据数据统计显示，2021年全年新接造船订单中的绿色动力船舶订单占比达到24.4%。显然，航运业的减排力度在不断加大。今年至今，各大企业也展现出了不待扬鞭自奋蹄的劲头，加快了科技创新步伐，陆续推出了多型符合最新环保要求的“新一代”船型设计。那么，这些公司推出的所谓“新一代”到底新在哪？
传统船型推陈出新
随着环保要求的逐步升级,如何使现有船舶设计更好满足最新要求,是行业当下所面临的巨大挑战。但是航运业这个传统行业的从业者用实际行动向我们展示了他们应对市场变化的智慧与能力，不仅让一众传统船型实现旧貌换新颜，重新披甲上阵，而且战斗力不容小觑。
“新一代”油轮设计概念让所有所需的必要设备都可轻松地安装在甲板上，便于船东改造现有船舶。瑞典船舶设计公司FKAB Marne Design推出的新型中程成品(MR型)油轮设计于近期获得了船级社颁发的原则性认可(AiP)，该设计可将碳强度降低70%，超额实现国际海事组织(IMO)2050碳减排目标。这种开创性的船舶设计融合了液化天然气(LNG)动力、船上氢气生产以及二氧化碳捕获、利用等技术，为氢燃料在船上的应用以及航运脱碳提供了有效途径。据了解，目前关于氢气生产和船上储存困难和成本的考虑压低了航运业对氢气用作船舶燃料的兴趣。该新设计通过在船上生产氢气并使用现成的LNG，省去了对船舶加注和储存氢气的需求，在短时间内大大提升了氢燃料解决方案的可行性，使氢气用作船舶燃料不再遥远。专门开发的燃料电池能够生产更多动力，进一步减少排放。采用该新设计可以逐步增加氢气的使用量，使船舶在整个生命周期内保持最高的CII评级。船舶可以通过100%使用氢气为发动机提供动力或者完全使用燃料电池来彻底实现脱碳目标。通过这种方式船东可以掌控二氧化碳减排速度。
荷兰航运公司JR航运集团公布的“新一代”生态支线船舶(ECO Feeders)设计涵盖了欧洲集装箱支线市场的所有领域。范围包括500TEU、900TEU、1100TEU、1600TEU和2100TEU不等。所有设计都将具备最高冰级符号。。“新一代”生态支线船舶最初将选择使用“超低硫燃料油”作为燃料，同时使用额外的废气过滤措施作为辅助，包括碳捕获等。后期，这些船舶将准备转向其他可持续燃料，如绿色甲醇或合成液化天然气(LNG)。该新设计的主要特点是辅助废气过滤措施；可为绿色甲醇或合成液化天然气的使用做准备；可进一步减少排放；可具备更高的效率——更好的经济表现；可将油耗降低40%～50%。
“新一代”干散货船设计。瑞典航运公司Erik Thun 集团为更新现有船队订购了两艘新的“新一代”干货船舶，本次订单的船舶将按照最新设计建造。新设计将使船舶有效减少燃料消耗，增加货物进气口，减少废气排放，降低噪音水平。此外，新设计还将为船舶配备一个变频器，用于多用途的岸电连接。
除了三大主力船型外，其他船型也陆续推出了“新一代”设计，以更好满足不断变化的市场。例如“新一代”无人水面船舶(USV)。总部位于荷兰的全球最大海洋物探公司之一的Fugro公司已经订购了一艘SEA-KIT XL级无人水面船舶，以支持其未来的北海行动。“Blue Eclipse”号是一系列18米USV中的首艘，这系列USV预计将是全球范围内最长续航能力和更有能力的USV，这些USV将部署在海上能源领域，具有与常规DP2船舶相当的ROV检测性能。配备Fugro Blue Amp电动eROV。“Blue Eclipse”号被安排在英国埃塞克斯海岸的SEA-KIT生产工厂进行建造，计划于2023年初交付。制造商英国SEA-KIT公司表示，SEA-KIT XL无人水面船舶具有7吨的有效载荷能力和强大的系船柱拉力，这使得它适用于牵引扩展和更大的传感器。该船还可以发射和回收各种遥控潜水器及相关有效载荷，还可提供用于船舶系统的大型锂电池UPS不间断电源。这艘新船将采用非巡航系统技术的最新发展，包括其远程掌舵USV控制和监视平台G-SAVI。
新生代聚焦零排放
