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[發明作品] 小小「氣泡」將打造未來的超級環保船！ [複製連結]

tn915992

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發表於 2012-6-12 23:38:36 |只看該作者 |倒序瀏覽 | 被感謝次數

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本帖最後由 tn915992 於 2012-6-12 23:38 編輯

小小「氣泡」將打造未來的超級環保船！

  海上運輸的單位運輸量二氧化碳排放量只有卡車的大約四分之一，環境負荷比較小。因此，出現了推進充分利用海上運輸的勢頭。
然而，從全世界來看，國際海運的二氧化碳排放量約為全年8.4億噸。而且，今後以新興市場國家為中心，國際海運的運輸量還有可
能增加。國際海事組織已開始準備制定要求減排二氧化碳的規定。

  在這種社會性要求的背景下，日本郵船公司領先一步開始著手減少船舶的二氧化碳排放量。為此，該公司發佈了未來的集裝箱船
「NYK Super Eco Ship 2030」，並力爭2030年製造完成。

   NYK Super Eco Ship 2030

  高高矗立的桅桿。張滿帆乘風而行的帆船。因其姿態優美，甚至被譽為「海中貴婦人」。然而，未來的船舶將與帆船大相逕庭，也
許會是一幅薄而平的樣子。

  「我們一直追求減少船舶二氧化碳排放量，結果得出的答案就是這艘船」，日本郵船技術本部的左光真啟一邊展示
「NYK Super Eco Ship 2030」的完成預想圖，一邊這樣介紹說。

  NYK Super Eco Ship 2030是該公司環境特別項目以2030年實現實用化為目標設計的集裝箱船。左光擔任該項目的帶頭人。

  力爭將二氧化碳排放量減少69％

  環境特別項目啟動的時間是在2008年4月。最終目標是在2050年之前製造出一艘二氧化碳排放量為零的船舶。而作為該項目的中期目
標，于2009年7月發佈的就是NYK Super Eco Ship 2030。匯集目前可利用的技術，力爭二氧化碳排放量比現有的集裝箱船減少69％。

  海上運輸的單位運輸量二氧化碳排放量只有卡車的大約四分之一，環境負荷比較小。因此，出現了推進充分利用海上運輸的勢頭。的確
，日本國內海運的二氧化碳排放量，貨物與旅客兩者加起來也不過佔日本國內整個運輸業的約1％。

  然而，我們不能因此而樂觀。從全世界來看，國際海運的二氧化碳排放量全年約為8.4億噸，相當於整個運輸業的大約3％。而且，今後
隨著國際貿易的增加，以新興市場國家為中心，國際海運的運輸量還有可能增加。

  因此，國際海事組織（IMO：International Maritime Organization）已開始準備制定要求減排二氧化碳的規定。在日本，國土交通
省自2009年度起，以4年計劃正在支援海運企業開展有望取得二氧化碳減排效果的項目。

  日本郵船公司率先察覺到了這種社會要求，領先一步開始著手削減船舶的二氧化碳排放量。

  船體輕量化是最大的關鍵

在日本郵船稱之為「未來集裝箱船」的NYK Super Eco Ship 2030的船
體上部，覆蓋著裝卸貨物時可以像布一樣捲起來存放的太陽能電池板。船體本身比較寬闊
，上面沒有凹凸，十分平坦。

  幾根突出的像昆蟲翅膀一樣的東西是船帆。利用風吹產生的升力作為推進力。裝卸貨物時
以及沒有風時，則可收起來。

  當這樣一艘船在收起船帆的狀態下漂浮在海上時，也許的確看上去像是一塊巨大的板子。

  左光說：「要想減少集裝箱船的二氧化碳排放量，引進光伏發電等自然能源十分重要，但
有望帶來特大效果的是船體的輕量化。」

  目前，集裝箱船的總重量為平均8萬噸。裝有大約8000個集裝箱。對此NYK Super Eco
Ship 2030力爭減輕1萬多噸的重量。左光等預測，通過減輕重量，可將二氧化碳排放量
減少9％。

      日本郵船公司技術本部的左光真啟
作為這方面的措施，左光等人正在探討對船體的部材及結構進行調整。部材方面，正在探討採用結實而輕巧的碳纖維樹脂來取代鋼鐵。

  通過省去「壓艙物」來減輕重量

  而在結構方面，計劃採用為在不減少可裝載集裝箱數的情況下降低船體高度，而或多或少加寬船體寬度，同時不僅可從上方，還可從側
面裝載集裝箱的結構。

  現在的集裝箱船由於是從上方裝載集裝箱，所以，無論如何船體的高度都會增加。然而，船的高度越高，則重心越向上移，會變得不穩
定。因此，要在船底設置被稱為壓艙物的壓重，借此取得重力與浮力的平衡。

