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摘要：當前，隨著全球經(jīng)濟的快速發(fā)展，環(huán)境的污染和能源的匱乏問題已經(jīng)越來越制約經(jīng)濟的發(fā)展，對于船舶業(yè)和航運業(yè)來說，它們隨之帶來對環(huán)境造成污染的問題也越來越引起社會的關(guān)注。因此，建造低污染、少油耗、環(huán)保節(jié)能的“綠色船舶”已成為造船業(yè)和航運業(yè)發(fā)展的必然趨勢。本文針對綠色船舶的概念進行分析，并對綠色船舶的制造、運營、拆解全過程的關(guān)鍵技術(shù)進行研究，從而降低船舶生產(chǎn)成本，提高船舶生產(chǎn)質(zhì)量，減少環(huán)境污染！

關(guān)鍵詞：綠色船舶；綠色制造；綠色運營；綠色拆解

一、引言

隨著全球經(jīng)濟一體化的加快，航運業(yè)越來越起到重要的作用，全球貿(mào)易的90%都是通過海上運輸來完成的[1]。船舶作為海上的交通運輸工具，但是，其帶來的環(huán)境污染問題也越來越嚴重，例如硫氧化物、氮氧化物的排放問題，含TBT涂料的污染問題以及拆船造成的污染問題等，也成為了社會關(guān)注的焦點。船舶帶來環(huán)境污染問題貫穿整個船舶的生命周期，隨著國際公約的實施和人們環(huán)保意識的加強，對船舶的要求也越來越嚴格，因此，綠色船舶的概念應(yīng)際而生。本文針對綠色船舶的概念進行分析，對綠色船舶設(shè)制造、運營及拆解全過程的關(guān)鍵技術(shù)進行了研究，以期待我國在綠色船舶的制造中，能夠提高船舶制造工藝，加強對船舶營運管理，從而提高船舶質(zhì)量，達到綠色船舶節(jié)能減排的目的，最終使我國船舶業(yè)在全球中處于有利地位。

二、綠色船舶的概念

所謂綠色船舶是指船舶在制造、運營、拆解的全生命過程中，以“綠色”為設(shè)計理念，在確保船舶質(zhì)量、滿足船舶的使用功能基礎(chǔ)上，最大程度地降低成本，減少污染，提高船舶的資源及能源的利用率，打造環(huán)境友好型和資源節(jié)約型船舶[2]。綠色船舶的核心內(nèi)容就是要保護人們的身體健康和人類生存的環(huán)境，促使經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。綠色船舶概念中的“綠色”，主要是指船舶制造人員的環(huán)保意識，以人為中心的理念以及在船舶營運過程中能夠節(jié)能減排。綠色船舶的關(guān)鍵技術(shù)，采用先進的科學技術(shù)，將制造、生產(chǎn)、管理集于一體，是一項容合性的技術(shù)。對于綠色船舶，源頭是綠色制造，通過綠色的工藝技術(shù)，進行綠色運營管理，最后能進行綠色拆解。

三、綠色船舶的制造

1．綠色材料的選擇

首先要選用沒有害毒的材料，在材料的制造生產(chǎn)過程中要避免對人們的健康帶來危害和給環(huán)境造成污染；其次選用的材料要是可再生的，并使用相對較少類型的材料，設(shè)計較簡化，盡量的少使用復合材料，減少使用短缺的和不可再生的資源量，盡量使用能替代的物資；最后選用材料要具有優(yōu)良的性能，以便降低零件的加工難度和減少零件的廢品率，并減少在零件的加工過程中的能源消耗，且使產(chǎn)生的廢料不給環(huán)境造成污染。總之，綠色船舶的制造要盡可能的使用零污染、質(zhì)量輕、抗氧化性強、耐腐蝕的材料。

2．綠色加工技術(shù)

（1）干式切削在船舶加工的過程中，不用任何切削液的干切削，不僅可以省去切削液的過濾、傳輸、回收等一些裝置和相應(yīng)的費用，也省去了切削液與切屑的分離裝置及相應(yīng)的電氣設(shè)備，簡化了生產(chǎn)系統(tǒng)，降低了生產(chǎn)成本，同時使機床的結(jié)構(gòu)更緊湊，減少了占地面積；而且還使切屑干凈、清潔、無污染，易于回收和處理。

