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1912年2月，伦敦，人们挤满了泰晤士河上的一个码头，观看Selandia号，这艘轮船可以在没有任何风帆或大烟囱的情况下在水中航行。时任英国皇家海军主管大臣温斯顿·丘吉尔称其为“二十世纪最完美的航海杰作”。然而，随着 Selandia号继续环游世界，一些旁观者惊恐万分，称其为“魔鬼船”。
Selandia号是一艘丹麦的船舶，长370英尺，是最早使用柴油动力的远洋船舶之一。所谓的“魔鬼船”开启了船舶石油动力的新时代；到二十一世纪，世界上将近百分之九十的国际商品都靠着柴油动力船运输。航运业创造了一个令人费解的全球供应链，在这个供应链中，来自地球另一端的苹果通常比来自附近果园的苹果成本更低。
然而，柴油船从未完全淘汰曾经统治至高无上的风帆船。1920年，一位荷兰造船厂制造了一艘名为Avontuur 的帆船，并将其用于运载货物，并在接下来的近一个世纪里一直这样做。到2012 年，Avontuur开始在荷兰海岸运送乘客；九十多岁的她似乎注定要被置于海事博物馆或废品堆。但那一年，一份联合国气候报告警告说，地球正在走向一个极端天气和灾难的时代，在这个时代，不断升级的热浪、火灾和风暴可能成为常态。人类有能力避免这些危机——但前提是他们迅速采取行动结束对化石燃料的依赖。
两年后，曾在石油公司工作过的德国船长Cornelius Bockermann买下了 Avontuur号，并将其作为一家名为Timbercoast的公司的旗舰。他的任务是消除货物运输造成的污染。Bockermann船长亲眼目睹了柴油船的危害。在大多数环境法规无法控制的公海上，Selandia号的“后代”燃烧着数百万加仑炼油过程中遗留下来的浓稠渣油。他知道，航运业是地球上最脏的行业之一，排放的气候污染约占世界气候污染的3%——与航空业一样多。在Avontuur号完成保养后，Bockermann担任船长，雇用了一小部分船员，招募了一些志愿船员，并让船重新投入使用。
Bockermann的公司是建立在一个挑衅性想法之上的公司之一：如果航运的历史可以启发它的未来会怎样？几个世纪以来，货运业一直依靠清洁的风力提供动力——而且它也可以。随着气候危机升级，大流行病暴露了全球供应链的薄弱环节，航运脱碳运动已经蔓延开来。曾经是一些有进取心的理想主义者的梦想，如今已成为初创公司和庞大的跨国公司都在追逐的商机。
2020年2月，人类学家Christiaan De Beukelaer以船友的身份登上了 Avontuur号，当时他正在研究航运环保这一新兴领域。3月17日，他开始航行大约三周时，这艘船上的点阵打印机突然发出了一条紧急信息，这是Bockermann从岸上发出的。“你所知道的那个世界已经不复存在了，”电报写道。冠状病毒封锁已经关闭了数十个国家的边境和港口。De Beukelaer和其他船员现在被无限期地困在Avontuur号上。
在墨西哥湾，他们重新发现了风力运输的艰难现实。“我们绕着圈子转，因为狂风的缘故，风帆上下颠簸，”De Beukelaer说。这艘船曲折行驶了数周，补给日渐减少。水果和蔬菜吃完后，船员们吃的是少量口粮。厨师担心他们会用完炉子的煤气。但在其他地方，大流行病揭示了整个航运业可能有多么脆弱。
2020年，许多港口陷入拥堵，船只被困在海上，商店货架空空如也，顾客等了几个月才能买到汽车和冰箱等物品。次年，帝国大厦大小的集装箱船Ever Given在苏伊士运河中部搁浅。它使欧洲和亚洲之间的航运延迟了数周之久，这似乎是对一个被高耗柴油的庞然大物挟持的世界的隐喻。油价上涨，而运载全球每日石油消耗量近10%的油轮却在等待。
