發(fā)展綠色艦船，搶占未來艦船發(fā)展制高點

馬運義

中國艦船研究設(shè)計中心，湖北武漢430064

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發(fā)展綠色艦船，搶占未來艦船發(fā)展制高點

馬運義

中國艦船研究設(shè)計中心，湖北武漢430064

摘要：針對艦船裝備發(fā)展面臨的低碳、環(huán)保等熱點問題，闡述了“綠色艦船”和“綠色艦隊”的內(nèi)涵，介紹了美、歐等世界先進(jìn)海軍國家綠色艦船的發(fā)展現(xiàn)狀。從節(jié)能、減排、防污和能源安全等角度，分析了我國海軍發(fā)展綠色艦船的必要性。提出了發(fā)展綠色艦船應(yīng)采取的系統(tǒng)性舉措，包括：加強(qiáng)戰(zhàn)略規(guī)劃論證、更新艦船設(shè)計理念、注重綠色能源探索、強(qiáng)化配套裝備研發(fā)、提升綠色建造能力、重視綠色管理研究、關(guān)注國際綠色艦船裝備與技術(shù)新動向、積極開展國內(nèi)外交流和合作等。

關(guān)鍵詞：綠色艦船；艦船設(shè)計；船用燃料；發(fā)展對策

0　引　言

當(dāng)前，低碳經(jīng)濟(jì)、減排環(huán)保、替代能源已成為全球關(guān)注的熱點。“綠色艦船”和“綠色艦隊”的概念、新能源及其相應(yīng)的裝備產(chǎn)業(yè)正悄然興起，并預(yù)示著將成為未來艦船及其配套裝備乃至海軍裝備建設(shè)的必然發(fā)展方向［1-4］。可以說，這也是人類文明從工業(yè)文明走向生態(tài)文明的歷史大趨勢在海軍裝備建設(shè)發(fā)展中的必然體現(xiàn)。加之，國際海事組織（IMO）正出臺更多、更嚴(yán)的防污、排放等公約、標(biāo)準(zhǔn)，迫切需要我國船舶行業(yè)和海軍轉(zhuǎn)變觀念，以戰(zhàn)略性的眼光，前瞻性地將綠色艦船和“綠色艦隊”列為我國艦船裝備與技術(shù)跨越發(fā)展的新方向和整體水平提升的切入點，加強(qiáng)綠色艦船裝備和技術(shù)研發(fā)，抓機(jī)遇搶占綠色艦船裝備和技術(shù)發(fā)展的制高點，這也將是實現(xiàn)“鍛造一支強(qiáng)大海軍”和十八大提出的“建設(shè)海洋強(qiáng)國夢”宏偉目標(biāo)的必然選擇。

本文將對綠色艦船裝備和技術(shù)發(fā)展的一些問題進(jìn)行探討和闡述。

1　“綠色艦船”和“綠色艦隊”的內(nèi)涵

應(yīng)予指出，此處所謂“綠色”是泛指使用替代型能源替代以石油為原料的傳統(tǒng)能源，達(dá)到低碳、環(huán)保、節(jié)能、高效之目的的裝備、物件特有狀態(tài)之表征。目前認(rèn)識的所謂替代型能源有：核能、生物燃料（含利用地溝油研制的生物柴油）、太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒉ɡ四堋⒊毕堋⒑Ｋ疁夭钅堋淠艿取?/p>

綠色艦船的概念是人類進(jìn)入21世紀(jì)，受低碳經(jīng)濟(jì)興起、節(jié)能環(huán)保的訴求熱切、石油價格大幅波動等因素影響，在迫切要求海軍裝備建設(shè)和船舶行業(yè)轉(zhuǎn)變觀念，引領(lǐng)研發(fā)更高效、更環(huán)保、更節(jié)能、更安全、更舒適的低碳艦船的發(fā)展潮流下提出的。

所謂“綠色艦船”，是指使用替代型能源及其相應(yīng)裝備，達(dá)到高效、環(huán)保、節(jié)能目的的艦船，或者裝備新型動力裝備從而最大限度地提高能源利用效率、減少以石油為原料的燃油使用量或不使用燃油，達(dá)到低排放、高效、節(jié)能、安全、舒適的低碳型艦船。