（2）凈成形技術(shù)凈成形技術(shù)就是在零件成形后，僅需少量的加工或者不需要再進行加工，就可直接作為機械構(gòu)件的一種成形技術(shù)。它不但使傳統(tǒng)毛坯的成形技術(shù)得到改造，使機械構(gòu)件由粗糙成形變成優(yōu)質(zhì)、高效、輕量化、高精度的成形技術(shù)，而且對制造的構(gòu)件或零件可直接或者經(jīng)過稍微處理就能變?yōu)槌尚蔚漠a(chǎn)品，從而降低了能源消耗和減少了原材料的使用。長久以來，國內(nèi)的大多船廠采購的鋼板都是按照鋼廠相關(guān)規(guī)定尺度，造成了剩余大量的邊角材料，并且在使用碳刨切割時又給環(huán)境造成了污染。而國外的船廠，鋼板原則上都是由鋼廠直接軋制成型并且進行噴涂，然后根據(jù)造船廠的要求進行切割供應(yīng)，因此鋼材利用率極高，不會產(chǎn)生邊角余料，而且無污染[3]。

（3）分段無余量建造技術(shù)分段無余量建造技術(shù)是指零件下料就不會產(chǎn)生余量或只預(yù)留一定的補償量，經(jīng)歷一系列的加工工藝階段后，分段不需要修整就能滿足使用的精度要求。采用分段無余量建造技術(shù)不僅能提高造船的產(chǎn)量和效率，并且減少投資成本、能較快的成形。

（4）智能制造技術(shù)智能制造技術(shù)是利用計算機來模擬船舶制造業(yè)專家的分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策等一系列的智能活動，并將這些智能活動用在船舶的制造過程中。在零件的焊接、切割、分段鑄造及其管理環(huán)節(jié)，使用智能制造技術(shù)，不僅可以降低資源的使用和減少能源的消耗，而且還可以提升船舶產(chǎn)品的質(zhì)量和提高船舶的生產(chǎn)效率。

3．綠色焊接技術(shù)

綠色焊接技術(shù)主要是使用高效的、節(jié)能的焊接電源，選擇無粉塵污染、無弧光的焊接材料和合適的焊接設(shè)備，采用高效焊接方法的技術(shù)。高效的焊接方法包括了熔化極活性氣體保護焊、氣體保護焊等，它們具有高效率、操作便利、速度快、焊接質(zhì)量高及節(jié)約能源等優(yōu)點。

4．綠色涂裝技術(shù)

船舶的涂裝分成鋼板預(yù)處理與二次除銹涂裝。對于造船比較先進的國家往往不進行二次除銹，因為進行二次除銹，不但要浪費資源，而且還降低了生產(chǎn)效率。我國在引進區(qū)域造船方法的時候，也在嘗試著減少二次除銹涂裝，而使用跟蹤補涂技術(shù)。目前使用的傳統(tǒng)溶劑涂料由于對人體的健康有危害并對空氣也有一定的污染，因此不能滿足綠色船舶涂裝材料的要求，取而代之的應(yīng)該是一些節(jié)省資源、減少使用能源、零污染的綠色涂料。

四、綠色船舶的運營

1．船舶結(jié)構(gòu)優(yōu)化

優(yōu)化船體結(jié)構(gòu)，對船體主尺度與線型進行優(yōu)化，不但會影響空船的船艙容量、質(zhì)量、航行的阻力等技術(shù)指標，也會影響船舶的航行速度、能耗、裝載貨物量等經(jīng)濟指標，更會對船舶的安全性能產(chǎn)生影響。船體的上層建筑在運營中會受空氣的阻力，合理優(yōu)化上層建筑的結(jié)構(gòu)，將會減低船舶阻力，提高船舶經(jīng)濟性；也可以采用船體航行縱傾優(yōu)化技術(shù)、降低空船重量結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)、船底空氣潤滑技術(shù)等以減少船舶阻力，能夠有效降低船舶的燃油消耗，優(yōu)化船體的結(jié)構(gòu)，也能減少船舶的壓載水所造成的環(huán)境污染[4]。

2．節(jié)能減排技術(shù)