De Beukelaer解释说，航运业的突然出现重新激发了维权组织的活力，这些组织长期以来一直向货主施压，要求他们清理自己的业务。环保组织 Extinction Rebellion的成员衍生出了一个名为Ocean Rebellion的政治艺术团体；它的首次演示将“TAX SHIPPING FUEL NOW”之类的信息投射到邮轮的一侧。2021 年，一个由气候和公共卫生团体组成的联盟发起了“Ship It Zero”运动，呼吁包括塔吉特和沃尔玛在内的大型零售商使用“立即采取措施终止排放”的货运公司来运输他们的产品，并“现在就签订合同，用世界上第一艘零排放船舶运送您的货物。”
1 月，De Beukelaer 出版了《Trade Winds》，这本书讲述了他在大流行期间在海上度过的五个月。他的故事还可以作为清理航运业的请求。他写道，每年运送110亿吨货物需要“相当于5万个伦敦的空气污染”——地球上每个人大约需要运送1.5吨货物。在他看来，消费者和企业必须为他们造成的环境破坏承担责任。他写道，如果风帆船史诗般归来，他们就可以开始这样做了。
风帆动力若要推动航运业向前发展，就需要触及该行业最大的参与者。2018 年，美国最大的私营公司嘉吉公司承诺在七年内将其直接温室气体排放量减少 10%。五个月后，该公司管理着约600艘船的海事部门宣布了一项CO2挑战赛。邀请世界各地的发明家提出减少货船碳排放的新方法。
嘉吉每年运输超过2亿吨货物，包括大豆、化肥和铁矿石。让如此庞大的企业脱碳并不容易；2017年，嘉吉全球运营排放的汽车多达数百万辆。同年，环保组织Mighty Earth报告说，该公司在大型农场吞噬林地的地方购买大豆，从而加剧了南美洲的森林砍伐。由于森林储存碳，因此砍伐森林会产生大量碳足迹。（嘉吉公司曾承诺到2020年在其供应链中消除森林砍伐，但表示现在正在努力实现 2030 年的目标。）
CO2挑战确定了嘉吉可以减少气候污染的其他领域。“我们向所有人开放，”该部门负责人简·迪勒曼(Jan Dieleman)说。“我们有大约一百八十个想法，包括一些疯狂的想法。” 一项提案建议将排放的CO2冻结成干冰。另外有人推荐核动力船。三分之一的电池体积太大，以至于几乎没有货物空间。一些获奖作品听起来和被拒绝的作品一样愚蠢。其中一位来自一家名为BAR Technologies的初创公司，他设想利用飞机式机翼从货船甲板升起近150英尺的风帆。
用刚性风翼为船舶提供动力的想法至少可以追溯到上世纪60年代，当时一位名叫约翰·沃克 (John Walker) 的英国航空工程师在一艘古怪的旧游艇上度过了他的周末。一天，他在驾驶舱里蹦蹦跳跳，想把主帆摆到位，却没注意到一根绳子缠住了他的脚踝。船帆迎风时，绳子把他拉到空中。在那次倒霉事件之后，他开始怀疑为什么帆船在数百年内进化得如此之少。难道没有什么方法可以改进这个由绳索和吊杆组成的混乱系统吗？
1969年，新闻镜头显示Walker——一个修剪整齐、留着胡子的魅力男——掌舵着他所谓的 Plane-Sail 三体帆船。他曾经说过，驾驶这艘船就像驾驶飞机一样。在本应是主帆的地方，四张坚硬的帆笔直竖立在空中，就像百叶窗垂直转动一样；每一个都有机翼的形状并产生向前的推力。他们还允许他以比布帆更多的控制力来驾驭风力：Walker无需将整艘船转动一个角度来迎风，而是通过迎风或摇摆，只需转动一个曲柄，他的翅膀上方头部将旋转成可以驱动船前进、侧向甚至倒退的配置。他开始沉迷于他的创作。“我妻子抱怨说我不是她嫁的那个人，她是对的，”他告诉记者，在19世纪70年代的能源危机期间，Walker想知道他的带翼游艇是否也能帮助解决环境问题。他创立了一家名为 Walker Wingsails的公司，建造了示范船，并在1989年宣传了一款“单人指尖控制”的“翼帆巡航游艇”。他对零排放航运的愿景现在看来远远超前于时代。广告宣称：“仅使用免费清洁的海风，Walker翼帆技术可以为控制污染和温室效应做出宝贵贡献。” 1991年，纽约时报认为他的带翼创新是“滑入港口的最激进的帆船”。但并非所有评论都是正面的。几年后，当一家航海杂志质疑他的机翼性能时，Walker以诽谤罪提起诉讼，并卷入了一起备受瞩目的案件。虽然他最终赢了，但他的公司却破产了。
