返回
打印 在船舶界議論多年的新船能效設計指數（EEDI）這一規則，將于2013年1月1日生效實施。從國家發展戰略層面上看，運輸裝備節能減排優化升級，勢在必行。從造船業和航運業的發展來看，這是一場國際船舶市場殘酷的競爭，迫使中國必須積極應對船舶能效設計這一命題，同時也是一場我國船舶業沒有退路的“爭奪戰”，和一場不容錯過的“機遇戰”。目前由先進國家發起的一場全球范圍內造船和航運的“綠色革命”正悄然掀起，我國的造船界應盡早制定對策，各船舶企業應積極應對，主動參戰，在EEDI這條新的起跑線上占有先機。
國際海事組織（IMO）在《國際防止船舶造成環境污染公約》（MARPOL）附則V1有關船舶能效規則的修正案中，確定船舶能效設計指數于2013年1月1日生效實施，同時允許締約國的主管機關對新船EEDI給予最多不超過4年的寬限期。盡管我國是締約國之一，但是我國已決定不推遲執行，而是按要求在明年就實施EEDI。盡管我國是世界造船大國，也是航運大國，在造船的數量上超過了日、韓，但是，從造船的模式和造船的技術含量上與日韓造船尚存在較大差距。如果我國推遲執行EEDI，不僅會失去參與國際競爭的資格，也不利于我國整個工業體系的健康發展。同時嚴峻的造船市場形勢也讓中、日、韓、歐在船舶訂單上的競爭愈發激烈，誰的設計水平高，船舶能耗低、排放少，節能船型庫全，造價低、工時少，誰就可以多獲得訂單，誰就可以在全球船舶設計的標準制訂中有話語權，誰就可以搶占市場的立足點。如果我國的造船界知難而退，不迎頭趕上，就會進一步落后于日、韓、歐、美，就會受制于人，喪失競爭的優勢，失去市場。
從目前來看，中國現有船型的設計水平與全球平均水平相比，尚有一定差距，如果不進行優化設計和增加節能減排措施，大部分新船就較難滿足EEDI第一階段的要求。我國船舶工業與日、韓先進造船工業國相比，存在諸多的問題。首先是船舶工業結構不合理，船企小而多，產業集中低；低端產能過剩，高端產能不足；其次，船舶配套能力弱，高端船配不足，低端船配過剩，另外，研發投入少，技術人才缺，觀念落后，目光短淺，急功近利等等，更加制約了船舶工業的發展。對此必須以實施EEDI規則為契機，進行行業整頓，淘汰落后的低端產能，提高產業的集中度和造船的技術含量，推行綠色造船，努力躋身于造船強國的行列。
一、何為新船能效設計指數（EEDI）
船舶在大海航行中排出了大量的CO2廢氣污染了全球的環境（據權威部門測算航運界年排放CO2 10億噸，占全球CO2的排放量3-4%），海上環境保護委員會在其第59屆會議（2009年7月13日至17日）上認識到，有必要制定新船能效設計指數，以從船舶設計階段激發影響船舶能效的所有因素的創新和技術開發。新船能效設計指數（EEDI是Energy Efficiercy Design Index英語縮寫），是衡量新船CO2效能的一個指標。新船能效設計指數的原理是根據CO2排放量和貨運能力的比值，來表明船舶的能效；即根據船舶在設計最大載貨狀態下，以一定航速航行所需推進動力以及相關輔助功率所消耗的燃油計算出的CO2排放量（g CO2/t?nm）。同時通過對現有各種船型和不同噸位的船舶進行統計分析設立排放基線，在基線的基礎上對新造船能效進行控制。EEDI實施后，在第一階段新造的各種船型不同噸位的商船其實際能效設計指數必須要小于規定的基線船舶能效設計指數。例如某新造散貨船實際能效設計指數是2.5，而這種散貨船在這一載重噸時的基線能效指數是2.56，那么此船的能效設計指數滿足要求。而如果新船的實際能效設計指數是2.7，那么這條新造散貨船的能效設計指數就不滿足。
根據CCS“新造船能效設計指數計算方法臨時導則”，新造船EEDI計算公式日前僅適用于以下船型：客船、干貨船（包括散貨船、礦砂船和散貨礦砂混裝船）、氣體運輸船、油船、集裝箱船、車輛運輸船、輕貨滾裝船、重貨滾裝船、雜貨船、客滾船。其它船型，諸如拖船、調查研究船、輔管船等的EEDI計算方法還在進一步的研究中。兼具兩種船型的船舶，要求采用基線公式較低（要求較高）的那種船型進行計算。