所謂“綠色艦隊”，是指組成艦隊的艦船及其艦載機(jī)、后勤保障設(shè)施等均分階段使用替代型能源替代以石油為原料的傳統(tǒng)能源，達(dá)到低碳、環(huán)保、高效，形成具備全新作戰(zhàn)能力的新型海軍艦船裝備體系。

2009年10月，美國第75任海軍部長雷·馬伯斯提出了“大綠艦隊”［5-7］的概念，這是他為美國海軍裝備建設(shè)提出的新構(gòu)想的表述。這一名詞源于100年前美國海軍按西奧多·羅斯福總統(tǒng)的要求組建的“大白艦隊”。1907年12月16日～1909年2月22日，由16艘艦體全都漆成白色的美國戰(zhàn)列艦編隊進(jìn)行了一次舉世矚目的環(huán)球航行，該艦隊就是赫赫有名的“大白艦隊”。這支艦隊除了擔(dān)負(fù)揚(yáng)美國國威和軍威之使命外，還有一項對美國極為重要的任務(wù)，即實施羅斯福總統(tǒng)的指令——“我希望所有的故障、錯誤和缺點都能夠在和平時期而非戰(zhàn)爭時期顯露出來”。“大白艦隊”最終不辱使命，使以煤為燃料的軍艦的后勤補(bǔ)給缺點顯露無遺，而此舉對美國海軍從使用煤炭燃料向使用石油轉(zhuǎn)變，起到了重要的導(dǎo)向作用。

雷·馬伯斯對“大綠艦隊”提出的目標(biāo)概括起來是：于2012年局部建成、驗證“綠色打擊群”；于2016年前基本建成“大綠艦隊”；最終實現(xiàn)擺脫對石油能源的依賴。為實現(xiàn)2020年前海軍所用能源50%以上不再是石油的目標(biāo)，將采取兩大舉措：一是提高燃油利用效率，減少海軍艦隊燃油的使用量；二是擴(kuò)大使用替代型能源，特別是生物燃料和可再生能源。具體而言，分為4個部分，如表1所示。

表1美國“大綠艦隊”的具體措施Tab.1 Specific measures for the US Great Green Fleet

由上可見，綠色艦船的發(fā)展趨向和“綠色艦隊”建設(shè)計劃的最終目標(biāo)都是擺脫對石油能源的依賴，其核心內(nèi)容是使用替代型能源。綠色艦船概念已對船舶技術(shù)和整個行業(yè)產(chǎn)生了現(xiàn)實而深遠(yuǎn)的影響，而“大綠艦隊”的概念和構(gòu)想則對整個美國海軍產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。可以說，建設(shè)“綠色艦隊”和研發(fā)綠色艦船將是艦船發(fā)展史上又一次開創(chuàng)性的革命。

2　發(fā)展綠色艦船是我國海軍和船舶行業(yè)的必然選擇

2.1世界經(jīng)濟(jì)向著綠色、環(huán)保方向發(fā)展的需求

從京都議定書到哥本哈根會議，從南極、北極冰層融化逐年加快到海岸線上升帶來的威脅，從我國整體空氣質(zhì)量下降到冬天霧霾天氣增多，人類前所未有地對氣候變化及綠色、環(huán)保的關(guān)切，正不斷推動著世界經(jīng)濟(jì)向著更綠色、更環(huán)保的方向發(fā)展。在這種大環(huán)境和發(fā)展趨向下，船舶行業(yè)作為能耗污染相對較大的產(chǎn)業(yè)，重視節(jié)能、減排、節(jié)材，發(fā)展低碳和綠色船舶已成為行業(yè)的必然選擇；海軍艦船作為消耗以石油為原料的傳統(tǒng)能源較多、排碳也較多的武器裝備，使用替代能源、應(yīng)用新能源配套裝備、發(fā)展綠色艦船和“綠色艦隊”已成為海軍裝備的革命化發(fā)展方向。