今年至今，除了传统船型推出了“新一代”船舶设计外，全新的零排放船舶船型设计也是接连出世，为航运业减排带来了更强的信心。
双燃料成标配。为了逐步加大对零碳燃料的应用，双燃料配置成为当下行业首选。“新一代”LNG动力船舶概念设计增添了氨燃料的预留设计，为其他替代燃料上船的组合应用提供了经验。为实现2050温室气体减排长远目标，日本邮船(NYK)下属研发机构Monohakobi技术研究所(MTI)，以及芬兰海事咨询和工程公司Elomatic Oy完成了氨燃料预留的LNG动力船(ARLFV)的概念设计。概念设计从操作方面考虑船舶的规格，包括载重量、航程、船速、燃料量等因素。2021年9月至2022年2月为项目第1阶段，三方设计的氨预留LNG动力船(ARLFV)率先用于汽车运输船和后巴拿马型散货船上。他们将主要聚焦解决的问题包括装载的储罐材料；氨罐的额外放置，因为氨气的储存空间要大于LNG；由于增加的氨罐，船体结构强度和稳性要进一步考虑；向主机供应氨的装置；氨使用的船级规则等。从2022年2月至2022年6月为项目1.5阶段，三方将会把ARLFV概念运用于好望角型散货船和VLCC船型上。从2022年7月至年底为第2阶段，他们将继续与船厂、制造商将这一概念进一步“落地”，反映概念设计中反馈的结果，例如优化燃料舱设计、氨燃料供应装置和船体结构强度。项目目标是在2023年与客户签署氨预留LNG动力船(ARLFV)的合同，并且在2025年建造第一批ARLFV船舶。
甲醇、氨燃料受热捧。在一众零碳替代燃料中，甲醇和氨的应用走在了前端。“新一代”甲醇动力集装箱船设计，该设计不仅一改传统集装箱设计惯例，还有效提升了船舶储货空间和船舶效率。
集装箱航运巨头马士基公司公布的“新一代”以绿色甲醇为燃料的大型集装箱船舶设计。与同规模船舶的行业平均水平相比，该船设计堪称独一无二，单个集装箱运输的能源效率提高20%。新设计船舶长350米，宽53.5米，看起来也与以往任何大型集装箱船不太一样。船员生活区和驾驶台将位于船头，以增加集装箱容量。烟囱将位于船尾，并且仅位于船舶一侧，从而为货物提供更多空间。生活区和烟囱的这种分离也将提高船舶在港口的效率。
“新一代”氨燃料氨运输船设计不仅可以使用船运货物作为船舶燃料，还支持船对船燃料加注。格里格海事旗下的创新分支Grieg Edge、LMG Marin、瓦锡兰合作开发的氨燃料氨运输船获得了船级社的原则性批准(AiP)，计划在2025年前推出第一艘氨气运输船。此外，去年12月，挪威政府资助计划Pilot-E向该项目资助了510万美元。项目的目标是开发一艘名为“MS Green Ammonia”的氨气运输船，将绿色氨(风电制氨)从Berlev?g的一家工厂运输到沿海各个地点。“MS Green Ammonia”计划于2025年投入使用。该型船长约120米，氨装载量为7500立方米，每小时可以装载1000立方米氨，采用瓦锡兰W25DF型氨燃料发动机。
古老“新”技术的大力加持。风帆等古老技术的新应用为航运业零碳转型提供了强大助力。“新一代”客运帆船设计。该设计尽管使用了风帆技术，但实现了可无限航行。克罗地亚DIV集团旗下Brodosplit造船厂宣布开始建造一艘采用电力推进的零排放客运帆船。这艘“电动帆船”是一种三桅纵帆船，长63.50米，宽10米，离主甲板高5.35米，载客量24人。船体和上层建筑由钢制成，桅杆由铝合金制成。不张帆时，该船将由两台150千瓦的电动机提供动力，每台电动机都由一个利用各种不同能源连续充电的电池系统供电。当船舶航速达到6节时，只需要60千瓦的功率，这对于一艘500GT的船舶来说相当不显眼。该船将配备30吨电池，最大容量为2300千瓦时。由于法律要求，船上还将配备两台柴油发电机，仅在有需要或紧急情况下才会开启。该项目于2020年2月启动，由欧盟基金共同资助。该项目旨在研究、开发和建造可运载24名乘客的环保型帆船，在零排放环保设计的基础上开发替代推进技术和能源，以期降低温室气体排放以及空气和噪音污染。
