减风阻居住区(左,前方)与老式居住区(左,后方)。三井造船的Power Assist Sail(右)根据船舶的大小改变船帆的数量。
船舶航行时受到海浪、海风等各种阻力。一般认为,其中船体与海水的摩擦阻力占到了50~80%。作为减少这种摩擦的技术,新的船底涂料也在开发之中。
防止藤壶等生物附着的防污涂料、通过使船体表面变得光滑以减少摩擦的低摩擦涂料已经投入了实用。把这样的涂料涂抹在船底,可以收到数个百分点的节能效果。
前面提到的千田还表示,新型低摩擦涂料也在开发之中,预计将于几年后投入实用。船舶航行时,与船体接触的海水会卷起微小漩涡。这就是造成摩擦阻力的原因。而使用新型涂料后,高分子(聚合物)会一点点溶解在海水中,可减少漩涡的产生,平稳水流。使用模型的实验显示,摩擦可减少近20%。
利用风力辅助航行
另一方面,活用自然能源的技术也得到了实用化。其代表便是三井造船于2013年完成的“Power Assist Sail(船帆)”。
这项技术是利用设置在甲板上的长20米、宽10米的铝制可动帆捕捉风力以补充推动力。可自动根据风向和风速调整帆的角度,有望收到2~5%的节能效果。在遭遇暴风雨和无风的时候,帆可以折叠收起,像普通的船舶一样航行。而且,帆还可以在现有船舶上增设。如果在大型油轮上设置5~6张帆,可节能2%,那么,通过减少燃料费,大约5年即有望收回投资。
风会成为推动力的作用,也有可能成为阻力。为了达到减少风阻的目的,Japan Marine United(JMU)对2013年8月建成的新一代节能散货船“Cape Green”反复开展风洞实验和计算机模拟,对船尾居住区的形状进行了细致的调整。成功使正面的风阻减少20~30%,节能约2.5%。
Cape Green还配备了能够彻底消耗燃料热能的新型驱动系统。主发动机工作时会产生高温气体。这些气体将运送到内置发电机的“混合增压器”。利用气体的能量驱动增压器,然后把剩余的能量用来发电。而且,在通过增压器后,气体还要输送到锅炉制备蒸气。带动涡轮旋转,再次进行发电。通过利用生产的电能驱动马达,辅助发动机的动力,大约可以节约5%的能源。
在过去,利用废热制备蒸气重新用于发电的“复合发电”只有最先进的火力发电站才会采用。而现如今,如此高端的技术也应用到了最新的环保船舶之中。
遵循SOx、NOx规定
另一方面,把燃料从过去的重油改换为液化天然气(LNG)的尝试也已经展开。使用LNG可以减少20~30%的CO2、约80%的氮氧化物(NOx),并完全杜绝硫氧化物(SOx)。