2.2滿足國際船舶防污、減排、低碳新標(biāo)準(zhǔn)、新公約的需要

近年來，IMO的防污染公約（MARPOL）、壓載水排放公約、拆船公約等正由單純關(guān)注海洋污染向水空一體化立體方向發(fā)展，對船舶的9大排放提出了更嚴(yán)格的限制要求與指標(biāo)，具體包括：

1）MARPOL有關(guān)柴油機(jī)的排放標(biāo)準(zhǔn)；

2）禁止鹵化物的使用；

3）特殊港口禁止使用揮發(fā)性有機(jī)物；

4）有關(guān)排油監(jiān)控的規(guī)定；

5）禁止TBT防污涂料的使用；

6）壓載水管理公約；

7）MARPOL有關(guān)污水處理或污水箱、垃圾處置的規(guī)定；

8）艙底油卸載IMO認(rèn)證；

9）焚燒爐IMO認(rèn)證。

以能源消耗、排污和氣體排放量為主要指標(biāo)來衡量艦船先進(jìn)性的理念正逐漸為艦船用戶和艦船研究設(shè)計者所認(rèn)識、重視、接納。與此同時，各瀕海國家還紛紛修改法律、法規(guī)，提高進(jìn)港艦船的排放標(biāo)準(zhǔn)。可以預(yù)見，未來還將出臺更多、更嚴(yán)的標(biāo)準(zhǔn)。這些公約、標(biāo)準(zhǔn)將陸續(xù)生效，使我國船舶行業(yè)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，也給我國海軍艦船發(fā)展提出了新課題。

同時，在全球運力不斷萎縮、美英等國家的海軍面臨國防開支下降等大環(huán)境下，艦船用戶既要面對成本和效益的壓力，又必須滿足全球節(jié)能減排的新要求，還面臨著艦艇數(shù)量減少、任務(wù)增多、提升作戰(zhàn)能力等壓力。

為了生存和發(fā)展，艦船用戶必然會選擇、發(fā)展能耗低、排放少、高效、環(huán)保的綠色艦船。這種狀況和情勢，也給我國未來民船和軍船（尤其是出口艦船）的設(shè)計、研發(fā)提出了新課題、新要求。

2.3“石油危機(jī)”迫使艦船向“綠色”發(fā)展的需求

所謂“石油危機(jī)”，主要體現(xiàn)著3方面的涵意：

1）石油資源枯竭論。

以石油為原料的能源現(xiàn)被廣泛應(yīng)用于人類活動的各種場所、過程和各個方面，全球石油消費量逐年增長（目前，全球每天要消費掉約8 500萬桶石油）。石油在全球一次能源結(jié)構(gòu)中占比約40%，而煤炭還不到30%。有人預(yù)測，若干年后石油資源將被耗盡，提出了“石油資源枯竭”怎么辦的問題。雖然提出這一問題可能為時過早，加之目前還發(fā)現(xiàn)了深海可燃冰、頁巖氣等新油氣資源，但油氣資源正日益快速減少是事實，人們應(yīng)該前瞻性地關(guān)注、研討“艦船用更高性能、更經(jīng)濟(jì)、更環(huán)保的能源替代石油資源”的問題。

2）石油價格波動大。

隨著消耗量的增長及產(chǎn)油氣區(qū)受戰(zhàn)爭、動亂（如中東、非洲）等影響，石油價格波動劇烈，這給各國，尤其是油氣消費大國的財政造成了很大困難，致使有的國家削減國防預(yù)算開支，海軍也隨之承受財政壓力（如美國未來10年預(yù)計削減美軍預(yù)算總計4 900億美元）。這迫使相關(guān)國家的海軍和船舶行業(yè)尋求艦船的替代能源。

