云嵩CO2运营船舶的温室气体减排是国际海事组织（IMO)、相关国家和组织关注的焦点，IMO海洋环境保护委员会第8 0 次会议（ME P C 8 0）通过了2 0 2 3 年减排战略后，运营船舶面临怎样的处境，有哪些船舶节能改造技术路径能够实施推进，航企应从哪些方面着手？全球海运船队碳排放现状及需求1、全球海运船队碳排放现状IMO海洋环境保护委员会第80次会议（MEPC80）通过了2 0 2 3年减排战略，明确了2 0 5 0 年前后达到净零排放的战略目标，并考虑不同国情；同时设立两个指标核验点：一是到2 0 3 0 年，排放总量比2 0 0 8 年减排2 0%、力争3 0%；二是到2 0 40 年，实现排放总量比2008年减排7 0%、力争8 0%。同时到2 0 3 0 年，实现国际海运温室气体减排新技术/燃料使用比例达到5%、力争10%。相比于2 0 18 年初步战略，其分阶段目标采取刚性的2023.8 CHINA SHIP SURVEY中国船检21I聚焦|Focus总量控制，对全球航运船队带来很大压力。对于船东而言，营运船舶的温室气体减排已成为首要关注重点，同时也是IMO、相关国家和组织关注的焦点，相应的减排公约、规则已正式生效实施。据2 0 2 2 年数据统计，全球船队共产生了约9 亿吨的CO,排放量，占全球总量约3%。其中，6 7%的排放量来自2 0 13 年1月1日前建造的、吨位在40 0 GT以上的现有船舶。这些船舶不适用于船舶能效设计指数(EEDI)的规定,处在法规的“真空地带”。2、全球海运节能减排技术需求据初步统计，在不采取功率限制措施的情况下，全球船队有超过75%的船舶（集装箱船、散货船、油船)将不符合EEXI要求。因此,实现2 0 3 0 年减排2 0%的目标，现有营运船舶采取行动迫在眉睫。对现有营运船队而言，实现履约合规的备选措施和途径主要有以下四大类：（1）轴/发动机功率限制，即降速/功率；(2）更换燃料，即燃动系统改造；（3）以新造船舶淘汰旧船；（4）节能改造，包括碳捕集。船舶节能改造技术方案1、航运脱碳措施的经济性分析国际航运业脱碳必须考虑，甚至首要考虑的即是经济因素。脱离了成本控制，航运脱碳便无从谈起。从经济性角度来看上述四类措施：（1）船舶降速直接成本最低，但考虑到存在很大比例降功率后仍无法达标的船舶，以及降速带来的运力下降和维护成本升高，其适用性存在一定限制。(2）将使用重油的燃动系统改造成低碳/零碳/碳中和燃料发动机，目前国内外尚无太多改造成功的案例，改造成本不可控，且面临燃料供应不足的风险。（3）新造船替代旧船无疑是成本最高的，面临新船造价与建造周期等不可控因素。（4）节能改造是目前相对风险最低、性价比最高的方案，仅对营运船舶进行适度改造或加装节能装置，即可实现节能降耗，满足履约要求，甚至无需采取降速措施，满足船东运力需求和既定营运策略。2、航运脱碳的节能改造技术方案对船舶进行节能改造，核心就是优化船体、螺旋桨、主机之间的匹配，将螺旋桨与水之间产生的推力更高效地用于克服船体阻力。目前主要有以下几种方案及方案组合：(1)船型设计改进(船/船尾)。对于部分老旧船舶，在设计建造初期并未过多考虑船/船尾阻力，对这类船舶进行船/船尾优化，降低兴波阻力和波浪增阻，提升尾流场均匀度，节能效果提升明显。(2）螺旋桨优化。螺旋桨优化措施，具体包括了直接针对螺旋本身的替换高效桨和修削螺旋桨桨叶,以及改善螺旋桨尾流的桨前装导轮/导流叶片和桨装消涡鳍等方案。(3）舵叶优化。以减小阻力、提高舵效为目标的舵叶优化，包括舵剖面优化、剖面扭曲、加舵球、加舵鳍等工艺措施，节能效果1%3%左右。（4）气层减阻。利用空气与水在密度和粘性上的差距，向船底注入气体，在船底形成并保持薄气层，使船底与水有效分离，减小船底湿表面积，显著减小船舶摩擦阻力，降低船舶能耗。节能效果10%左右，但系统较复杂，工程量较大，系统不工作时会有略微增阻。(5）风力助推。目前以风帆和风筒转子为主要方式，包括若干转子、控制模块、监测模块、电气模块等。(6）船上碳捕集（OCC)。未来数十年，含碳能源仍将是主流船用燃料，国内目前已完成全流程的设计开发和性能验证，待实船验证。国内船舶节能改造工程实例截至目前，国内船舶工业界已经在船舶节能改造方面完成了多型船舶的工程实施，积累了丰富的经验。