大约在21世纪之交，船舶设计师出于不同的原因试验了翼状帆：他们想打破赛艇的速度记录。美洲杯帆船赛是美国最负盛名的游艇奖项，参赛者展示了刚性翼帆和水翼的组合，就像水下飞机的机翼一样，推动游艇在水面上行驶。这些带翅膀的双体船看起来像掠过鱼群的海鸟，事实证明它们的速度如此之快，以至于在2010年的杯赛中，它们独树一帜。在比赛禁止参赛者在水箱或风洞中测试他们的模型后，许多团队采用计算机建模并创建了游艇滑过虚拟海洋的精心模拟。
在2017年美洲杯帆船赛之前，一支英国队聘请了一群工程师并制造了世界上最强大的翼帆之一。他们的参赛作品输掉了比赛，但设计师们并没有准备好分道扬镳，而是剥离成立了BAR Technologies。团队决定，“我们不会失去所有这些优秀的人才，我们也不会失去所有这些模拟工具，”公司首席执行官约翰·库珀 (John Cooper) 说。一年后，它赢得了与嘉吉公司的合同，将其专有翼帆 WindWings 安装到一艘散货船上。
根据BAR Technologies的模拟，改装有翼帆的柴油船可以减少多达30%的燃料消耗。为海运公司提供咨询的独立智库sinintef Ocean的首席科学家伊丽莎白·林德斯塔德(Elizabeth Lindstad)对这一数据进行了分析，她认为这是乐观的，但也是可行的，至少在风向合适的贸易路线上是可行的。麻省理工学院造船与机械工程教授保罗·斯克拉沃诺斯(Paul Sclavounos)对此表示赞同。他说，这种规模的节省可能会重塑航运经济。包括嘉吉在内的许多跨国公司从造船厂租赁船只并支付燃料费用。为一艘散货船提供燃料每天的成本可能超过两万四千美元；一家为一艘船增加翼帆的公司每天可以节省数千美元，并且“在一两年内收回投资，”Sclavounos解释说。然后，机翼仅需维护费用即可提供数十年的推进动力。“这显然是一种相对便宜的技术，”他说。“这很有道理。”
风力推进对某些船舶的帮助要大于其他船舶。根据国际清洁运输委员会的一份报告，集装箱船约占航运排放量的23% ，但很难将风帆挤到堆满金属箱的甲板上。相比之下，约占航运排放量19%的散货船是风力推进的完美实验所，这要归功于其露天甲板和相对较小的尺寸。对于承载汽车、卡车和火车等车辆的更专业的船只也是如此。这些滚装船在驶入港口时不需要起重机的任何帮助，而且它们倾向于将货物存放在货舱中，从而在甲板上留出足够的空间用于航行。
当然，你不能只是把飞机机翼拍在船的甲板上就指望它能起作用。飞机的机翼提供升力，但依靠喷气发动机提供推力;相比之下，翼帆必须自己提供推力。工程师们现在正在研究他们可以在船的甲板上塞多少个机翼，以及在不威胁船只稳定性的情况下它们可以飞多高。有些人正在建造折叠或伸缩的翼帆，这样它们就不会撞到桥梁或港口岸吊。嘉吉计划于7月初在商业航线上试用其第一套 WindWings；BAR Technologies今年还在Berge Bulk拥有的一艘船上安装了 WindWings。Cooper说，“如果你快进三四年，我们正在考虑建造数百个机翼。”