3）艦船能源依賴石油有戰(zhàn)略缺陷。

關(guān)于這一點，《美國海軍21世紀(jì)能源構(gòu)想》給予了較系統(tǒng)的論述。

（1）美國海軍規(guī)模龐大，頻繁在海外用兵，燃油消費量十分驚人，對石油的依賴程度非常高。據(jù)統(tǒng)計，艦艇、車輛和飛機(jī)消費了美國海軍能源使用量的70%，其中約60%是以石油為原料的液體燃料。這種依賴程度嚴(yán)重限制了美海軍的靈活性。

（2）龐大的燃料費用給面臨預(yù)算削減的美國海軍帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)壓力，擠占了一些原本用于重大項目研發(fā)的經(jīng)費，制約了美海軍裝備和技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展。

（3）在作戰(zhàn)和戰(zhàn)術(shù)層面，美海軍對以石油為基礎(chǔ)的燃料存在兩大擔(dān)憂：一為燃油效率低造成艦艇作戰(zhàn)距離短，不利于擴(kuò)大遠(yuǎn)程機(jī)動作戰(zhàn)的靈活性；二為液體燃料給美海軍帶來了“長長的后勤尾巴”，這不僅使美海軍為保障后勤供應(yīng)要消費不必要的資源，而且容易成為被對手利用、攻擊的弱點（如攻擊航母編隊后勤供應(yīng)運輸線被列為對抗航母的有力手段）。這種戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)層面上的能源缺陷迫使美海軍艦船和艦隊向“綠色”發(fā)展，并確立了相應(yīng)的“作戰(zhàn)能源戰(zhàn)略”目標(biāo)和實施細(xì)則。

2.4盡快改變我國對石油進(jìn)口依賴日甚狀況的需要

眾所周知，我國既是石油消費大國，又是依賴石油進(jìn)口的大國。有關(guān)資料統(tǒng)計，2002年我國進(jìn)口石油約8 000萬t；2012年全年消費近5億t，國內(nèi)生產(chǎn)原油2.07億t，進(jìn)口約2.9億t，進(jìn)口石油超過58%；預(yù)計2020年我國石油年消費量總量的80%可能依賴進(jìn)口，而我國從中東和非洲進(jìn)口的石油約占進(jìn)口總量的70%，但我國主要石油能源運輸線進(jìn)出太平洋、印度洋的海上通道，都被美國或其他國家控制。由此，我們要從戰(zhàn)略層次改變石油資源嚴(yán)重受制于人的局面，除大力進(jìn)行我國陸上和近海油氣資源開發(fā)以及開拓從陸鄰國家由陸路管道進(jìn)口油氣的途徑之外，還必須盡早研發(fā)艦船用替代能源。

在這方面，作者認(rèn)為美海軍對艦船新能源研發(fā)的前瞻性思索、認(rèn)識、戰(zhàn)略和實現(xiàn)目標(biāo)、對策和細(xì)則，對我國這種嚴(yán)重依賴石油進(jìn)口的國家而言，是很有啟發(fā)，也是值得警示和借鑒的。

2.5迎接已悄然拉開的艦船“綠色”爭奪戰(zhàn)的需要

盡管至今全球和國內(nèi)對綠色艦船的定義（內(nèi)涵）尚沒有一致認(rèn)可的、統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，但一場沒有硝煙的艦船綠色爭奪戰(zhàn)的帷幕已經(jīng)拉開。

