讓船舶在數智化浪潮中逐“綠”前行

1月15日，“綠色、零碳、數智、動力”船海技術論壇在哈爾濱工程大學舉辦，100餘位專家學者聚焦綠色、零碳技術，在推動船海產業可持續發展、引領船海產業新變革等方面展開深入研討。

“全球航運碳排放問題嚴重。”中國科學院院士宣益民在主題報告中介紹，航運業是全球貿易的動脈，承擔着約90%的國際貿易運輸任務，而僅看碳排放，航運每年產生約10億噸二氧化碳和其他温室氣體，佔全球的近3%。如果把整個航運業看作一個“國家”，那它就是全球第六大污染國。

尋找綠色替代燃料

國際海事組織（IMO）脱碳戰略要求，以2008年為基準線，國際航運業到2030年、2040年分別至少減碳20%、70%。在此背景下，造船市場已進入新舊更替窗口期，新船訂單需考慮綠色替代燃料。

此前，多部委聯合發佈了《船舶製造業綠色發展行動綱要（2024—2030年）》，計劃到2025年，液化天然氣、甲醇等綠色動力船舶國際市場份額超過50%。

宣益民表示，我國船舶運輸行業碳排放嚴重，水路交通碳排放佔比達6.5%，受燃料高成本、高密度等因素制約。可以説，航運被視作脱碳最難最慢的交通運輸業之一，因此，必須找到綠色燃料代替目前為大多數船舶提供動力的柴油。

“雙碳”目標下海洋航運的“主糧”是什麼？宣益民説：“全球約49%在建船舶使用替代燃料，主要有液化天然氣、甲醇、液氨、液氫4條路線。目前，液化天然氣的應用最多，但由於液化天然氣甲烷逃逸的固有風險，以及低温基礎設施投資較大，近兩年甲醇動力船舶訂單增長顯著，液氨也因其價格優勢迅速發展。”

動力系統燃料替換“牽一髮而動全身”。特別是氨、氫兩種燃料燃燒系統的研製堪比動力系統的“心臟再造”，綠色可持續燃料的穩定供給面臨着挑戰。

宣益民認為，當前的綠色燃料燃燒、動力等研究處於蓬勃發展階段，取得了一些重要的基礎數據，但這些研究多侷限於實驗室尺度及低工況、低功率範圍，亟須開展面向全生命週期、工程應用的基礎研究和應用基礎研究工作。

設計跨時代智能發動機

在中船動力集團首席技術專家吳朝暉看來，除應用綠色燃料外，還應進一步聚焦船用動力自身發展。

我國智能船舶的研究已經取得了顯著成果，智能發動機的研發也從1.0向2.0進階。吳朝暉表示，下一階段將重構智能發動機，基於第一階段的數據模型，從全生命週期角度出發，設計製造出滿足智能自主型、經濟綠色型、安全可靠型的跨時代智能發動機。同時，讓基於AI賦能，無人自主、安全可靠、綠色節能等性能得以實現。

“我國船用動力自主創新已經全面啓動，技術複雜性和產品方向不確定性決定了在未來，我們應進一步加大基礎研究投入並做好多方案應對。”吳朝暉表示。

哈爾濱工程大學碳中和研究院和船舶數字與智能技術研究院在論壇上揭牌。碳中和研究院將重點聚焦船舶航運領域，實施碳核算與評估、低碳零碳動力、多能融合利用與管理、排放環境影響與捕集處理、數智節能與俘能、碳匯經濟與法規等碳中和新理論與新技術研究與轉化。船舶數字與智能技術研究院將聚焦“船舶設計—智能製造—智能航行—數字孿生與仿真驗證”，為船舶工業數字化轉型與智能化升級提供科技支撐。

（科技日報哈爾濱1月15日電）