一艘改装了翼帆的柴油船将比同类船污染少得多——但它仍然不干净。“我们知道单靠风不能使我们实现零碳排放，”Dieleman说。未来，船舶可能需要将肮脏的燃料换成低碳足迹的替代品。嘉吉有四艘生产中的甲醇船，甲醇在海上产生的排放量要低得多。不过，目前市场上的大部分甲醇都是“棕色”的，Dieleman 说——换句话说，是由化石燃料制成的。生物甲醇可以用农业废料或海藻制成，另一种燃料绿色氢可以从水和清洁电力中产生。但它们仍然是一种Unobtanium（电影阿凡达中的一种矿物元素），因为还没有人想出如何以低成本生产数万亿加仑的燃料。
话又说回来，为什么不完全重新考虑货船——从龙骨向上——以便从风中榨取尽可能多的能量？sintef Ocean的科学家 Lindstad和她的研究伙伴认为，未来的船舶应该将风力推进与减少阻力的细长船体结合起来。他们估计，以这种方式设计的一些船只可以减少多达50%的燃料使用。货船可能还需要规划新航线，跟随在柴油时代基本上被忽视的信风。
几个月前，我前往新斯科舍省的卢嫩堡，这是一个以渔业和造船厂而闻名的加拿大港口城市，会见了最近搬到那里的可持续航运企业家Danielle Southcott。我们见面的那天，在一个用作活动空间的阁楼里，她正在向大约五十人介绍她的公司Veer Group，其中大部分来自当地航运界。人群模糊不清，包括皮夹克、邋遢的胡须、有趣的眼镜和针织帽：很有艺术气息，但也穿着得体，可以雕刻后桅或从船体上砍下一些藤壶。33岁的Southcott恰到好处——她一身黑，每次低头看笔记时，她长长的黑发遮住了脸。
当她在屏幕上闪现出一艘帆船的渲染图时，我能感觉到房间里集体的困惑。它看起来像是传统三桅帆船的幽灵，没有可见的电缆或绳索。
一个男人举起了手。“我没有看到任何操纵系统，”他说。
Southcott解释说，Veer使用的是一种名为DynaRig的帆船系统，该系统已经在两艘豪华游艇Maltese Falcon和Black Pearl上进行了测试。虽然帆是由布而不是刚性板制成的，但它们与翼帆有一些共同点：它们的形状很像宽阔的飞机机翼，并通过计算机控制。每根桅杆都可以旋转一百八十多度。
Southcott说，Veer的第一艘船的理想货物应该是名牌鞋之类的东西：它们加价高而重量轻，客户会为最新最好的商品支付高价。想象一下时尚达人，她继续说，他们愿意为净零交付支付高价。根据设计计划，仅靠风力，这艘船就可以达到18节的速度。当她向穿钢头靴的听众解释她的细高跟商业模式时，气氛似乎从怀疑转变为欣喜。她质疑航运业的一个基本假设——越便宜越好——并设想了一个新的假设：越好，就越好。
那天晚上晚些时候，一些观众逃到了一家破旧的木制酒吧，叫做 Knot，我偷听了两位船长对集装箱船劣质的吐槽。他们观察到，采用圆形船体的船只会更省油，但它们像钢箱一样建造以节省资金。酒吧的智囊团一致认为，从技术角度来看，Veer式的船会运行得很好——一个人甚至向 Southcott保证，港口的龙门吊可以从船上吊起箱子，能够绕过桅杆而不会将它们撞倒。但他们想知道她是否可以在通常以最低价格竞争的行业中开展业务。
用Southcott 的话来说，高档零售商的关键变量不是成本，而是速度。她告诉我，她在2021年学到了这个教训，当时她经营着一家建造用于货运的木制帆船的公司。她的潜在客户渴望租用一艘净零排放货船——但如果它进展缓慢以至于将交付日期延长了几天或几周，那就不行了。因此，她联系了Dykstra Naval Architects的一位朋友，这是一家设计经典和现代游艇的荷兰公司。在英国格拉斯哥举行的cop26气候大会上，Southcott带来了一艘Veer船的初步效图，该船将由复合材料和钢铁建造。在她宣布创业后不久，她从四个投资者那里筹集了60万美元。她用这笔钱聘请了Dykstra公司的工程师，为第一艘船制定技术计划，并组建了一个启动团队。
