降低船舶碳排放的措施

在能源以及温室气体减排问题日益凸显的今天,有效降低船舶能源消耗,有效控制船舶碳排放量就显得尤为重要。文章针对船舶能效设计指数(EEDI)和船舶能效营运指数(EEOI)的两个公式进行了分析。从船舶设计以及营运管理的角度提出相关措施以降低船舶碳排放。     

营运船舶燃料消耗及CO2排放限值标准的制定与实施

为建立以节能减排为条件的我国内河和沿海营运船舶市场准入机制,提高营运船舶整体能效水平,为水运持续取得节能减排成效创造条件,分析《营运船舶燃料消耗限值及验证方法》《营运船舶CO₂排放限值及验证方法》标准制定背景、限值标准的限值要求、限值标准与IMO的EEDI的关系、限值标准与内河标准船型技术条件及营运车辆燃料消耗的限值标准,认为尽快强制实施两个标准,将有利于提升新投入营运市场船舶能效水平,促进营运船舶设计建造水平的提高,促进水运市场不断取得节能减排成效。     

浙江省内河营运船舶能效核算方法

为加快浙江省内河货船的推优汰劣进程,分析其与部颁船舶能效和CO排放标准核定的适应性问题,选取10种浙江省内河营运典型船型并分别按75%的主机额定功率状态、12 km/h经济航速的常用主机功率状态、双机双桨推进装置且与经济航速组合状态等3种情形进行能效核算。结果表明:按要求进行的能效和排放核算,大部分船舶是可以满足部颁标准的。     

船舶主要动力设备能效模型与仿真分析

根据船、机、桨关系,以船舶动力装置的能量传递为基础,基于Matlab/Simulink仿真平台建立主机能效模型。以某内河旅游船舶为研究对象,根据船体与主机参数,利用回归多项式法得到螺旋桨敞水特性曲线。在船舶上安装油耗仪等传感器,采集了主机瞬时油耗、船舶对地航速、对水航速等数据,并计算了主机的实际能效。针对实船采集的数据,分析了航道水流速度的分布特征。基于仿真模型,计算了船舶在不同航道水流速度与对水航速下的主机能效,比较分析了实测数据与仿真结果,并对模型进行了验证。本文研究对于提升船舶的营运能效指数具有实际指导意义。     

基于船联网的内河船舶装载量远程监测系统

基于江苏省智能航运信息综合服务(船联网)平台建设,为满足内河运输船舶远程装载量监测及营运能效分析需求,采用吃水传感器探测船舶吃水,同时结合数据采集电路等硬件设计,以及数据滤波算法、装载量计算、传感器安装方案等关键技术研究,研发了内河船舶装载量远程监测系统,实现了实时采集船舶装载量和横倾、纵倾状态数据,并可与现有船舶远程能耗监测系统单独或合并应用,更准确地考核船舶营运效益,为提升船舶的能效设计指数(EEDI)和能效营运指数(EEOI)提供参考。     

关于内河航区船舶干舷核定问题的探讨

通过对内河航道营运环境及船舶实际营运状况的调查分析,综合考虑内河货船主要的结构强度问题,提出合理降低内河航区营运船舶干舷的可行性及必要性,认为此举有利于内河营运船舶经济效益的提高,真正起到推动内河水路运输发展的作用。     

营运船舶CO2排放限值与船舶能效设计指数标准比较

为提高船舶能效水平,国际海事组织推动实施船舶能效设计指数（EEDI）标准,我国发布《营运船舶CO2排放限值及验证方法》标准。在介绍EEDI基准线和限值标准限值确定方法的基础上,比较国际航行船舶EEDI基准线与我国沿海干散货船、内河A级航区干散货船限值标准限值之间的差异,并分析比较结果及差异原因,提出应考虑适航水域设计船舶能效要求。     

基于营运数据的船舶能效分析及预测

为应对航运业日益严苛的温室气体减排要求,提出一种计算船舶实际营运性能的方法,并基于该方法实现对营运能效的分析和预测。以某大型集装箱船为研究对象,对其在2021年前2个月的营运数据进行分析。结果表明：该船的实际性能相比设计值降低约11.2%,通过采取坞修和调整船舶营运工况等措施能有效提高船舶的营运能效指数;通过对该船的营运能效进行预测,可给出提高船舶碳排放强度等级的具体措施,为船舶能效管理计划的制订提供参考。     

