為響應(yīng)海事組織減少溫室氣體排放的戰(zhàn)略，日本大島造船和挪威船級(jí)社簽署了一項(xiàng)長(zhǎng)期戰(zhàn)略合作協(xié)議，共同研究和開(kāi)發(fā)新的散裝貨船設(shè)計(jì)。第一個(gè)設(shè)計(jì)是“大島超高2030”，將能效設(shè)計(jì)指數(shù)（EEDI）降低了50%。與Wartslia技術(shù)集團(tuán)共同開(kāi)發(fā)，于2019年奧斯陸海事展期間推出。
零排放情景
以2008為基準(zhǔn)，海事組織的戰(zhàn)略目標(biāo)是在2050年將航運(yùn)溫室氣體排放總量減少至少50%，并將平均碳強(qiáng)度或每噸二氧化碳在2030年至少減少40%，而目標(biāo)是在2050年減少70%。2050年以后，IMO的最終愿景是盡快在本世紀(jì)內(nèi)逐步淘汰溫室氣體排放。
“為了幫助該行業(yè)實(shí)現(xiàn)海事組織制定的雄心勃勃的溫室氣體減排目標(biāo)，該行業(yè)需要齊心協(xié)力推進(jìn)船舶設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)使同類(lèi)船舶的EEDI減半，為低排放的散貨船制定了新的標(biāo)準(zhǔn)，”DNV GL的銷(xiāo)售和市場(chǎng)總監(jiān)Trond Hodne說(shuō)。
大島和DNV GL之間的戰(zhàn)略合作將持續(xù)到2030年，致力于實(shí)現(xiàn)國(guó)際海事組織的零排放設(shè)想，每年都有聯(lián)合工業(yè)項(xiàng)目，屆時(shí)將邀請(qǐng)其他合作伙伴加入。
今天滿足明天的要求
ULTRAMAX 2030的設(shè)計(jì)最大限度地提高操作性能，同時(shí)利用LNG作為燃料，優(yōu)化船體形狀和硬帆產(chǎn)生額外的推進(jìn)最小化排放。此外，該設(shè)計(jì)還采用太陽(yáng)能電池板和電池來(lái)覆蓋候機(jī)和港口運(yùn)營(yíng)期間的酒店負(fù)荷。在新設(shè)計(jì)中引入的選項(xiàng)陣列包括帶有電池組的軸發(fā)電機(jī)和兩種不同的主發(fā)動(dòng)機(jī)替代方案。第一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)選項(xiàng)是高壓二沖程雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，而第二個(gè)選項(xiàng)是四沖程雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。
根據(jù)主要船東、船隊(duì)概況研究和自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)（AIS）對(duì)貿(mào)易、港口、加油和貨物的分析，40%的主要ULTRAMAX港口已經(jīng)提供了對(duì)LNG碼頭的訪問(wèn)，更多的是在規(guī)劃和建造階段。全世界的操作是使用LNG推進(jìn)的深海船舶的最終要求，目前的可用性允許用Osima Ultramax 2030設(shè)計(jì)來(lái)裝填一個(gè)2000立方米的LNG儲(chǔ)罐，提供13600海里的航程范圍。這足以涵蓋新加坡到南非往返的主要全球貿(mào)易格局。
一個(gè)典型的ULTRAMAX只花費(fèi)超過(guò)50%的時(shí)間在航行模式，而其余的花費(fèi)在等待或裝載/卸載。只有百分之二的主要ULTRAMAX端口的可用岸電功率水平估計(jì)。
考慮到這一點(diǎn)，特別關(guān)注在等待和減少港口的排放，以減少整體的環(huán)境足跡，而不僅僅是在航行時(shí)。
太陽(yáng)的力量
UltraMax 2030設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能電池板安裝在艙蓋頂部，在日照時(shí)間內(nèi)將產(chǎn)生高達(dá)88千瓦時(shí)的電量，其余42千瓦時(shí)由電池供電。這涵蓋了預(yù)期的消費(fèi)高度優(yōu)化的居住區(qū)域負(fù)荷只有130 kWe在“生態(tài)模式”在等待時(shí)間。
總的太陽(yáng)能電池板面積約1500平方米，包括所有艙蓋表面。在白天的88千瓦/天的輸出將提供每年節(jié)省約67000美元，包括燃料和維護(hù)發(fā)電機(jī)組。太陽(yáng)能電池板和電池的回收期預(yù)計(jì)在10年左右。
