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航运脱碳减排的解决方案——信德海事绿色航运洞察2022-26周

6月16日,信德海事与中国船东协会联合主办了以温室气体减排为主题的绿色航运论坛,集中关注MEPC 78会议结束后,航运公司对最新法规要求和航运脱碳最新趋势的应对解决之道。

此次绿色航运洞察重新回顾了研讨会中介绍的重要船舶减排解决方案。

一、船舶发动机设计公司代表WinGD

船舶发动机是船舶的心脏,在航运业脱碳减排转型的发展中发挥着不可替代的作用。WinGD作为该行业的领军企业,在船舶发动机设计方面有着先天的优势。

WinGD的应用工程总监姜宇锋不仅介绍了WinGD在发动机方面的发展和趋势,还带来了EEXI Engine Power Limitation (EPL)技术解决方案,以帮助船东和船舶运营商满符合即将到来的 IMO EEXI 规范要求,以及混动能量管理和WiDE数字化解决方案。

WinGD最新推出的EEXI Engine Power Limitation技术解决方案,采用可以越控的主机功率限制( EPL ),是现有的、配备 WinGD 发动机的船舶满足 EEXI 规范要求最适合的解决方案。相关软件升级,可以在船舶靠港时1天内完成,符合各大船级社的规范要求。

在WinGD的主营业务船舶发动机设计方面。据介绍,WinGD的发动机的核心技术是以X型发动机和X-DF型双燃料发动机为代表的低速2冲程发动机。

X型机和X-DF型发动机在设计之初就已经考虑了未来可能的替代燃料的改装。所以说这两种机型可以根据需求以较低的成本改装成为甲醇或是氨燃料的双燃料发动机,因此也被称为Future Ready的发动机设计,具有替代燃料改装的一个灵活性。

而现在WinGD最新的X-DF 2.0发动机采用了iCER技术,即智能控制废气再循环,在船舶减排方面更具优势,解决了柴油热效率和甲烷逃逸两个最重要缺点,实现了性能巨大提升。

在未来,WinGD更是为低碳燃料和零碳燃料的发展做好了准备,其中甲醇燃料将在2024年第二季度推向市场,关键技术弹性燃料喷嘴主要来自2017年的一个欧洲的项目上积累而来。而氨燃料发动机目前计划是在2025年二季度推向市场。

除此之外,WinGD为实现2050减排目标,提出了全面解决方案,包括混动能量管理和 WiDE数字化解决方案。

其WiDE数字化解决方案可以实现发动机工作异常检测,节省高达 50% 的 故障诊断排除时间,同时可以利用每一工作循环的发动机数据和快数据增强远程技术支持和性能提升。另外还包括维保优化,采用CBM 优化维保计划,降低维保成本。为船东提供高附加值的服务到目前为止已有超过200 只船舶接入。

姜宇锋表示,WinGD目前正在打造多种解决方案生态系统,不仅仅限于发动机技术:

二、航运脱碳减排数字化解决方案,StormGeo

StormGeo作为提供航线设计、航线咨询及船队绩效管理等船舶解决方案的全球领导者,在最新航运脱碳减排数字化减排方案方面同样也做出了很多的工作。此次研讨会上,StormGeo船队绩效管理方案市场开发经理乔舒元详细介绍了StormGeo目前可以用来改善船舶碳强度打数字化工具。

StormGeo关注到的主要当前CII法规带来的挑战时,传统DCS数据收集方式存在的很多缺陷,包括:

1、按航次统计,无法获取详细的数据用于CII的修正计算

2、用BDN统计全年消耗,BDN短缺以及Sludge被计入消耗

3、定期上传给RO,无法实时获得并监控CII评级结果

在次背景下,StormGeo推出的数字化工具主要借助午报流程,获取足够详细的数据用于CII的修正计算。

还可以通过船端软件自检加岸端每日监控,实现数据的有效和准确,并实现CII结果都每日更新。这样船东和船管公司可以对船队的CII表现实现更精准的管理和分析,对症下药,实现船队的履约和良好表现。

乔舒元表示影响CII的原因主要集中在管理和营运层面,并提出了可以改进的措施,包括:

机务管理

1、IMO-DCS数据准确性 → 数字化工具和服务

2、船体污底/纵倾 → 污底分析/纵倾优化

3、轮机燃油效率及操作 → 发动机状态监控

操作营运

4、船速/气海况/装货量 → 限速/气象导航和航线优化

5、航行距离(航线/停船时间)→ 调整航线

此外,StormGeo的数据化工具中还包括一个CII模拟器,可以模拟一艘船下一个航次的CII表现情况,以此规划下个航次的执行情况。同样也可以模拟一艘船的下一年的CII情况,对一艘船进行年度的规划和计划。

乔舒元强调,数字分析对于船东来说已经不是一项可有可无的工作,对于CII的相关管理来说已经是一项必需要的工具和手段。而“尽早行动,提前适应“是乔舒元提出的最重要建议。

三、船舶节能减排的流体动力系统解决方案

中船集团七〇二所研究员、博导,中船重工(上海)节能技术发展有限公司总经理黄国富在分析了当前IMO船舶温室气体减排相关政策背景后表示,现有在营运船舶与新造船相比能效水平普遍偏低,为了实现2030年减排目标,迫切需要提高现有船舶的营运能效!

