不久前，“蛟龍?zhí)?rdquo;載人深潛器以7062米的試潛深度，成功宣告我國(guó)可以在世界上99.8%的廣闊海域中探測(cè)作業(yè)，這不僅極大拓展了人類探索海洋的能力，也顯示出在第三次工業(yè)革命浪潮背景下，海洋技術(shù)的蓬勃發(fā)展。而受經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程影響，海上運(yùn)輸業(yè)空前繁忙，船舶作為當(dāng)今經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展重要的運(yùn)輸工具之一，需求量也達(dá)到了前所未有的程度。與此相應(yīng)，因船舶引發(fā)的環(huán)境污染問(wèn)題，也日益受到關(guān)注。面對(duì)新的挑戰(zhàn)，作為海洋技術(shù)的重要推進(jìn)領(lǐng)域，船舶制造業(yè)正在悄然發(fā)生著蛻變——由傳統(tǒng)船舶向綠色船舶轉(zhuǎn)變。目前，針對(duì)船舶污染問(wèn)題的公約、標(biāo)準(zhǔn)正不斷出臺(tái)，如目標(biāo)型新造船標(biāo)準(zhǔn)、船舶涂層性能標(biāo)準(zhǔn)、壓載水管理公約、拆船公約等，綠色船舶已經(jīng)成為未來(lái)船舶發(fā)展的必然趨勢(shì)。
綠色船舶主要指在船舶的設(shè)計(jì)、制造、營(yíng)運(yùn)、報(bào)廢拆解的全壽命周期中，通過(guò)采用先進(jìn)技術(shù)，經(jīng)濟(jì)地滿足用戶功能和使用性能的要求，并節(jié)省資源和能源，減少或消除環(huán)境污染，對(duì)生產(chǎn)者和使用者具有良好保護(hù)的船舶。“綠色船舶的綠色度主要取決于設(shè)計(jì)人員的環(huán)境意識(shí)、以人為本的設(shè)計(jì)理念和營(yíng)運(yùn)過(guò)程中的管理力度。”中國(guó)石油和石油化工設(shè)備工業(yè)協(xié)會(huì)首席顧問(wèn)趙志明介紹說(shuō)，船舶從最初設(shè)計(jì)、到建造過(guò)程中的每個(gè)細(xì)節(jié)再到船舶的運(yùn)營(yíng)以及后期的報(bào)廢拆解，每個(gè)環(huán)節(jié)都與人的意識(shí)密切相關(guān)。因此，“以人為本”將是未來(lái)綠色船舶發(fā)展的前提條件。當(dāng)前綠色船舶在設(shè)計(jì)、建造和營(yíng)運(yùn)中主要體現(xiàn)出以下幾個(gè)特點(diǎn)：
首先，設(shè)計(jì)中廣泛采用了綠色無(wú)污染材料、標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化零部件；充分考慮材料的利用率和船舶產(chǎn)品在報(bào)廢時(shí)對(duì)環(huán)境造成的影響；簡(jiǎn)化工藝，優(yōu)化配置,提高整個(gè)制造系統(tǒng)的運(yùn)行效率；盡量采用可再生物資和替代技術(shù)。其次，制造中采用綠色制造工藝，盡量采用能源消耗少、廢棄物少、環(huán)境污染小的工藝方案和路線。再次，運(yùn)營(yíng)中盡量減少發(fā)動(dòng)機(jī)氮氧化物、硫氧化物等溫室氣體的排放；防止燃料油、有害液體的泄漏；合理進(jìn)行垃圾、污水處理；嚴(yán)格控制艙底油的卸載等。
為更快推進(jìn)綠色船舶發(fā)展進(jìn)程，國(guó)際海事組織、歐盟等都紛紛出臺(tái)各種規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，從制度上確保全球海洋環(huán)境或區(qū)域海洋環(huán)境盡可能免受污染。此外，從基本的高效節(jié)能船型開(kāi)發(fā)到低排放高效動(dòng)力推進(jìn)裝置的研發(fā)，再到環(huán)保無(wú)污染涂料以及輕質(zhì)材料的研制，關(guān)于綠色船舶的研發(fā)要求也面面俱到。其中，最具有革新性和代表性的是新概念無(wú)壓載水箱船舶和新型能源推進(jìn)船舶。
傳統(tǒng)船舶需要通過(guò)裝卸一定量的壓載水來(lái)保證航行安全，因壓載水的隨意排放而導(dǎo)致的生態(tài)系統(tǒng)破壞問(wèn)題日益凸顯，壓載水已經(jīng)成為海洋面臨的“四大危害”之一。為此，日本造船研究中心提出了無(wú)壓載水箱船舶，美國(guó)密熱安大學(xué)則研發(fā)出無(wú)壓載水箱船。目前，無(wú)壓載水箱船已被證實(shí)可以現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，并具有節(jié)省燃油、減排和提高航速的優(yōu)勢(shì)。據(jù)測(cè)算，如果一艘3.2 萬(wàn)載重噸級(jí)散貨船滿載貨物從美國(guó)安大略湖出發(fā)駛往歐洲港口，往返航行可節(jié)省價(jià)值15萬(wàn)美元的燃油，經(jīng)濟(jì)生態(tài)效益明顯。
新型能源推進(jìn)船舶，則是破解船舶溫室氣體減排困境的有效途徑。已有研究證實(shí)，以氫、天然氣、丙烷和甲醇等為燃料，將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的燃料電池推進(jìn)船舶，具有傳統(tǒng)船舶無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)，除實(shí)現(xiàn)零排放外，還可以提高船舶50％的效率，降低燃料使用成本。燃料電池不會(huì)產(chǎn)生噪音和振動(dòng)，還將提高乘客的舒適感，大大改善船員的工作環(huán)境。此外，燃料電池的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，可極大減少維護(hù)費(fèi)用，并更加方便地利用船上空間。
“伴隨前沿科技的不斷進(jìn)步，未來(lái)綠色船舶的發(fā)展方向?qū)⑹蔷C合了所有綠色因素的新概念船舶，在其整個(gè)壽命周期中，將致力于不向大氣或海洋釋放有害排放物，其運(yùn)輸效率和裝載能力也將達(dá)到最優(yōu)化。”趙志明介紹說(shuō)，這就需要綠色船舶向可再生能源的充分利用，零排放和最優(yōu)化船型的開(kāi)發(fā)，無(wú)污染、輕質(zhì)材料的使用等方面繼續(xù)努力。