如前所述，美國海軍部長雷·馬伯斯于2009 年7月提出建設(shè)“大綠艦隊”的構(gòu)想，并確立了相應(yīng)的實施目標(biāo)、細(xì)則和要求。具體包括：在簽署軍購合同時將能源因素納入評估標(biāo)準(zhǔn)；至2015年，海軍部管轄艦船的石油使用量減少50%；至2020年，替代能源應(yīng)滿足海軍部所屬岸上設(shè)施能源要求的50%；從2012年開始驗證包括“綠色航母編隊”在內(nèi)的“綠色打擊群”，于2016年進(jìn)行演示驗證等［5-6］。美海軍大力研發(fā)由電力推進(jìn)系統(tǒng)和燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)聯(lián)合驅(qū)動的混合動力水面艦艇，并將研究成果首先在“馬金島”號兩棲攻擊艦上進(jìn)行了試用。試用表明，在為期2個月的首次試航中，與“硫磺島”號相比就節(jié)約了200萬美元，預(yù)計在其40年的使用壽命期內(nèi)可為美海軍節(jié)省2.4億美元。新設(shè)計的“阿利·伯克”級驅(qū)逐艦也將應(yīng)用這種燃電混合動力，預(yù)計可使該級驅(qū)逐艦每年每艦節(jié)約1 500桶燃油。美海軍充分投入力量展開下列研發(fā)工作：生物燃料及其與船用柴油和航空燃油混合使用的艦艇和飛機(jī)；地?zé)帷⒉ɡ恕⑻柲堋L(fēng)能等可再生能源，為岸上設(shè)施提供能源；海軍地面系統(tǒng)使用的混合動力及混合燃油技術(shù)。例如，美海軍陸戰(zhàn)隊利用太陽能為電池充電，為計算機(jī)、無線電臺、照明燈及其他設(shè)備供電，使發(fā)電機(jī)的燃油消耗量由20 USgal/d（75.71 L/d）減少到2.5 USgal/d （9.46 L/d）。

歐盟也已出臺了一系列綠色船舶技術(shù)研發(fā)政策和研發(fā)項目，并出臺、實施了相應(yīng)的限制法令，如“關(guān)于廢棄電子電氣設(shè)備指令”（WEEE）、“關(guān)于在電子電氣設(shè)備中限制使用某些有害物質(zhì)指令”（ROHS）等。同時，開展了大量研發(fā)項目［8-9］，如Leadership 2015、“歐盟第六、第七研發(fā)框架計劃”（FP6/FP7）、“歐洲高效超低排放船用柴油機(jī)研發(fā)項目”（Hercules）［10］等。

日本造船業(yè)將綠色船舶技術(shù)作為今后發(fā)展的戰(zhàn)略重點，在削減船舶二氧化碳排放等方面進(jìn)行了大量技術(shù)創(chuàng)新［11］。從2009年起，日本國土交通省第1批初步審定了15項研究課題，并為其提供第1筆研發(fā)補(bǔ)助7.2億日元；第2批審定了9項研究課題，提供研發(fā)補(bǔ)助5億日元。在政府和海上自衛(wèi)隊的支持下，日本船企、船東及研究院所采取多種方式，聯(lián)合研發(fā)綠色船舶技術(shù)和裝備，并已開發(fā)出性能良好的高端推進(jìn)系統(tǒng)、動力系統(tǒng)及導(dǎo)航系統(tǒng)，試圖運用這一領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢來掌握話語權(quán)，達(dá)到推進(jìn)產(chǎn)業(yè)洗牌、淘汰對手的目的。顯然，這些綠色船舶技術(shù)和裝備可移植到日本海上自衛(wèi)隊及海上保安廳的艦船上。

進(jìn)入21世紀(jì)，韓國就投入人力、財力研發(fā)綠色艦船技術(shù)［12］，2010年3月宣布制定了造船產(chǎn)業(yè)中、長期綠色發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，其中要求2015年以前推出減排低碳燃料及與IT技術(shù)相結(jié)合、由電力推動的新一代“綠色智能型船舶”，并準(zhǔn)備10年內(nèi)為“綠色”船舶研發(fā)投入3 000億韓元。同時，2009年以來，韓國主要船企自籌資金研發(fā)低碳船舶，并在該領(lǐng)域有所突破：STX成功研發(fā)出“綠色之夢”生態(tài)環(huán)保船舶；三星造船開發(fā)出“三星最優(yōu)航線評估系統(tǒng)”軟件；現(xiàn)代重工開發(fā)出混合動力巡邏艦。這些船舶憑借更低的油耗、排放以及更高的推進(jìn)效率及節(jié)能環(huán)保技術(shù)，深受各國船東的青睞，成為韓國船企搶奪船舶新訂單的又一把利器。

總之，美、歐、日、韓等造船強(qiáng)國在綠色艦船及其技術(shù)的研發(fā)上正呈烽火之勢，已相繼推出未來綠色艦船的概念、船型等，在外形設(shè)計、結(jié)構(gòu)性能、推進(jìn)方式、動力能源、配套裝備等方面均有不同程度的突破。