晚上，在電池放電之前，可以使用電池電源3小時(shí)。每當(dāng)需要充電時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)組將在最佳發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷下運(yùn)行，以對(duì)電池充電并覆蓋酒店負(fù)載。要使電池充滿電大約需要一個(gè)小時(shí)。
航海儲(chǔ)蓄
玻璃纖維增強(qiáng)塑料硬帆產(chǎn)生額外的推力來(lái)補(bǔ)充推進(jìn)力。帆自動(dòng)旋轉(zhuǎn)到最佳迎角，以最大限度地響應(yīng)于變化的風(fēng)力條件的推力。硬帆系統(tǒng)由大島造船公司和三井O.S.K.公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)。
帆高60米，設(shè)計(jì)滿足海上人命安全（SOLAS）能見(jiàn)度要求。帆將在不利的風(fēng)條件下和裝卸期間折疊。Osima與東京大學(xué)一起使用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）分析，使用選定的氣象數(shù)據(jù)在北太平洋一年。預(yù)計(jì)使用帆船可節(jié)省10%的燃油。每年節(jié)省燃料的基礎(chǔ)上目前的運(yùn)行概況估計(jì)為130000美元。
能效設(shè)計(jì)指標(biāo)（EEDI）
EEDI是一種設(shè)計(jì)指標(biāo)，指示船舶在每噸英里的CO2中以特定的吃水速度和速度。新船的EEDI旨在促進(jìn)使用更節(jié)能和污染更少的設(shè)備和發(fā)動(dòng)機(jī)。EEDI要求于2011年作為《防污公約》附件六的修正案獲得通過(guò)，并于2013年生效。
EEDI的最低能效水平將每五年遞增一次，目的是刺激從其設(shè)計(jì)階段影響船舶燃料效率的所有部件的持續(xù)創(chuàng)新和技術(shù)發(fā)展。具體船舶設(shè)計(jì)的技術(shù)選擇由業(yè)界決定。只要達(dá)到所需的能源效率水平，船舶設(shè)計(jì)師和建造商就可以自由使用最具成本效益的解決方案，使船舶符合規(guī)定。
EEDI涵蓋了世界商船隊(duì)中最大和最耗能的部分。這意味著，負(fù)責(zé)國(guó)際航運(yùn)約85%的二氧化碳排放的船舶被納入國(guó)際監(jiān)管制度，根據(jù)IMO.。
一起創(chuàng)造更美好的未來(lái)
ULTAMAX 2030項(xiàng)目的另一個(gè)目標(biāo)是創(chuàng)建一個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn)，最大化業(yè)主的投資回報(bào)率。一個(gè)關(guān)鍵目標(biāo)是通過(guò)應(yīng)用現(xiàn)有技術(shù)盡量減少溫室氣體排放。
“我們的智能海洋倡議強(qiáng)調(diào)了各利益相關(guān)者之間的合作，這個(gè)項(xiàng)目是這樣的合作是多么有效的一個(gè)最好的例子，”Stein Thorsager說(shuō)。
“設(shè)計(jì)是基于該類(lèi)型散貨船實(shí)際運(yùn)營(yíng)中的記錄的操作數(shù)據(jù)，并采用了液化天然氣驅(qū)動(dòng)的雙燃料主發(fā)動(dòng)機(jī)作為兩個(gè)引擎選項(xiàng)之一，連接到一個(gè)動(dòng)力輸出（軸）軸發(fā)電機(jī)和可控螺距螺旋槳（CPP）。
結(jié)果表明，在效率和可持續(xù)性方面，所有的設(shè)計(jì)都優(yōu)于現(xiàn)有設(shè)計(jì)。大島造船公司總裁平田愛(ài)一（eiichi hiraga）說(shuō)：“通過(guò)Wartslia和DNVGL的合作和倡議，提高了效率，改善了環(huán)境性能。
大島單方面不可能出現(xiàn)這種新的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，包括優(yōu)化推進(jìn)、儲(chǔ)能和太陽(yáng)能電池板。它代表未來(lái)的解決方案，使散貨船東能夠遵守立法，同時(shí)也降低運(yùn)營(yíng)成本?！?/p>
滿足這些雄心勃勃的目標(biāo)將需要重大的技術(shù)開(kāi)發(fā)，既是大島的挑戰(zhàn)，也是干散貨市場(chǎng)的領(lǐng)先設(shè)計(jì)師和船廠，而世界上最大的船級(jí)社DNV GL愿意接受。Trond Hodne總結(jié)道：“我們的公司在相關(guān)的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域中有著相當(dāng)大的互補(bǔ)性知識(shí)，這是一項(xiàng)雄心勃勃的發(fā)展所必需的。”