其中，中船(上海)节能技术有限22中国船检CHINASHIP SURVEY2023.810公司在节能装置设计、生产方面市场份额较高，为船东提供一体化解决方案；中船澄西船舶修造有限公司大力开展旧船改造业务，在多型现有船舶节能改造的研究和业务实践中，积累了技术基础和工程经验。根据船舶节能改造工程实践，总结出如下通用标准流程：船型参数分析；流场CFD评估；节能装置选型；节能装置设计与增效CFD评估；水池试验验证（如需）；节能装置设计加工；节能改造工程实施；实船效果验证；数据收集反馈与改进。就整个方案实施工期而言，其中，原船尾流计算分析7 天，节能方案选择3 天，方案优化设计2 0天，模型加工及试验验证6 0 天，产品施工设计及送审10 天，产品制造及检验5 0 天，产品安装2 5天，总计45 个月。若是已有同型姊妹船的现成方案，则可缩短至2个月。1、某2 3 0 0 0 0 DWT矿砂船节能改造工程实例该2 3 0 0 0 0 DWT矿砂船是我国自主开发、具有完全知识产权的一艘大型矿砂船，2 0 10 年交付，存在油耗过高、能效不佳的问题。采取安装前置预旋导轮、螺旋桨割边、桨毂消涡鳍、舵球等组合方案，改造后在设计及压载吃水状态，节能效果明显，在服务航速范围内(12 14kn)，相同航速下可节省主机功率10%左右，相同主机功率下可提高约0.45 kn航速；在75%SMCR功率点，组合形式节能推进方案对螺旋桨转速有一定影2023.8 CHINA SHIP SURVEY中国船检23I聚焦|Focus响，轻转裕度影响约1%；评级达到C，满足履约要求。2、某18 0 0 0 0 DWT散货船节能改造工程实例通过前期计算，该船AttainedEEXI=2.962，而法规要求的Required EEXI=2.398，相差23.5%。结合其他船型数据，通过CFD模拟计算，得出加装导轮和消涡鳍的优化改造方案。实施后，实船营运节油效果（平均15.6%）优于模型试验预报结果(12%)。结论与建议随着IMO碳减排短期措施的实施和2 0 2 3 新战略的通过，未来国际海事立法总体朝着绿色零碳的趋势不断收紧，国际社会对全球航运温室气体减排的严苛力度及紧迫程度不断增长，在当前大目标已经确定的情况下，会不断出台配套措施和强制性法规，从方方面面约束航运温室气体排放。对航运企业而言，当前应从以下几个方面入手，开展自身船队碳减排应对工作：一是尽早摸清各自船队情况，为后续船舶能效措施选择、营运能效评级选择、重点船型的应对、船队建设和更替等方面提前做好策划与安排。二是根据不同船型对EEXI、CII的满足情况进行识别，要重点关注主力船型和较难满足要求的船型。三是对船队中可通过降功率(降速)满足要求的船舶，及早考虑降功率后对其航线及经营的影响。四是对降功率仍不能满足法规要求的船舶，应提前考虑论证相应的节能技术手段，综合考虑成本、经营策略，提早对船期及进坞时间进行安排，或考虑拆船。五是对于在营运船舶，可以采用合适的水动力节能技术进行技改升级，以显著降低营运成本、提升市场竞争力。油轮拆解明年将加速？船舶经纪公司BRS称，2 0 2 3 年或为油轮拆解量极低的最后一年，因为新规将导致从明年开始拆解量走高。截至7 月，已有18 7 艘新油轮订单，其中四分之三是成品油轮，订单量已超过去年水平。在其月度报告中，该经纪公司还表示未来强劲市场导致的油轮拆解量异常低迷的情况将结束。尽管订造新船活动维持较高水平，但在过去一个月里订单呈现出轻微放缓迹象，截至7 月第3 周，总共有19 份订单，其中有11份是MR2和LR2型成品油轮，根据BRS的数据，它们全部来自土耳其和阿联酋的船东。包括意向书和选择权在内，目前估计油轮订单量总共有3 7 3 艘，3 8 3 0 万DWT。这相当于3 4,0 0 0 dwt以上原油和成品油轮活跃船队运力的5.9%。运费高，以及上半年的业绩证实了市场在较长时期内将维持稳定状态。这种盈利潜力也意味着拆解油轮数量异常低。截至目前，今年只有7 艘油轮被拆解，而去年同期为45 艘。如果这种情况持续，2 0 2 3 年将是自19 9 0 年以来油轮拆解量最低的一年，这也意味着平均拆解船龄在2 4至2 5 年之间。BRS预计，从2 0 2 4年开始，拆解活动将加速进行。24中国船检 CHINASHIP SURVEY2023.8