同時EEDI計算公式主要適用于傳統的柴油機帶動螺旋槳的推進方式。對于柴油――電力推進，燃氣輪機推進方式不一定適用。
從2013年起，船東和造船企業可能將不得不遵守一項有關上述適用于EEDI規則的新造船碳減排標準的強制性協議。新船建造成本將因此被大大抬高，造船技術也必須應對更高要求。
按照國際海事組織（IMO）推出的能源效率設計指數（EEDI），2015-2019年間建成的船舶，碳效率須提高10%，2020-2024年間建成的船舶碳效率須提高20%，2024年后建成的船舶碳效率須提高30%，規定適用于所有400總噸以上的船舶，將從2013年1月1日生效。
按EEDI的計算公式，對常規的三艘散貨船（75800t、115280t、180000t）進行計算結果DWT75800t散貨船符合要求有余度；DWT115280t散貨船符合要求無余度；DWT180000t散貨船不滿足要求，同時對三艘常規油輪DWT分別為115000t、165000t、318000t，按EEDI公式進行計算，計算結果由上述散貨船趨于相同的趨勢。
這一結論告訴我們，載重量較小的大型肥胖型船舶易滿足EEDI基線要求，而隨著載重量的增大，EEDI越來越不能滿足基線公式的要求。
二、如何實施EEDI的規則
EEDI的計算方式：
（1）該公式可分為分子和分母兩部分
1、分子部分：表示船舶航行過程中消耗燃油所轉化成CO2排放量，其有四部分組成。
第一部分：船舶以一定航速運輸某一裝載量的貨物主機所消耗的燃油轉換成的CO2排放量：（如A1）
第二部分：為保證主機在某一航速，一定裝載量運行的狀態下工作，輔機所消耗的燃油轉換成的CO2排放量：（如A2）
第三部分：當船舶設有軸馬達和廢熱回收系統時，貢獻的軸功率換算為輔機燃油消耗減少所轉換成的CO2排放量：（如A3），這是對船舶功率的貢獻。
第四部分：采用新的節能技術減少的燃油消耗所轉換成的CO2排放量：（如A4），這是對船舶功率的貢獻。
A=A1+A2-A3-A4
2、分母部分：船舶的載重量（Capacity）與該載重量下的航速（Vref）的乘積，并考慮了因技術和規范要求對Capacity的限制系數和惡劣海況對航速的限制系數，也就是A/B=（A1+A2-A3-A4）/B。
從以上公式（簡化）可以看出，對EEDI起決定作用的主要是航速，載重量或總噸位，達到該航速所需的功率，而采用新型節能技術，是優化EEDI的一種重要措施。
下面我們從計算方式來分析，如何實施EEDI的規則。
分析的目標是如何使分子值變小，使分母值變大，使A/B的比值減小。為了簡化分析有二個設定：１、在分析分子（或分母）變化時，假定的分母（或分子）是不變的。２、分式中有一些系數，這些系數是來修正各種船型，不同位噸及主機不同工況、不同海況的，對某一特定船型噸位的船，在某一狀態下進行分析，各項系數均為某一常數。
首先從分子來分析：
第一項A1，其是由油耗/馬力×主機功率――單位總油耗，然后油耗換算成CO2量。在主機功率一定情況要減少CO2量，必須是油耗/馬力降低或油耗――CO2換算系數減小，這就要求采用低油耗主機或油耗――CO2換算系數小的新燃料發動機，這就意味著主機優化減少每馬力油耗或使用清潔能源如低碳油、天然氣，減少CO2排放；
第二項A2，輔機油耗減少或油耗――CO2量的換算系數減少這跟第一項A1，一樣意味著機器優化或替換；
第三項A3，對軸帶發電機等利用主機富余功率的裝置，提高工作效率，對廢氣、廢水采用多級利用，減少余熱損失等等，這個貢獻值越大，越能減小分子值；
第四項A4，這一項有許多開發內容，風能、太陽能利用，燃料電能的利用，這一數值的變化，對分子值的變化起關鍵作用，日韓等國已經利用太陽能、風能造出節能型船舶。