“新一代”水翼集装箱船概念设计解锁了替代燃料应用的新搭配。总部位于美国加州的海事技术初创公司Boundary Layer Technologies公布了其最新零碳排放水翼集装箱船的概念设计——“ARGO”号。该公司计划运营这些船以建立一个零排放的航运服务，可以取代主要的亚洲内部贸易航线的空运。“ARGO”号船型总载重量为200吨，长度为110英尺，容量为20个标准箱，航程可达1500海里，巡航速度为40节，是传统集装箱船的两倍。
“新一代”零排放渡船设计。丹麦渡船运营商Scandlines公司在土耳其Cemre船厂订购了这艘“新一代”零排放渡船，该船船长147.40米，宽25.40米，设计吃水5.30米，可容纳140名乘客，上层和下层都可以运输卡车，较现有船舶运力增加了23%。预计于2024年投入运营，之后将被部署在Puttgarden(德国)-Rodby(丹麦)的航线上。该艘高科技渡轮建成后将成为世界上最长的零排放渡轮。
“新一代”船舶设计百变秀
“新一代”船型的不断涌出，让行业有了更多选择的同时，也使得航运业的减排前进道路上的迷雾得以渐渐消散，前路变得更加清晰，这无疑大大推高了航运业的减排信心。
众所周知，航运业的终极目标是零碳，但零碳不是一蹴而就的，需要一步一步来。显然业界也已就此达成共识。从这些“新一代”船型便可知，行业正在一边着眼于过渡应用，一边着眼于零碳应用的推进。而且计划越清晰，步伐走得越来越坚定。梳理总结“新一代”船型不难发现，目前行业的研究方向主要集中在以下五个方面，首先，增添辅助废气过滤措施，例如碳补给装置等；第二，加装辅助动力装置，例如风帆助力、水翼助力、混合动力(双燃料、电池、光伏、替代燃料)等；第三，加装节能设备，例如用于多用途岸电连接的变频器等；第四，降低船舶阻力，例如船体设计优化和利用减阻技术等；第五，氢、氨等新能源上船等。
以上研究方向中的第五点十分值得注意，这一次具有颠覆性变革的“新一代”船型并不是循规蹈矩的单一性，而是呈现出百花齐放之式。以甲醇动力船型为例，目前已经逐步呈现出多元化。除了以上马士基公司的“新一代”甲醇动力集装箱船设计外，2021年3月，由中国船舶集团有限公司旗下广船国际为瑞典PromanStena航运公司(由全球第二大甲醇生产商Proman旗下船舶子公司Proman Shipping与瑞典油轮运营商Stena Bulk组建的合资企业)建造的49900载重吨甲醇双燃料化学品/成品油船2号船点火开工。该型船是国内建造的首批甲醇/燃油双动力新型环保船舶；全球大型商用甲醇动力船主要由甲醇运输船/油轮构成，甲醇动力集装箱船订单是甲醇动力船型多元化跨出的重要一步；中集来福士与荷兰Van Oord公司签订1+1条大型风电安装船EPC总包建造合同，该船配备大容量甲醇储舱和甲醇双燃料主机，预计2024年交付，将用于欧洲风场施工服务；国内首艘以高温甲醇燃料电池为动力电源的示范游船“嘉鸿01”号在佛山成功首航，该船使用的高温甲醇燃料电池由中科嘉鸿研发。ABB Marine&Ports与Maritime Partners 、Elliott Bay Design Group以及e1 Marine联合签署谅解备忘录，共同开发全球首艘甲醇—氢燃料电池动力内河拖轮“Hydrogen One”号。该船采用了e1 Marine的甲醇制氢技术，将甲醇转化为氢气后送入燃料电池发电。上海船舶研究设计院与意大利船级社(RINA)签署了联合开发项目协议，将合作开发一种能够使用氨或甲醇作为燃料的开创性船舶设计，12月双方联合开发的5万吨甲醇燃料MR油船/化学品船GREEN WHALE OT50获得了RINA颁发的AIP证书，不同于市场上已有的MR专用甲醇运输船，该项目在甲板上布置了一对甲醇燃料罐，使得船舶运营更为灵活。日本住友重工研发的甲醇动力双燃料油轮设计获得了日本船级社颁发的AIP证书，该船采用双壁燃油管道、泄漏检测系统等设计，可确保更高的安全性，防止泄漏和火灾。
显然，目前的大环境为新型船型设计提供了创新的温床，为航运业未来的减排之路奠定了基础。