相對而言，我國船舶工業(yè)界雖已意識到綠色船舶是未來造船業(yè)的發(fā)展方向和競爭的重點，并正在組織有關(guān)單位開展相關(guān)船型及有關(guān)技術(shù)的研發(fā)，但只能說是剛剛起步。至今，既無專門機(jī)構(gòu)統(tǒng)籌組織、管理綠色船舶及其科技研發(fā)，也無統(tǒng)一的綠色船舶研究發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，綠色船舶的概念和設(shè)計理念尚未真正建立或還沒有根本性的突破。民用船舶尚且如此，綠色軍用艦艇（特別是“綠色艦隊”）的概念和設(shè)計理念可以說尚未提到議事日程。

我國船舶行業(yè)和艦船研發(fā)設(shè)計單位應(yīng)意識到，發(fā)展綠色艦船已成為我國船舶行業(yè)和海軍的必然選擇，要想在綠色船舶和“綠色艦隊”及其技術(shù)的爭奪戰(zhàn)與引領(lǐng)綠色低碳潮流中有所作為，占據(jù)應(yīng)有的位置，爭取到主動權(quán)，就應(yīng)進(jìn)一步覺醒，重視綠色艦船、“綠色艦隊”、新能源及其裝備和技術(shù)的研究、開發(fā)、應(yīng)用與再提高。

3　以戰(zhàn)略眼光抓機(jī)遇，搶占綠色艦船發(fā)展制高點

面對綠色艦船帶來的挑戰(zhàn)及激烈競爭，我們必須提高認(rèn)識，增強(qiáng)緊迫感，以戰(zhàn)略眼光，敏銳地捕捉綠色低碳熱潮中蘊(yùn)含的發(fā)展機(jī)遇，將發(fā)展綠色艦船和“綠色艦隊”當(dāng)作我國艦船裝備與技術(shù)跨越發(fā)展及船舶行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整升級的方向和切入點，主動作為，開拓創(chuàng)新，采取系統(tǒng)性舉措，加強(qiáng)綠色艦船裝備與技術(shù)的研發(fā)，搶占綠色艦船未來發(fā)展的制高點。

3.1加強(qiáng)戰(zhàn)略規(guī)劃論證，指引綠色艦船發(fā)展

發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃是通過頂層論證設(shè)計而編制的統(tǒng)籌、引領(lǐng)綠色艦船發(fā)展的指導(dǎo)性文件，也是綠色艦船技術(shù)預(yù)先研究項目立項研究及裝備工程項目立項研制的依據(jù)。科學(xué)、清晰的發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，對于我國綠色艦船在新常態(tài)下增加“芯動力”、持續(xù)研發(fā)，具有重要的促進(jìn)和推動作用。針對目前我國綠色艦船研究既無專門機(jī)構(gòu)統(tǒng)籌組織、管理，也無發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃的現(xiàn)狀，為指引我國綠色艦船發(fā)展，爭取將綠色艦船裝備與技術(shù)研究列為國家重大科技工程專項開展研究，應(yīng)重視、加強(qiáng)綠色艦船裝備與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃的研究、論證、編制。發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃的主要內(nèi)容為：規(guī)劃期間發(fā)展的指導(dǎo)原則、總體與階段發(fā)展目標(biāo)、主要任務(wù)、技術(shù)政策、進(jìn)度安排與經(jīng)費預(yù)測、應(yīng)采取的措施等。發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃研究、論證的重點為：

1）研究、論述綠色艦船與“綠色艦隊”的內(nèi)涵；

2）論證、闡述研發(fā)“綠色艦隊”的必要性；

3）綜合分析綠色艦船裝備與技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢及我國與世界海洋強(qiáng)國的差距；

4）梳理、分析相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)體系；

5）論證、編制我國綠色艦船未來（含“十三五”）發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃設(shè)想。