而黄国富在此次研讨会中带来的主要就是可以提高船舶能效的水动力解决方案。

船舶从流体动力方面实现减排最核心地方在于船体--螺旋桨--主机之间的匹配,其主要原理是通过最佳匹配使能量得到最佳转换并传递。

为提升营运船舶能效水平,需要多技术组合系统解决方案。主要分成三大部分:

在流体力学角度主要关注的是船和桨的适配,包括:

1、船艏优化,降低兴波阻力和波浪增阻

2、船体尾部线型优化,改善船-桨相互干扰作用

3、气层减阻系统,净节能效果通常达10%以上

4、桨前装导轮、导流叶片等节能装置,节能3%~7%

5、螺旋桨优化——高效桨,增效3%~5%

6、修削螺旋桨桨叶——减轻螺旋桨负荷10%~15%

7、在螺旋桨后方加装消涡鳍节能装置,节能2%-5%

8、高效舵的优化设计,节能效果1%-3%

9、风力助推转子,单套转子节能效果1-2%

而对于现有船舶进行改造的时间,也是船东非常关注的,黄国富给出了详细的时间表:已有现成方案需要约2个月,无现成方案通常需要4~5个月的时间。

黄国富最后对船东和船舶运营商提出了建议:

1、对于在营运船舶,推荐采用合适的流体动力节能技术进行技改升级,以显著降低营运成本、提升市场竞争力;

2、采取螺旋桨割边/换装高效螺旋桨、尾部节能装置等组合节能技术,可实现在营运船节省能耗10%以上;

3、通过加装水动力节能技术,并配合限制轴功率EPL,可以满足IMO提出的2025年在营运船EEXI降低30%的要求;

4、在日渐严苛的环保形势下,在营运船舶的节能技改属于政府鼓励项目,可以享受节能技改补贴。

本周重要资讯概览

设计研发与认证

1、日前,由海德威科技集团(青岛)有限公司自主研发的船舶碳捕获与封存系统(CCS),正式取得由DNV船级社授予的原理认可证书(AIP),成为该领域内全球少数几家获此认可的厂商之一。据介绍,海德威CCS系统具有尺寸小、功耗低、操作便捷等诸多优势,同时拥有多项专利权和软件著作权,能够为船舶应对CO2减排提供节能、高效的解决方案。

2、6月20日,全球领先的储能解决方案公司之一Leclanché SA宣布已完成第三代船用电池系统的开发,旨在满足需求造船厂生产 100% 电动和混合动力船舶。该新系统名为 Navius MRS-3 TM,可以为世界各地服役的各种渡轮、集装箱船和特种船提供动力。

3、6月21日 ,Vallianz Holdings 宣布与Ulstein、Shift Clean Energy和 BV合作设计和建造一艘重型运输船(“HTV”)。该船将由混合动力系统驱动,该系统由替代双燃料发动机和全级电池储能系统组成。

4、6月20日,ABS 向 Keppel Offshore & Marine 原则性批准 (AIP),用于在 Project Sabre 的核心建造以氨为燃料的氨燃料船,该计划由领先的海事组织财团发起,旨在在新加坡开发氨燃料供应链。

5、6月22日,Echandia 宣布与东芝达成协议,开发与电池相结合的燃料电池技术,以加速海事部门的电气化转型。据了解,合作的目标是开发船用燃料电池解决方案市场,专注于极重型应用。

6、近日,韩国造船与海洋工程(KSOE)及其子公司现代重工(HHI)新开发的余热衍生液化天然气燃料供应系统Hi-eGAS(现代高效气体供应系统)获得了DNV的原则批准(AiP) ) 用于 30万吨级VLCC。

新船建造与交付

1、散货船和油轮船东和运营商 Navios Maritime Partners LP 宣布,同意购买两艘液化天然气 (LNG) 双燃料 7,700 TEU 集装箱船,总购买价格为 2.412 亿美元。

这些船可以使用液化天然气或传统船用燃料。预计它们将在 2024 年第四季度交付给车队。此外,Navios Partners 已获得另外两艘 LNG 双燃料 7,700 TEU 集装箱船的两个月选择权,期限相同,于 2025 年第二季度交付。

2、近日,旨在建造两艘到 2025 年交付的氢动力、远程控制和自动驾驶集装箱船的SeaShuttle 项目,从挪威国有企业 ENOVA 获得 1.5 亿挪威克朗(1500 万欧元)的资金。

这一大胆的计划由多式联运和物流集团 Samskip 和海洋机器人专家 Ocean Infinity 领导,设想两艘 SeaShuttle 船在奥斯陆峡湾和鹿特丹之间无排放运行,每艘船都由一个 3.2 兆瓦的氢燃料电池供电。

