RightShip：消涡鳍和防污涂料也能改善船舶GHG评级

航运业正致力于实现国际海事组织（IMO）设定的2050年前后净零排放目标，目前面临的挑战就是如何加速脱碳化进程。脱碳化的实现不仅是一个宏大的愿景，更是具体的行动。RightShip通过数据分析和技术应用，探究了两种减排技术对于脱碳化做出的可量化收益。

为加速脱碳，船东提高能源效率是当务之急

随着法规和技术的不断进步，当务之急显而易见：整个航运领域的利益相关者必须立即行动起来。对于船东而言，通过优化船舶以达到最佳效率，即可以取得显著收益，也为可持续化的未来奠定基础。

提高能效在很大程度上取决于节能设备（ESD）的应用。如果选择得当，ESD能够显著提升环保性能、减少油耗和排放，同时为船舶的未来燃料转型提供准备。这些收益将帮助船东和管理者节省成本、提高GHG评级，并为未来的船舶发展做好准备。

自2013年以来，RightShip GHG评级已为越来越多的租家、船东、金融机构使用，同时也是很多港口激励政策使用的评估方式。GHG评级激励了航运业对节能设备（ESD）的投资，推动整个行业在脱碳化方面取得进展。查看十多年的数据，RightShip可以发现这些投资的明显趋势。特别是在散货运输行业，在过去十年中，ESD的应用率稳步上升，这表明该行业对提高能效和减少排放的承诺不断增强。

关键节能装置：消涡鳍（PBCF）和低摩擦防污涂料

RightShip GHG评级数据显示了螺旋桨消涡鳍 (PBCF) 的节能潜力， PBCF可提高约1.5%的船舶能效，这一收益虽看似不大，但由于 PBCF的安装成本较低，使其产生了重要效果。

然而，用 流体动力学（CFD）计算以量化 PBCF产生收益的费用，通常超过了其设备本身的成本。因此，船东很少提交安装消涡鳍的CFD数据，这些改造很少计入现有船舶设计能效指数(EVDI)或现有船舶能效指数(EEXI)的减排量，所以这往往对船舶的GHG评级不能产生影响。

低摩擦防污涂料前景广阔，但未得到充分利用。由于藤壶、藻类和软体动物等海洋生物会在船体上长期积累，增加航行时的阻力，导致在恒定功率输出下船速下降，或为保持船速而增加了燃料的消耗。虽然传统的防污涂料也可以控制船体污底，但在对比下，低摩擦防污涂料可以更有效地减少阻力，提高运营效率并减少排放。RightShip的最新数据显示，船舶应用低摩擦防污涂料的数量呈上升趋势，越来越多的船舶在涂料寿命到期后选择重新应用新型的低摩擦防污涂料。

然而，目前很难根据现有的评级系统对涂料进行评估，而且低摩擦防污涂料成本高昂，因此船东必须通过提高评级和商业市场认可度来获取涂料收益情况。

评估低摩擦防污涂料增效的挑战：

现有的计算流体力学（CFD）仿真分析技术虽可有效评估消涡鳍（PBCF）或Mewis导管（Mewis Ducts ）等传统节能设备，但在低摩擦防污涂料的增效测算上却存在不足。这些涂料作为新兴技术，在20世纪80年代制定的试航标准中并未得到广泛应用。尽管船舶运营商逐渐认可低摩擦防污涂料在控制无敌方面的增效潜力，但由于缺乏标准化测量方法，使得这种涂料在GHG评级框架内的效益难以被认定。

在RightShip GHG评级中建立对低摩擦防污涂料的认可机制，奖励投资此类涂料的船东，这种奖励不仅是对他们的努力予以肯定，更为推动行业采用高性能防污解决方案创造激励。通过广泛宣传此类涂料的优势，可以有效地将个人贡献与行业实现净零排放的目标更紧密地结合。

RightShip对于两种节能技术的看法

对于消涡鳍（PBCF ）：研究数据表明，安装PBCF的船舶可在功率减少1.5%的情况下，以相同的航速（Vref）航行，无需新的试航或CFD研究。其新的航速Vref可按以下公式计算：

若实际试航或CFD分析显示出更大改进，经验证后也会纳入该计算。

对于低摩擦防污涂料：量化低摩擦防污涂料对船舶速度(Vref)的影响面临独特挑战。RightShip正与涂料制造商HEMPEL、JOTUN、PPG等合作，深入研究相关复杂性。由于驳船碰撞、材料老化及恶劣天气等因素，船体随时间发生变化会影响涂料的效果，对冲了部分涂料带来的性能提升。尽管如此，这些涂料也依然能在一定程度上弥补因船体航行中的阻力导致的效率损失。

RightShip提出的建议方案

1978年ITTC性能预测方法（7.5-02-03-01.4）指导将模型试验完全应用至相同规模的船舶，其中包括阻力预测方面中船体表面粗糙度。不过，该方法承认先进涂料的潜力，在方法第2.4节中指出“对于涂料，必须考虑不同的数值”。与空气润滑或风力辅助推进等可为测试目的而激活或停用的系统不同，涂料是均匀涂覆在船体表面上的，因此很难隔离和测量其确切的影响。

ITTC 7.5-02-02-03 - Resistance and Propulsion Test and Performance Prediction with Skin Frictional Drag Reduction Techniques 中特别提到了通过减少表面摩擦阻力而起作用的均质和非均质技术类别之间的区别。由于涂料效果的展现无法控制，因此需要两个完全相同的模型来研究有涂料和无涂料的表面减阻效果，这是不切实际的。因此，方案中第3节提出这种评估需要在较简单的几何形状上进行。

HEMPEL和HYDRUS提出了量化低摩擦涂料对船速影响的观点，并提交了经IACS级成员批准的试验船的实验结果、证据和计算结果。实验结果表明可在不同航速下降低约7-9%的功率，但具体效果依船而异。

这种方法非常具有挑战性，如：从简单的几何形状到完全应用至船舶上、船舶自身是否适航以及船体表面粗糙度所产生的影响等。ITTC 7.5-02-02-03第5.3节和第5.4节对模拟计算中缺少关键信息“船体表面粗糙度”进行了说明，其中解释了缺少表面粗糙度允许范围∆Cf的原因。然而，船体表面粗糙度是对涂料应用效果的定性直观测量，因此需要按照NACE SP0616-2022 - Standard for Hull Roughness Measurements on Ship Hulls in Dry Dock标准进行监测。

船身准备是涂料应用中最重要的步骤之一。如果没有根据每种特定涂料的需求对船身进行处理，那么涂料终会失去预期的性能。因此，涂料应用的机械和化学基础非常重要，可根据 Blast cleaning grades (Sa) of ISO 8501-1或同等标准要求。

RightShip制定了相关指导方案，允许对应用低摩擦防污涂料后的现有船舶设计指数 (EVDI)所计算出的船舶速度-功率曲线进行修改，旨在将自身定位为推动船舶效率改进的推动者。RightShip致力于推动船舶效率改进，突破涂料的防污作用的传统观点，将涂料视为脱碳化进程中不可或缺的一部分。

内容编译：林语桐，信德海事实习生