Southcott 告诉我，她的投资者现在已经承诺提供超过200万美元的资金，足以让她从银行寻求融资，并向可以建造Veer的第一艘船的造船厂投标。她希望在一个她可以使用不使用化石燃料制造的“绿色钢铁”的国家建造它。如果她成功了，她将在航运业的一个新领域工作——这个领域的规模远小于集装箱船和散货船，但实现零排放的道路更加清晰。Dykstra 的首席执行官蒂斯·尼克尔斯 (Thys Nikkels) 告诉我，有了可以为电池充电的加强型风帆和轮机，已经可以建造一艘速度快、占地面积小的船。“在帆船上，这是非常可行的，”他说。“但这还没有在商业运营的货船上完成过。”
至少还有一个货船可以创新的方向：向上。“你飞得越高，风速就越大，”Oceanbird 的技术总监Mikael Razola告诉我，Oceanbird是一家隶属于航运公司Wallenius Marine的瑞典公司。Oceanbird研究人员使用激光雷达成像绘制了从海洋表面到近七百英尺高度的风压图。该公司为将于明年下水的滚装船设计了机翼，该船将配备六个高耸的翼帆，高度超过一百三十英尺。机翼将与一个特殊的轻质船体配对，该船体符合空气动力学并减少阻力。该公司声称，这种设计将使船舶的排放量减少60%，这是惊人的。但这种效率的代价是速度:在现有航线上，带帆的汽车运输船将比其他船只多花几天的时间。
2月，我打开笔记本电脑，看到上海郊外的一家工厂，那里的工人们正忙着为嘉吉的车队制造WindWings。负责安装的Yara Marine Technologies 的一位代表同意虚拟参观工厂，条件是我不能引用“摄影师”的话——一名工厂工人用他的手机带我参观了工厂。事实证明，语言障碍很大，我的向导主要通过手势进行交流。他通过将手机指向简化的翅膀图开始了他的游览，这看起来像是一些宜家家具的说明。一根桅杆——基本上是一根带臂的金属管——会装有面板来迎风；这个组件将安装在一个可以转动机翼的旋转底座上。这宜家氛围到此结束。当我的向导把他的手机指向上方时，我看到WindWing的巨大钢架正等待填充液压管道和传感器接线，这些传感器将检测气压。
向导带我走到一个焊接平台，工人们在一个倾斜的桅杆周围匆匆忙忙。水平放置，钢架变成了一种巨大的走廊，为在其中工作的焊工提供八或十英尺的净空。当我看着一个身穿白色工作服的人爬进其中一根桅杆的底部时，它的鳞片沉了进去。这个人看起来像一个动作人物。游览继续到附近的码头，桅杆将在那里安装到船上。机翼是如此之大，以至于它们会挡住整个甲板的视线，因此，船员们不再用肉眼导航，而是依靠数码相机。
De Beukelaer 关于他在 Avontuur 上航行的书《Trade Winds》中的一章标题为“船舶地球”。他写道，这颗行星与远洋船只有一些共同之处。地球总是面临新的紧急情况的风险，地球上的居民别无选择，只能利用有限的资源共同努力。他引用了英国水手艾伦·麦克阿瑟 (Ellen MacArthur) 的话，她曾创造了单人帆船最快环球航行的世界纪录。“你的船就是你的整个世界，”麦克阿瑟后来说。“我们所拥有的就是我们的全部。没有别的了。”2010年退出帆船运动后，她创建了一个基金会，致力于创造循环经济，部分目的是消除浪费和气候污染。
De Beukelaer 告诉我，当大风袭击墨西哥湾的Avontuur 号时，船员们为供应减少而苦恼，并寻找非常规的方式来使用他们所拥有的。他们尝试用胶水加固帆。他们用温度计在甲板上四处搜寻，寻找可以尝试太阳能烹饪的地方。当失败时，水手长们为他们的烹饪锅制作了绝缘垫，这延长了他们有限的天然气供应。在为期六个月的航行结束时，Avontuur 号的船员发表了一份联合声明。“我们已经了解到——通过在撕裂的帆上缝补，将磨损的绳子拼接在一起，在有限的资源下发挥创造力——没有什么是真正破碎的，”他们写道。“当您的整个世界都包含在钢制船体中时，解决方案和创新比比皆是。”
文章来源：《纽约客》杂志