對整個分子中功率的有效利用，涉及到許多船配產品的節能和效率，以及各種自動控制裝置的有效性。主機由燃油燃燒產出的熱能轉換成機械能，在這一轉換過程中，燃燒的好壞決定著油耗、CO2排量及輸出功率的大小，對燃燒熱能轉換成機械能，要進行自動控制，使其處于最佳狀態，這就要采用智能化的船舶主機。從主機輸出的功率，通過主軸傳遞給螺旋漿，使螺旋漿推進船舶向前運動，這里要經過多級傳動，而經過每一級傳動都要損失功率，傳到螺旋漿時，又存在機漿匹配、螺旋漿效率及空泡效應等影響，這里涉及到船配件的節能、低耗、環保、低噪，螺旋漿的材質尺寸、重量等機漿匹配的問題以及漿舵節能裝置的研發與安裝等問題。同時也涉及到船企裝配工藝的改進，如果某一傳動副或軸承安裝得不到位，就將直接影響到最后螺旋漿的推進力。
下面對分母B進行分析
分母B是載重量（Capacity）與該載重量下的航速（Vref）的乘積，且是分別越大越有利。
載重量（Capacity）的增大，最有限的做法是減少船舶自重，這就要求更新設計理念，減少強度冗度，優化船體結構，采用輕型高強度鋼材。采用各種節能型的機艙設備和甲板機械，減少各舾裝件的自重等等，千方百計來減少船舶自重。例如，日前日本造的船舶，比我國造的船少用10%的鋼材，以載重噸50000噸的散貨船為例，建造用的鋼材10000噸，減少10%，就節約1000噸鋼材，不要講建造時節約1000噸鋼材的材料費，加工費，在船舶的整個運行壽命周期中，它要為船東制造多少財富。
航速（Vref）的增大，要增大船舶的航速，必須要使船舶的總阻力R減少。船舶總阻力R=RW+RF+RPV（RW為興波阻力、RF為摩擦阻力、RPV為粘壓阻力），它是一個動態的量，隨著航速的變化，總阻力中各項阻力的大小是有變化的。首先從船型來考慮，船舶的艏艉結構和線型是關鍵，例如船艏加了球鼻艏，船體水下二側舷裝了壓浪板，就能減小RW，這就能給遠洋船增加約0.6節的航速，如果艏艉曲線進行優化能提高航速，對全船的線型進行優化也能提高航速，所以要提高船舶航速，首先要從船舶艏艉結構及水線以下船型曲線優化來考慮。
其次，從船體表面的平潔度、光滑度來考慮減少水中的摩擦阻力RF和粘壓阻力RPV，提高船舶涂裝質量減少腐蝕及海洋生物的附吸等等，采用各種保護裝置防止船體腐蝕，采用耐腐蝕鋼板，及船體氣腔效應，使船底氣壓使船水分離，改少船舶阻力等。
在以上分析中，為了簡化，我們是將分子、分母分開考慮，在實際應用中，分子、分母中的各種方法一并應用，產生的效果將為更佳。
三、當前要做的幾項事
首先，由政府職能部門牽頭成立實施新船能效設計指數技術攻關組，“產學研”結合，規劃出舟山船舶工業的實施細則和應對措施，以實施新船能效設計指數（EEDI）為契機，搞好船舶行業的整項，提高行業的集中度，走出日前造船業的困境。
其次，是對新船能效設計指數（EEDI）的實施進行宣貫，EEDI是怎么回事？EEDI的實施對整個船舶行業會帶來多大的影響？對船舶的設計、科研單位帶來的影響及如何應對？對船配企業帶來多大影響如何應對？對船舶制造企業帶來多大影響如何應對？要使大家提高新規范實施自覺性，在思想上早認識，行動上早準備，辦法上多設想。
三、船舶設計單位，要加強對新船型的研發，散貨船、油船、集裝箱船這三大船型，按原來的設計方案，都達不到EEDI的要求，實施時間逼近，必須加快建立“綠色船型庫”，誰的船型優化好，能效低，綠色船型庫全，誰就有市場競爭力。
四、對船配企業要加大研發力度，加大研發投入，提高船配國產率，同時要制造出節能、低耗、環保、低噪聲的產品。對船配產品，不光要造得出，更要創品牌。
五、對船舶制造企業，要轉換造船模式，提高造船質量，縮短造船的周期，提高鋼材的利用率，降低成本。同時要加大科技投入，制造高技術含量、高附加值的船舶，造出符合EEDI要求的節能、低排放的船舶。
以上各條都離不開政府的主導和指導，政府要通過政策、財政、稅收等手段來調動全船舶行業的積極性，全面實施EEDI新規范，提升舟山造船業的船舶產品的升級換代。
舟山市出口船舶預警點 傅智業
2012年8月20日
