该研究全面评估了船用空气润滑系统(ALS)在船舶运输中的应用,重点关注其技术成熟度、经济可行性、监管环境和安全影响。研究认为,ALS 是一项有趣但仍在成熟中的技术。然而,航运业仍需要清楚地了解系统在服务条件下的性能。
核心观点:
- ALS 通过向船底湍流边界层注入空气来减少船舶的摩擦阻力,从而降低船舶的功率需求、燃料消耗和温室气体(GHG)排放。
- ALS 技术有多种设计理念和拓扑结构,如空气层、气泡或空腔减阻,以及主动和被动系统。
- 研究 包括对利益相关者的访谈和研讨会,提供了对该技术当前状态和市场准备情况的全面了解。
可持续性:
- ALS 是一项减少船体阻力和提高燃料效率的新兴技术。
- 通过降低燃料消耗,ALS 直接减少 GHG 排放和其他污染物,包括 NOx、SOx 和颗粒物。
- 案例研究表明,ALS 的潜在节油率高达 4%,具体取决于关键因素。
- 除了减少排放外,ALS 还可能减少水下辐射噪声,支持海洋生态系统保护和大范围可持续性目标。
适用性:
- ALS 通过战略空气释放来减少船体阻力,关键因素包括润滑面积、运营吃水、利用率、压缩机电能和天气敏感性。
- 技术分析表明,ALS 对几乎所有全球船队都可行,约 99% 的船舶技术能力可以适应 ALS 并实现净功率增益。
- 经济分析表明,ALS 的经济可行性高度依赖于当前和未来的燃料价格、运营区域和海况。
- 新船建造比改造船更具经济优势,因为新船的资本成本较低,并且可以接入轴发电机。
可用性:
- 到 2025 年 7 月,已有 300 多艘船舶在使用 ALS,无论是新建还是改造,还有类似数量的船舶订单配备了 ALS 安装。
- ALS 的安装目前主要由液化天然气运输船和集装箱船主导,邮轮作为第三大细分市场正在兴起。
- ALS 有多种供应商,为新建船和改造船提供系统,并向全球造船厂提供这些系统。
技术经济方面:
- 技术分析表明,ALS 对几乎所有船舶类型都可行,并提供净功率增益。
- 经济分析表明,ALS 的经济可行性高度依赖于当前和未来的燃料价格、运营区域和海况。
- 新船建造比改造船更具经济优势,因为新船的资本成本较低,并且可以接入轴发电机。
法规方面:
- 国际海事组织(IMO)的净零框架(NZF)可能对航运业产生重大变革。
- 能源效率设计指数(EEDI)和能源效率现有船舶指数(EEXI)是促进新船和现有船舶能效的关键 IMO 措施。
- ALS 被归类为 MEPC.1/Circ.896 中的 B-1 类技术,该文件提供了将创新技术纳入 EEDI 和 EEXI 计算的指南。
- 欧盟Fit for 55 一揽子计划将欧盟排放交易系统(EU ETS)扩展到海上运输,并引入FuelEU Maritime 法规。
安全评估:
- ALS 技术主要使用现有的海洋设备,并引入了没有根本新活性组件,因此它不会创造新的操作安全场景。
- 分类社已经审查和批准了 ALS 的安装,确保结构修改符合安全和强度标准。
- 安全评估发现没有重大风险与 ALS 相关;其中 15 个风险中只有 4 个与风险排名相关,且 none of these were considered high-risk items。
- 一个中等风险隐患是:空气层干扰声纳,可能导致虚假深度读数和潜在的搁浅或碰撞损坏。然而,这个风险可以通过避免在浅水中使用 ALS 或依靠前声纳进行准确读数来轻松缓解。
研究结论:
- ALS 代表了一种有前途但仍在成熟中的技术,可以改善船舶的能源效率并减少排放。
- 需要进一步的研究、全尺寸试验和利益相关者之间的合作,以充分开发 ALS 的潜力。
- ALS 的适用性取决于船型、运营概况、吃水和环境条件。
- ALS 的经济可行性高度依赖于燃料价格、天气和利用率。
- ALS 不会创造新的操作安全场景,但需要通过工程设计和操作程序来有效管理潜在风险。