3、6月24日,商船三井(MOL)宣布与常石造船和三井 E&S 造船已启动一项联合项目,旨在开发和建造一艘以氨为主要燃料的远洋液化气运输船。

该船计划为一艘 40,000 立方米的中型氨/LPG 运输船,配备Mitsui-MAN B&W 型 S60 二冲程双燃料氨主机,目标是通过使用部分氨货物在航行过程中实现二氧化碳 (CO2) 净零排放作为燃料。

替代燃料

1、6月20 日,芬兰航运公司ESL Shipping宣布成为第一家开始在芬兰和瑞典的船舶上使用新型低排放 Neste Marine 0.1协同处理船用燃料的航运公司。与化石燃料相比,经 ISCC PLUS 认证的这种船用燃料可在整个生命周期内减少高达 80%的温室气体排放。

脱碳技术

1、三菱集团在2017年建造的巴拿马型散货船Pyxis Ocean将成为第一艘加装BAR Technologies的风力推进技术WindWings的船舶,加装后与合作伙伴嘉吉公司签订租约。

2、瓦锡兰集团宣布将为欧洲最大的轮渡公司Stena RoRo目前正在建造的三艘新RoPax船提供其混合动力系统。其中两艘渡轮的电池容量将达到11.5兆瓦时,使其成为迄今为止最大的混合动力船。这个电池功率大约是目前常用于混合动力推进的两倍。订单最终在上个月交给我国招商局金陵(威海)造船厂建造,预计在2024-2025年交付。

3、近日,ABS 和卡塔尔德克萨斯 A&M 大学 (TAMUQ)宣布合作开展一项关于碳捕获和全球供应链的里程碑式研究。该项目将研究海上碳捕获技术的潜力。它将探索二氧化碳减排策略以及新兴的陆上二氧化碳减排技术,并建立在液化天然气船上有效捕获二氧化碳的模型。该研究还将研究能源向以氢为基础的经济转型对作为能源出口国的卡塔尔的加工、排放和运输的影响。

4、6与23日,支线集装箱承运商 X-Press Feeders 与减排技术企业家 Value Maritime 签署协议,在其 MV Atlantis A 和 X-Press Elbe两船上安装船载碳捕集装置。

5、6月23日,WinGD 推出了一项新的电池混合动力集成和可持续发展咨询服务 X-EL Energy Solutions。通过首次将二冲程船用发动机控制集成到电气化船舶动力系统中,X-EL Energy Solutions 旨在扩大可从电气化中受益的船舶范围,因为航运业力求提高效率并减少排放。

绿色港口

1、6 月15日,嘉吉在其位于比利时北海港的根特工厂开设了第一家最先进的生物柴油工厂,将废油和脂肪转化为可再生燃料。生物柴油用于航运和货运,有助于减少碳足迹。

2、近日,长滩市议会一致通过了船舶零排放决议 6-0,呼吁实现零排放海运。长滩市议员辛迪·艾伦在 4 月 22 日地球日介绍了该决议,呼吁长滩的主要海运进口商承诺到2030 年用100% 零排放船舶向圣佩德罗港口综合体(包括长滩港)进行停靠。

绿色金融

1、6月21日,Aspo宣布其子公司ESL Shipping与北欧投资银行(NIB)签署了2000万欧元的贷款协议。贷款期限为10年。这笔贷款是 ESL Shipping 投资一系列 6 艘新型、高能效电动混合动力 5,350 载重吨船舶的融资的一部分,该项目于 2021 年 9 月首次宣布。

其他资讯

1、当地时间6月22日,将航运业纳入欧盟碳交易体系(EU ETS)的立法取得重要进展,修订的立法提案在欧洲议会以438票赞成,157票反对,32票弃权的结果正式通过。

2、6月21日,注重ESG发展的数字海事平台 RightShip 宣布和创立于硅谷的创新创业孵化平台Plug and Play开展合作。此次合作使RightShip可以专注于寻找创新解决方案,以促进其作为海运业ESG透明推动者的进一步发展。

3、6月21日,Navigare Capital Partners 和 NJORD(嘉吉、三井和马士基油轮公司之间的绿色技术企业)宣布达成协议, NJORD 将在四艘 Navigare 拥有的船舶上设计和安装定制的节油技术包。该协议是两家公司减排工作的一部分。目标是实现每艘船每年减少 6% 至 14% 的燃料和排放量。

4、6月22日,日本船东商船三井(MOL)宣布成立一家名为 EcoMOL 的全资子公司,该公司将通过数字解决方案通过船舶运营效率立即减少温室气体排放。

5、6 月 22 日,达飞轮船(CMA CGM Group)与新加坡海事和港务局 (MPA) 于 签署了合作备忘录 (MOU),以启动在海上脱碳、数字化和创新方面的能力和解决方案开发方面的合作。谅解备忘录还寻求通过培训和技能发展为未来的海事劳动力做好准备。

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