對于綠色船舶節(jié)能減排是經(jīng)過優(yōu)化船舶零部件結(jié)構(gòu)、改進相關(guān)技術(shù)，可以改善相應(yīng)的效果，從而使船舶節(jié)省能源并減少污染物的排放，進一步提高船舶能效。在船舶燃燒方面采用節(jié)能減排技術(shù)是通過改善柴油機的燃燒效果并控制柴油機的排放物和廢氣排放量，節(jié)能減排技術(shù)主要包括前端技術(shù)和后端技術(shù)。前端技術(shù)是對柴油機的燃油噴射和燃燒過程及進氣過程進行優(yōu)化來提高柴油機的燃燒能效，從而達到節(jié)能減排的目的。后端技術(shù)是指對柴油機的排放進行控制和對余熱的回收利用，從而來實現(xiàn)節(jié)能減排。

3．減振降噪技術(shù)

船舶會發(fā)生劇烈的振動，將會使船舶乘客的舒適性降低，還會影響船舶工作人員的身體健康以及他們的工作效率；造成船舶自身結(jié)構(gòu)和一些機械設(shè)備部件出現(xiàn)疲勞破壞；影響船舶上的機器及設(shè)備的正常使用，還會增加相應(yīng)的維護費用。特別對軍艦，劇烈的振動將意味著其作戰(zhàn)系統(tǒng)將會不能正常發(fā)揮作用，同時其隱蔽性也會降低。為了減小船舶振動，可以采取防振技術(shù)、減振技術(shù)和隔振技術(shù)。對于船舶，其噪聲不但使船內(nèi)的儀器、設(shè)備的正常使用受到影響，而且還會使船舶的安全性、隱蔽性、可用性和居住性等受到影響，因此，船舶在運營時，必須要注意采取控制噪聲的措施，船舶的噪聲控制主要包括三個方面：一是從根源上控制：控制噪聲聲源；二是控制噪聲的傳遞途徑；三是使用接收器等噪聲防護設(shè)備。

4．智能航行技術(shù)

智能航行技術(shù)使通過高科技裝備來實現(xiàn)無人化操縱的目標，即能夠正確的判斷出船體的具體位置并自動行駛，能自動的選擇最合適的航線和航速，在航行的過程中能自我判斷出現(xiàn)的風暴，并能避免出現(xiàn)撞船的危險。智能航行技術(shù)包括航線優(yōu)化技術(shù)、能效控制技術(shù)、電力管理技術(shù)、狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)、遠程維護技術(shù)等。

五、綠色船舶的拆解

綠色拆解是綠色船舶生命周期中的最后一個階段。綠色拆解不僅可以降低環(huán)境污染，還可以讓零部件和產(chǎn)品重新使用及材料的再生利用，從而減少資源的消耗。土耳其最近有研究表明：從赤鐵礦中冶煉1t鋼就需要消耗7,400MJ的能量并且排放2,200kg的CO2，而從拆船業(yè)獲得1t鋼只消耗1,350MJ的能量并且只排放280kg的CO2[5]。由此可見，船舶的綠色拆解既可以使資源可持續(xù)利用，也可以很大程度的降低污染環(huán)境。

六、總結(jié)

隨著人類環(huán)保意識的提高，綠色船舶被我國的造船業(yè)廣泛接受并推廣。綠色船舶本著“以人為本”和“以自然為本”，打造環(huán)境友好型和資源節(jié)約型船舶。綠色船舶的實現(xiàn)，需要對綠色建造、綠色運營到綠色拆解全生命周期每一個環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)進行研究，并且不斷的改進，才能最大程度的實現(xiàn)低污染、低能耗、安全健康和高能效的多重目標。綠色船舶的發(fā)展不僅是我國節(jié)能減排的重要措施，還降低船舶的生產(chǎn)成本，減少對環(huán)境的污染，并且能很大程度的提高我國航運業(yè)和船舶業(yè)在國際上的競爭力。

參考文獻：

[2]李碧英.綠色船舶及其評價建指標體系研究[J].中國造船，2008，49（183）：27-29.

[3]張躍.走新型工業(yè)化道路，設(shè)資源節(jié)約和綠色環(huán)保企業(yè)[J].上海造船，2007，（2）：52-54.

[4]黃金，李杰，王愛軍.綠色船舶的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢探索[J].科技風，2014，07（20）：222.

作者：王琦；曾向明 單位：上海海事大學