  拿集裝箱船來說，作為壓重，在壓艙物中灌滿了海水。海水是在出海的港口灌入，在進港的港口排出。因此最近這種做法對生態系統的
影響也開始被指出有問題。

  相反，如果將船的高度降低，便不再需要裝備壓艙物。相應地，可減輕船體重量，船底也將變薄。

  另一方面，如果船的橫寬度越窄，則前進時越不容易受到水的阻力，因而只需較少的能源即可。對此，左光介紹說：「減少整個船體厚
度在二氧化碳減排方面效果較大。」

  可降低船體摩擦阻力的「空氣潤滑系統」

  減少船底厚度的好處不僅僅是可實現船體輕量化。還大大有助於降低船的摩擦阻力。從減排二氧化碳的角度來看，這是非常重要的關鍵。

  目前，集裝箱船的船底塗有特殊塗料，以防止藤壺及海草等海洋生物附著。由此，也降低了船的摩擦阻力。

  而在NYK Super Eco Ship 2030上，為了進一步降低摩擦阻力，日本郵船公司正與三菱重工聯手進行「空氣潤滑系統」的開發及實證實驗。

      【三菱空氣潤滑系統「MALS」  氣泡覆蓋著船底流動的情景】（點擊觀看視訊）

  這種系統借助設置在船體前方的鼓風機，從船底猛烈噴出空氣。由於整個船底被氣泡覆蓋，因而可提高與海水之間的潤滑效果，降低摩擦阻力。

  不過，將氣泡送入船底時也需要能源。如何才能用較少的能源將氣泡送入，是此項技術的關鍵之處。左光表示：「在這一點上來說，船底較薄
比較有利。這是因為，水深越淺，送入氣泡所需的能源就越少。」

      該系統的二氧化碳減排目標是10％。此外，日本郵船公司還計劃針對可使送入的氣泡長時間停留的船底形狀、氣泡噴出口的大小等問題，
繼續尋找最佳方案。

  可提高推進效率的節能裝置「MT-FAST」
關於NYK Super Eco Ship 2030，日本郵船公司正在開發可回收螺旋槳旋轉產生的水流「旋流」造成的能源損失，從而提高推進效率的節能
裝置「MT-FAST」。

  其工作原理是，通過改變流入螺旋槳的水流的角度來抑制旋流，從而增大推進力。據日本郵船公司介紹，上述裝置已配備到現有的4艘船上，正
在進行實證實驗，已確認具有5％的二氧化碳減排效果。

  另外，為了大幅減少二氧化碳排放量，該公司還計劃從柴油引擎改成使用燃料電池。預計NYK Super Eco Ship 2030將柴油引擎改為燃料電池
後可減少32％的二氧化碳排放。

  目前，驅動8萬噸集裝箱船航行所需的能源為64兆瓦。通過蓄電池供給這麼大的能源相當困難。因此，日本郵船考慮在NYK Super Eco Ship 20
30上配備具有可與火力發電站媲美的發電功率的「固體氧化物型燃料電池（SOFC）」。

  日本郵船公司為實現二氧化碳零排放的目標而設定了「能源轉換進程表」。
  在減少必要能源量的同時，努力擴大利用綠色能源。

然而，事實上現在最大的難題是燃料電池」，左光直言不諱地說。
  在船上設置燃料電池時，與陸地上不同，必須考慮到晃動、水分及鹽分的應對之策。特別是耐震性，在安全方面至關重要。因此，左光等人計劃今
後著手進行專用於海上用途的燃料電池的研究開發。

  「此外，我們將通過引進超傳導馬達等的『組合拳』，力爭減少合計69％的二氧化碳排放」，左光雄心勃勃地說。數十年後，像NYK Super Eco
Ship 2030這樣的船就會在汪洋大海上往來穿梭了吧。（《日經商務在線》特約撰稿人：山田久美）【日經能源環境網】

■日文原文
エコ船、秘策は「バブル底」

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got

初級天使

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2樓

發表於 2012-6-17 12:56:17 |只看該作者

感謝大大的分享~哇~好有深度又有可朔性的議題~讚啦~

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雞蛋!

初級天使

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3樓

發表於 2012-7-4 19:59:53 |只看該作者

感謝大大的分享!感謝大大的分享!

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