海洋衛士壓載水

迎戰限硫令大考,中國造船行業交出綠色答卷

2020-01-06 16:59:00
來源:中國水運網 編輯: 國際船舶網 我有話要說

隨著IMO 2020限硫令實施在即,2019年以來,我國造船行業紛紛瞄準高質量發展加快轉型升級,以確保滿足國際公約環保要求,增強自身核心競爭力,譜寫了一曲激昂壯闊的綠色樂章,“綠色”已成為造船行業最鮮明的底色和發展主旋律。

歲陰窮暮紀,共享此豐年。回首2019年,LNG、LPG、雙燃料動力船舶等一系列新能源船舶百花齊放;以超高壓水除銹等為代表的綠色涂裝工藝開啟了我國船舶“塢修2.0”時代;以廢氣洗滌器、柴油機SCR后處理系統、新型船機等為代表的船配市場風頭正勁。為迎戰IMO 2020限硫令大考,中國造船行業交出了一份沉甸甸的歷史答卷。

綠色修造

“工藝+標準”助推行業轉型

工欲善其事,必先利其器。當前,綠色航運浪潮席卷全球,綠色造船技術已成為各國船舶行業的核心競爭力,更是中國造船行業實現高質量發展的關鍵。

船舶涂裝作業是船舶修造過程中最主要的污染源。傳統的船舶除銹主要采取干式噴砂除銹工藝,噪聲大、效率低,在此過程中產生的大量粉塵和噴漆形成的有毒漆霧,不僅污染空氣和水環境,還會危害施工人員健康。為實現船舶綠色涂裝,我國一些船舶修造企業對傳統的船舶除銹工藝進行升級,加快了我國船舶修造行業綠色轉型的步伐。

比如,2019年由江蘇儀征造船廠建造的三峽庫區唯一的大型“綠色”修船裝備——4000噸“紫金山”浮船塢投入運營,首次實現運用超高壓水除銹技術造船,避免了傳統浮船塢在進行噴砂除銹作業時產生大量粉塵污染水體。

在超高壓水除銹工藝領域,舟山萬邦永躍船舶修造有限公司(簡稱“萬邦永躍”)有著引人注目的發展成果。早在2016年3月,萬邦永躍研發成功世界首臺真空超高壓水射流除銹設備“船塢精神”,有效提升了船舶除銹的質量和效率。2019年11月,萬邦永躍推出《船舶維修塢修綠色智能化變革的解決方案》,引領我國船舶修造業朝著“塢修2.0”目標邁進——實現塢修揚塵排放為零、塢修固廢收集90%、塢修廢水排放為零、塢修揮發性有機物(VOCs)收集率為50%。

推進工藝創新是我國船舶修造企業的共同命題,除了采用超高壓水除銹,國內一些船廠還積極研發具有自主知識產權的新工藝,走出了獨具特色的綠色修造之路。

2019年,廣東中遠海運重工累計投入600萬元,自主研發了新型噴砂除銹裝置——水霧防塵噴砂槍,通過在傳統干式砂槍周圍噴射環狀水霧,極大降低作業區的粉塵濃度,并自主研發浮船塢水霧噴淋系統沉降船塢揚塵,從工藝源頭解決了作業區粉塵污染和職業病防治問題。

此外,招商局工業集團2019年加快探索一種更先進、更清潔的除銹工藝——激光清洗。截至目前,招商局工業集團旗下的友聯船廠(蛇口)通過加強與深圳匯澤激光科技有限公司的合作,已研發出系列化激光清洗設備和產品定制化方案,并對20種應用場景和8種形狀零件進行了清洗試驗,有力推動了激光清洗技術在船舶修造行業的應用步伐。

欲知方圓,則必規矩。要實現船舶綠色修造,既要升級傳統工藝,也需要建立船舶綠色修造行業的規范或標準。

2019年7月15日,中國造船工程學會十四屆五次理事會審議通過了中國首個綠色修船行業標準《修船行業綠色船舶修理企業規范條件》(草案),從大氣污染防治、水污染防治、固體廢物防治、噪聲防治等方面全方位規范綠色修船企業的發展,提出綠色修船企業必須建立環境保護規章制度,并使用清潔高效的除銹、抑塵除塵、油漆噴涂工藝和設備等要求,為船舶修造行業實現綠色轉型提供了統一的規范標準。