中日航线集装箱船舶营运能效的最佳操作

为建立船舶能效管理计划、公司/船舶能效管理体系及船舶能效数据库,满足船东、船舶经营人、租船方、货主、港口、主管机关及其他相关方在公司/船舶能效管理标准及船舶能效认证方面的要求,作者对中日航线某一集装箱班轮近几个月的能效管理数据和能效管理操作进行了跟踪和分析,在此基础上进一步综合分析了如何实现中日航线集装箱轮船舶营运燃油能效目标。最后,作者总结了集装箱船舶营运能效的最佳操作方案,对航运企业节能减排和监控船舶二氧化碳等温室气体的排放具有重大现实意义。     

船舶营运碳强度指标计算方法的不足及其修正

MPEC76次会议通过了旨在提高营运船舶能效的船舶营运碳强度条款和四个技术导则,要求船舶在法规生效后每年计算年度营运碳强度并评价其能效等级。IMO将船舶年度二氧化碳排放量与船舶总载重吨或总吨与航行总距离的乘积之比定义为船舶年度营运碳强度指标。根据这一指标,对于某些特定船舶类型或营运特征,例如冰区航行船舶、载运冷箱的集装箱船舶,由于航线或货物原因增加了能耗,可能导致此类船舶能效等级变差,这显然是不公平的。IMO考虑到船舶营运碳强度的这些局限性,决定成立通信组考虑对其计算方法中由于特定船型和营运特征导致的能耗增加进行修正。介绍营运碳强度指标修正的最新进展,为航运公司计算和预估船舶能效等级提供参考。     

内河航道定级与船舶大型化发展

随着我国经济的进一步发展和可持续发展战略的实施,运能大、占地面积小、能耗低、污染少的内河航运必将发挥出更大的作用。此外,内河船舶标准化、大型化的发展趋势日趋明显,小吨位船舶的运能及经济性劣势迫使其快速 淘汰,不少地区早年的航道定级已然不适应内河航运的发展需求。若城市的开发建设按不合理的航道定级标准进行规划控制,将极大地限制内河航运的发展,并对船舶的航行构成重大安全隐患。结合实际情况,探讨长三角地区内河航道定级调整的若干设想,并提出相关建议。     

串联式混合动力内河船舶参数匹配及控制策略研究

以某环境监测船为研究对象,根据基本参数与设计指标,在满足船舶动力性指标要求的前提下对船舶动力系统进行参数匹配,提高船舶经济性并改善排放性能。在混合动力船舶电力推进试验平台上采用切换理论控制策略进行仿真试验,结果表明,船舶在满足性能要求的前提下,燃油消耗量大幅降低,验证了动力系统参数匹配结果及控制策略的合理性和可行性。     

Energy efficiency optimization analysis of fuel cell/lithium battery hybrid ship based on whale optimization algorithm北大核心CSCD

[目的]为提升船舶的能源利用率,对多因素影响下的燃料电池/锂电池混合动力船舶能效优化方法进行分析。[方法]基于Matlab/Simulink仿真建模软件,建立对象船舶的能效仿真模型,研究通航环境要素对船舶能效的影响。考虑动力源特性和船舶功率需求,提出基于模糊逻辑的功率分配策略,以优化系统能量流动。然后在此基础上,以系统总能耗最低为优化目标,建立考虑多因素的船舶航速非线性优化模型,采用鲸鱼优化算法开展优化模型动态寻优,并进行不同航行方法和航行时间约束下的能效优化分析。[结果]结果显示,在总航行时间不变的情况下,采用所提的考虑多因素的船舶能效优化方法可以降低船舶5.04%的总能耗和13.16%的燃料电池氢气总消耗。[结论]所述方法对船舶节能减排具有积极的作用,同时对提高船舶续航力和经济性具有重要意义。     

