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电力推进,未来船型设计趋势

 
加入日期:2011年10月20日     点击:1437

     
    面对高油价的大背景,以及航运业每年燃烧3亿吨燃油和将生效的IMO二氧化碳排放协议,船东正在寻找效费比和灵活性都比较高的推进方案。
 
    许多年来,柴-电推进方式主要用于破冰船、旅游船、动力定位船、锚处理拖船和穿梭油船,其他的船型极少采用。“全世界大约5%的船队采用柴-电推进动力,但我们希望能有所增加。”ABB公司船舶业务部门副总裁Alf Kare Adnanes说。直到最近,船舶很少有理由采用高附加成本和复杂的柴-电推进系统,除非需要满足生活舱室的高负载要求,或者需要自由重新安排机舱空间以增加负载选择,或者因为必须采用动力定位。
 
    最近的技术进步意味着那些航行模式需要经常变化(但不可能优化直接驱动系统)的船舶,如锚作业船和渔政船,如今也能从柴-电推进系统获益。这些船舶只需要产生所需功率的发动机,且发动机将在最佳效率下运行。
 
     对比直接驱动系统来说,最新一代的柴-电推进系统可以为船舶节省高达30%的费用,但它们仍不是万能的解决方案。在常规货船上,采用柴-电推进系统在简单性和效率方面是无法与直接机械驱动系统相匹敌的,因为那些船舶有超过80%的时间是在高功率状态下运行。
 
     然而,瓦锡兰船舶动力技术副总裁Juhani Hunli却认为,选择柴-电推进费用过高的不利因素正在缩小,且过分注重安装费用就可能错过更多其他的效益和机会。“更高的燃油价格和日益增长的对船舶在不同航速和工况下运营灵活性的需求,缩短了投资回收时间,使电力推进对更多的船型更具有吸引力。“电站在运行灵活性、冗余度和多工况运行下的效率方面的优势,可导致低排放和低燃油费用。在某些应用场合,能提供机械布置方面的灵活性也是它的优势。”
 
      ABB公司的Adnanes先生指出,柴-电驱动的旅游船采用气象导航能减少燃油消耗4%,比同等的直接驱动的船舶所减少的燃油消耗更多。此外,全球贸易的衰落使许多集装箱船为了节省燃油而以从容不迫的航速运行。在未来一段可预见的时间内,燃油价格将维持在高位,这不得不使众多船东对再次提高航速有所犹豫。
 
      很可能还会有提高排放限制的法规对航运业造成冲击(欧盟估计国际航运业的氮氧化物和硫氧化物的排放将于2020年超过陆上产业)。展望更远的将来,在现今新建船舶典型的20年运营生涯中将会发展起来的新技术,更有可能用于产生可直接输送给柴-电推进系统的电力,而不再产生易于传给机械传动系统的机械动力。
 
      多发动机的柴-电推进系统的安装,也为低排放的航运业增添了灵活性。例如,挪威船级社执行副总裁Remi Eriksen说过,全球航运业削减排放的最有效途径是燃烧LNG。这将消除氧化硫和微粒排放,消减氮氧化物的排放达90%,减少二氧化碳的排放15%-20%。
 
       缺点是圆柱形LNG存储罐的尺寸会损失货物空间。在多发动机的柴-电推进系统中,只要有1台或2台发动机燃用LNG就能使货物空间的损失最小化,同时使船舶能在低排放区域和环境敏感港口运行。
       展望将来,燃料经济性、减少排放、运营效率和冗余度将可能是船舶设计主要考虑的问题。如果对柴-电推进系统有若干创新,使费效比高的不利情况有所缓解,而重量、舱容和运营优势有所增强,那么将会有更多的船型从柴-电推进系统的电站中获益。
 
 
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