綠色動力

百花齊放搶抓發展機遇

隨著中國排放控制區的擴容和新的排放控制標準出臺,以及受國際航運市場影響,我國船舶行業2019年持續實施供給側結構性改革。

為適應造船行業綠色發展的新形勢、新任務和新要求,2019年以來,我國政府層面多次出臺相關政策和法規,引導支持綠色造船行業規范有序發展。

2019年11月6日,國家發展和改革委員會產業發展司公布《產業結構調整指導目錄(2019年本)》。在鼓勵類目錄有關船舶方面,明確提出要鼓勵散貨船、油船、集裝箱船等船型實現適應綠色、環保、安全要求的優化升級;并提出鼓勵開發建造滿足國際造船新規范、新標準的船型等17項鼓勵政策。同月,交通運輸部海事局發布《內河船舶法定檢驗技術規則(2019)》,明確了我國內河船長大于等于20米的船舶設計建造、營運檢驗的技術規則,并鼓勵船舶采用電池等新能源。

為了搶抓造船業綠色發展這一時代機遇,國內各船舶設計、制造企業也抓緊研制以低碳高效的替代性燃料驅動的綠色船舶,助力我國造船行業邁向高端。

在船用替代性燃料中,LNG具有顯著的環保優勢。據統計,它可使船舶減少99%的硫和細顆粒物排放量,減少85%的氮氧化物、20%的二氧化碳排放量。2019年以來,我國一些船廠加強技術攻關,在LNG動力船舶領域取得重大突破。

例如,2019年9月,由中船集團所屬滬東中華建造的全球首艘LNG動力超大型集裝箱船“達飛雅克薩德”號下水,并配有我國首次研制的18600立方米MARKⅢ型薄膜式燃料艙。同年12月,由東江湖旅游發展有限公司建造的我國首艘純LNG燃料動力客船——“東江湖金龍舫”輪開航,則填補了我國LNG燃料動力在客運船上應用的空白。

雙燃料船舶作為一種向單一清潔燃料動力船舶過渡的綠色船型,也獲得了不少航運企業的青睞。如2019年11月,廣船國際與瑞典PromanStena航運公司簽署了2+2艘49990噸甲醇雙燃料油輪建造合同,成為國內造船企業承接的首例采用甲醇雙燃料動力的新型船舶,可使船舶減少95%以上的硫氧化物(SOx)和顆粒物以及60%的氮氧化物(NOx)排放。2019年12月,外高橋造船與新加坡EASTERN PACIFIC SHIPPING(EPS)公司簽訂2+3艘20.9萬噸LNG雙燃料紐卡斯爾型散貨船項目訂單,該船將配置有高/低壓供氣系統,廢氣排放滿足NOx Tier III和NOx 2020環保要求,并達到2025年EEDI第三階段要求。

作為船舶節能減排問題的終極解決方案,氫燃料電池、鋰電池等電池動力可實現真正意義上的零排放,是未來高技術船舶理想的動力能源。在其大規模商用仍存在較大成本制約的當下,2019年我國一些船舶設計、建造單位向其發起了挑戰。如2019年12月3日,武漢船用電力推進裝置研究所宣布其自主研發成功全國首臺500kW級船用氫燃料電池系統解決方案,并將在內河開展實船示范應用。其中,該系統核心組部件基本實現自主可控,關鍵性能指標達到國際先進標準。同日,中國船舶集團有限公司則發布了由七一二所研制的國內首艘通過CCS檢驗、純鋰電池動力的“君旅”號300客位電動船,為綠色動力客船的發展指引了方向。

此外,2019年一些較為少見的綠色動力船型或設計也陸續問世,給我國造船行業帶來了新的綠色機遇。

2019年12月3日,中國船舶大船集團與曼恩能源方案、LR共同開發的“C-FUTURE”零碳排放23000TEU超大型集裝箱船正式發布,并獲得LR頒發的AIP證書。該船創新性采用了液氨作為動力燃料,并配合軸帶發電機為船舶提供推進動力和電力供應,使船舶在具備充沛續航能力的同時實現了零碳排放。次日,蕪湖造船廠有限公司則與美國船級社(ABS)、歐德利(Oledy)簽訂三方協議,宣布將共同研發一艘5000立方米的液化石油氣(LPG)船,ABS將為其提供規范認證等服務,這意味著未來我國造船企業在選擇替代性燃料時又多了一種可行的方案。