提高江海货船的营运经济性

通过对江海货船的统计和分析,提出了提高货船营运经济性的一些观念和措施：船、机、桨的良好匹配是货船节能降耗的关键,正确掌控货船的经济航速,螺旋桨要素的优选和经济合理地处理江海货船多用途、跨航区的需要。     

内河多工况船机桨匹配优化设计

[目的]内河船舶在航行时存在顺水、逆水和急流等多种工况,传统的内河船舶船?机?桨匹配设计方法仅对船舶在逆水上行时进行了匹配设计,而在顺水下行工况,因船舶推进效率低、主机利用率低,造成油耗成本高、经济性较差等,因此需进行多工况内河船舶船?机?桨匹配优化设计.[方法]首先,在不同工况下对内河船舶推进系统的各参数进行设计,并...     

浙中西部内河航运建设发展问题的研究

通过现状调查和技术分析得出加快发展钱塘江中上游内河航运对浙中西部地区具有较好的经济效益和具大的社会效益,按照科学发展的要求,提出浙中西地区内河航运发展规划设想。     

江苏内河集装箱船标准船型设计分析

为提升江苏内河集装箱运输船舶标准化水平,实现船型与船闸、航道等通航基础设施发展相匹配,通过梳理内河标准船型主尺度标准和通航管理规定的修订情况,结合京杭运河江苏段集装箱营运船舶的调研,在船舶主尺度、舱室布置、船体结构和新能源动力的应用等方面分析江苏内河集装箱船标准船型的设计要点,完成48 TEU、64 TEU和96 TEU标准集装箱船设计。虽然受限于内河航运关注船舶成本的现状,标准集装箱船的设计更多采用传统基础船型设计思路,但研发运用先进技术、满足内河EEDI的绿色节能型船舶是标准船型的重要发展方向。     

Voyage-based statistical fuel consumption models of ocean-going container ships in Korea

ABSTRACT

Accurately estimating fuel consumption of ships is crucial for shipping companies, port authorities, and environmental protection agencies. The bottom-up approach is becoming increasingly popular because it can estimate ship fuel consumption by accounting for ship activity conditions, such as changes in voyage speed, time, and distance; however, its use is still limited when estimating ship fuel consumption. Ship-specific information, such as the daily fuel consumption rate for main and auxiliary engines for every vessel, is expensive to gather, and generally not collected from private shipping companies. To address this research gap, we develop simplified and composite ship fuel consumption models for ocean-going container ships by size using a regression model. To estimate the fuel consumption models for container ships, we rely on ship activity data, including average speed and sailing time, distance, and actual fuel consumption for main and auxiliary engines. This information is obtained from a major container shipping company in Korea. We estimate and validate the parameters associated with fuel consumption for five different container ship sizes, all of which are smaller than the Post-Panamax container ship (15,000 TEU and above).     

内河大型浅吃水滚装船艉型优化

内河船舶吃水受到限制,改善船舶艉部线型,提高螺旋桨效率,文中根据长江大型滚装船设计过程中,通过理论分析及船模试验的结果,比较了双机双桨、三机三桨以及双艉、涡艉等不同船型带来的航速收益。     

The impact of port operations on efficient ship operation from both economic and environmental perspectives

Recently, shipping lines have focused on efficient ship operation, which relates to energy efficiency issues in shipping and, particularly, to operational issues such that the minimisation of fuel consumption and resulting greenhouse gas emissions. Efficient ship operation in container lines is closely related to the ship’s time at sea and ship’s time in port. Reduction in port time, thanks to high-quality port operations, allows improvement in the operational efficiency of a liner service by reducing the fuel consumption of a ship at sea and its resulting CO₂ emissions. The main goal of this article is to investigate how time in port affects efficient ship operation in terms of operating costs, CO₂ emissions and externalities. For this, as a methodology, a simulation based upon system dynamics is introduced. Major finding is that less time in port resulting from the improvement of port operations contributes to efficient ship operation in terms of operating costs, amount of CO₂ emissions and external effects in the liner shipping industry. In particular, a sensitivity analysis on efficient ship operation vis-à-vis the quality of port operation shows that bigger ships need to select highly productive calling ports that provide less time in port.