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        近日,在浩瀚的大海上,一艘30萬噸超大型原油船正在揚帆遠航

        2022-10-24 01:13 | 云南生活網

        據新華社報道,近日,在浩瀚的大海上,一艘30萬噸超大型原油船正在揚帆遠航。這是配備中國第二代自主研發風帆裝置的“新伊敦”號,該船在營運中預計可節約燃油消耗約9.8%。

        上游新聞注意到,在現代化大型遠洋船舶上安裝風帆,如此復古的造型已經成為全球船舶航運界的新流派。日本、德國、荷蘭等國家都在進行現代化帆船的研發。而在硬質翼面帆船的研究方面,中國后發制人走到了世界前列。

        新一代風帆船可節約燃油9.8%

        據了解,“新伊敦號”是大船集團為招商輪船精心打造的新一代節能環保型超大型原油船,配備第二代風帆裝置,綜合性能指標世界一流,是新一代節能降耗船型的典范。

        “新伊敦號” 圖:國資委官網

        據大船集團超大型原油船項目組項目經理李吉明介紹,“新伊敦號”安裝的兩對大型硬質翼型風帆,由中國科研團隊自主研制,風帆升起高度近40米,單翼總表面積達1200平方米,帆葉結構采用了碳纖維復合材料,輕質、高強、高耐海洋環境。

        風帆的智能控制系統可實現風帆一鍵升降、自動旋轉等功能,能夠根據航行環境、運動狀態等實時數據,自動調整控制策略,使風帆自動尋找最優角度,實現智能化精細控制,有效提升翼型風帆助推效率。

        以“新伊敦號”以經濟航速營運中東至遠東航線為例,使用第二代風帆裝置,預計節約燃油消耗約9.8%,減少碳排放約2900噸。

        “新伊敦號”在海上航行 新華社視頻截圖

        “二期風帆船成功交付,是全球范圍內第一艘大型VLCC船舶上首次采用碳纖維的硬翼風帆,較上一代船型,“新伊敦號”更加注重船舶的運營性能優化,降低燃油消耗,增強船舶在風浪中的航行性能。”李吉明說。

        中國船級社大連分社副總岳孟強介紹說:“風帆二期將在一期成功的基礎上,讓翼型風帆助推系統進行成熟的工程應用,形成風力助推技術的產業化、工程化解決方案。產業化以后,翼型風帆助推系統可實現固定模具的批量生產與成本控制,將為國家節能減排作出更大貢獻。”

        一期風帆船設計借鑒鄭和船隊

        李吉明口中的“上一代船型”,指的是大船集團打造的一期風帆船“凱力號”。

        2008年,在工信部的支持下,我國成立了第一個風帆研究設計團隊,由中船重工702所負責設計研發。2015年中國風帆技術示范應用開發項目正式啟動,對風帆助力航船進行大量的研究,屬于國家高技術船舶科研計劃項目。

        2018年,由中船重工研制、大連船舶重工建造的世界第一艘以風帆作為助推動力的“凱力號”大型油船成功交付,載重量達30.8萬噸,填補了國際上30萬噸級大型風帆船舶的空白,成為當時最大噸位的風帆助力船舶。

        “凱力號”有2個硬質翼面風帆,中船重工設計師借鑒了鄭和船隊的風帆,在“凱力號”巨輪的兩舷位置各安裝了一部大型翼型風帆,利用空氣流過前后表面的速度不同,從而產生強大的壓力差,通過不斷調整風翼的迎風角度來控制船只的行進。“凱力號”用于加工回轉底座的數控重型臥式車床采用了國內最大、加工能力最強的車床加工工件,最大長度為15米,最大直徑達到了5.6米。

        “凱力號”依靠海上風力,大大降低了船舶發動機的負載功率,平均每天可節省3%的燃油消耗。“凱力號”超大型原油船滿載排水量高達35萬噸,一天就要耗費70到90噸燃油,風帆助力一天可節油2-3萬噸,節能減排效果顯著,因此被稱為“水麒麟”。

        新聞背景

        風帆船舶重回航海視野,中國后發制人

        “長風破浪會有時,直掛云帆濟滄海。” 帆船一直伴隨著人類歷史發展。我國作為世界上最早利用帆船的國家之一,有著兩千多年利用風能驅動帆船航行的歷史。

        風帆航行在19世紀達到全盛,卻在20世紀逐漸被蒸汽機和內燃機取代。近年來,由于全球航運環保與節能的需求,傳統的風帆動力船的研究又被推上了現代航運的前臺,風能作為一種可再生能源重新煥發了活力,以其高性價比再次成為各國對船舶推動力和節省能耗研究的新方向。

        其中,中國、日本、歐洲在此方向的研究與運用走在了世界的前沿,風帆再次以嶄新的姿態回到了我們的視野。據中國船級社相關技術專家介紹,目前風帆助推船主要是兩大的流派,一種叫硬質翼面帆,另一種叫旋筒帆。

        日本風帆船舶研究起步較早

        現代風帆助力航行研究,日本起步較早,從20世紀80年代就開始致力于風帆助航船研究,1980年建成全球第一艘用現代風帆助航的“新愛德丸”號,載重1600 噸,用2塊卷折式纖維增強塑料風帆,1臺低速柴油機作為輔助動力,兩者配合使用,與載重相同的普通機動船相比,這艘船可節省燃料50%,但運輸時間增加20%,這種風帆船由于噸位過小,還不是真正意義上的現代帆船。

        2020年,日本商船三井與大島造船合作開發建造的風帆動力巴拿馬型散貨船“風挑戰者”(Wind Challenger),預計將在2022年投入運營。這是一艘9.9萬載重噸煤炭運輸船,全長235米,寬43米,通過可伸縮的硬翼帆可以變換利用風能作為推進力,與同類型傳統船舶相比,預計將能減少5-8%的溫室氣體排放,顯著降低了船舶燃油消耗,從而在提高經濟效益的同時減少了船舶作業對環境的影響。

        歐洲風帆船節能研究持續發力

        歐洲也一直走在風帆船舶研究的前沿。德國“天帆”公司一直致力于研發借助風力推動的“天帆”系列船舶。

        2007年,“天帆”公司研發制造了“白鯨天帆號”。“白鯨天帆號”其實并不是真正意義上的風帆船,而應該叫“風箏船”,是用一張面積大概為160平方米的超輕合成纖維帆布,制成了一個外形類似于風箏的雙層可充氣風帆,利用電動桅桿放飛在貨輪外,把它像風箏一樣“放飛”到100-300米的空中,靠風力為船只提供輔助動力。“天帆系統”油耗節省率就可在10%到35%之間浮動,風力最理想時甚至可以短期節油50%。

        2016年,德國風帆公司又研制出了Eship1船舶,該貨輪可以稱為真正意義上的現代旋筒帆船舶。Eship1船舶在船首和船尾位置裝置了四個旋轉式的鋁制轉筒風帆結構。利用風帆來借助風力帶動船只前行,Eship1號的燃料節能效果可達30%。但德國目前風帆船舶技術還未成熟,最大風帆貨輪的噸位只能達到萬噸,只適用于量級較輕的船只。

        Eship1船舶 圖:中國水運報

        除德國之外,其它的歐洲老牌造船國家如瑞典、法國、英國、荷蘭、挪威也進行了現代化帆船的研發。專家介紹,在國際上,硬質翼面帆船的研究主要以東亞為主,旋筒帆船的研究以歐洲為主。目前,高達幾十萬噸級的遠洋貨輪才是節能減排的重點解決對象,在硬質翼面帆船的研究方面,中國后發制人走到了世界前列。

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