綠色船配

業界攜手共迎排放大考

船舶配套業作為船舶建造供應鏈上的主要構成部分,決定著整個造船行業的發展水準,船舶建造行業的綠色發展離不開綠色船舶配套產業的支撐。

隨著“限硫令”實施日期的臨近,船舶行業應對IMO排放新規的做法主要有三種——給船舶換用低硫燃油、給傳統動力的新造船舶、現有船舶配備廢氣洗滌器(簡稱“脫硫塔”)或給柴油機加裝SCR后處理系統、以及采用效能更高的船舶發動機。

從2019年造船市場表現來看,對于更多船東或航企而言,與其采用昂貴的低硫油,后兩種方案或許能更好地解決燃眉之急。公開數據表明,2019年在我國船舶配套市場中,以脫硫塔、柴油機SCR后處理系統為代表的相關船舶配套設備銷量大幅增長,給船舶加裝脫硫裝置甚至成為2019年各大修船企業的主要業務。

2019年以來,以中國船舶工業集團有限公司所屬中船動力研究院有限公司、中國船舶重工集團有限公司第711研究所、南通中集能源裝備有限公司、廣東中遠海運重工等為代表的船舶設計、建造企業紛紛參與到船舶脫硫塔項目中來。據克拉克森的統計報告顯示,2019年我國共有36家船廠完成了對1425艘船舶的脫硫塔加裝。全球從事脫硫塔安裝業務最多的10家船廠均來自中國。其中,上海中遠海運重工、招商工業蛇口友聯船廠,華潤大東位列前三。位于后7位的依次為大連中遠海運重工、大船集團山船重工、武船集團青島北船重工、中船澄西、舟山中遠海運重工、舟山鑫亞船舶和舟山萬邦永躍。

在新一輪全球能源變革深入推進的時代背景下,2019年以來,一些船舶設計和船配企業選擇在船用柴油機SCR后處理系統上集中發力,并借此作為進一步豐富企業產品型譜、擴大綠色船舶配套市場份額的有效手段。

船舶發動機作為船舶的“心臟”,是實現綠色造船的重要配套設備。隨著《船舶發動機排氣污染物排放限制及測量方法(中國一階段、二階段)》的第一階段排放標準在2019年正式投入實施,國內一些船機企業紛紛加快了研制高效節能的船舶發動機的步伐。

如:2019年5月31日,濰柴重機股份有限公司(簡稱“濰柴重機”)發布了全系列滿足中國一階段排放標準的船舶發動機,其中,既有改進后燃燒更充分的機械泵柴油機,也有與新能源動力船舶相匹配的電控泵發動機、氣體機和雙燃料發動機,而濰柴重機這批全面升級的船機與之前的船機設備相比,可減少氮氧化合物排放達15%-20%。

當年9月,由中船動力研究院有限公司牽頭研制的全球首臺船用400mm缸徑低速雙燃料機工程樣機正式進入產業化應用階段。該款雙燃料發動機是目前世界上缸徑最小、性能指標最高、最先進的一款綠色環保船用低速機,意味著我國在培養船用低速機的自主創新能力和建立自主完整的船舶配套工業體系道路上邁出了重要一步。

除了廢氣污染,水體污染也是船舶防污重點之一。為了進一步避免船舶壓載水對相關水域生態造成污染或破壞,國內大型船配企業在壓載水處理系統方面,呈現出強強聯合的勢頭。2019年7月,海德威科技集團(青島)有限公司與中國船舶(香港)航運租賃有限公司簽署合作備忘錄,將進一步深化在船舶壓載水處理系統方面的戰略合作。

凡是過去,皆為序章。展望未來,以“綠色”為發展主旋律的中國造船業,將在全球航運業格局深度調整的進程中,在行業發展趨向智能清潔的浪潮中,在砥礪奮進協同創新中繼續譜寫新的時代樂章。

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