3.2更新艦船設(shè)計理念，提升綠色設(shè)計能力

總體設(shè)計技術(shù)是艦船，也是綠色艦船研究設(shè)計的綜合集成技術(shù)，是艦船總體技術(shù)的核心和艦船工程系統(tǒng)的“龍頭”，在整個艦船研制過程中起決策、統(tǒng)帥的作用，是一型（艘）艦船研制質(zhì)量優(yōu)劣的關(guān)鍵。在艦船裝備研究、設(shè)計中，要更新總體設(shè)計理念，不僅要注重艦船的功能和經(jīng)濟(jì)性，還要把節(jié)能、省料和減排等綠色艦船理念導(dǎo)入艦船的研究、論證、設(shè)計、建造、使用、維修、退役等全壽命期，納入艦船研制體系和總體設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域中。綠色艦船總體設(shè)計技術(shù)重點要研究：

1）綠色艦船總體設(shè)計理念與內(nèi)涵；

2）綠色艦船總體設(shè)計理論和方法；

3）綠色環(huán)保低阻船型、船體―推進(jìn)器匹配、減阻增效、艙室環(huán)境保障等技術(shù)；

4）典型綠色艦船總體概念方案；

5）綠色艦船設(shè)計指導(dǎo)性文件（設(shè)計規(guī)范）。

由此，不斷提升艦船的綠色設(shè)計能力。

3.3注重綠色能源探索，突破綠色發(fā)展瓶頸

研發(fā)能替代以石油為原料的傳統(tǒng)能源的艦船用替代型綠色能源，是研制和發(fā)展綠色艦船的核心和關(guān)鍵。從某種意義上說，綠色能源也是綠色艦船裝備與技術(shù)發(fā)展的瓶頸之一。因此，欲登未來艦船發(fā)展制高點，必須注重并下大力氣探索、突破綠色能源技術(shù)瓶頸，制備出綠色新能源。對該技術(shù)領(lǐng)域，重點要開展：

1）綠色艦船用替代型綠色新能源的概念和種類研究；

2）對未來艦船有應(yīng)用前景的綠色能源研究（可精選1～2種替代型綠色能源做重點突破，制備出相應(yīng)的新能源樣品）；

3）高效節(jié)能技術(shù)研究；

4）尾流能量回收技術(shù)研究；

5）艦船用綠色能源發(fā)展規(guī)劃論證、編制等。

3.4強(qiáng)化配套裝備研發(fā)，夯實綠色艦船基礎(chǔ)

綠色配套裝備是綠色艦船研制和發(fā)展的基礎(chǔ)，也是影響綠色艦船能否達(dá)到節(jié)能、高效、減排、低噪等性能的重要因素。同時，作為艦船“心臟”的動力系統(tǒng)（裝置）一直是影響我國艦船發(fā)展的關(guān)鍵因素，而其他船用輔助設(shè)備有的也較落后。鑒此，要研發(fā)綠色艦船，必須強(qiáng)化綠色動力系統(tǒng)（裝置）及船用輔助系統(tǒng)設(shè)備的研發(fā)，以夯實綠色艦船研制和發(fā)展的基礎(chǔ)。在該技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)重點研究：

1）綠色艦船配套裝備與技術(shù)的概念及發(fā)展規(guī)劃；

2）節(jié)能環(huán)保動力系統(tǒng)技術(shù)（可精選1～2型綠色動力裝備，如超低排放船用柴油機(jī)、氣體燃料與雙燃料發(fā)動機(jī)、電力推進(jìn)與燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)，進(jìn)行重點研發(fā)）；

3）節(jié)能環(huán)保配套裝備技術(shù)（如高效低噪空調(diào)與冷卻系統(tǒng)、高效壓載水處理系統(tǒng)等）；

4）艦船主動力系統(tǒng)余熱利用技術(shù)、潔凈減排技術(shù)；

5）艦船監(jiān)測和控制綠色動力裝置與燃料消耗系統(tǒng)技術(shù)等。

3.5提升綠色建造能力，確保設(shè)計目標(biāo)實現(xiàn)

艦船研制和發(fā)展的實踐表明，一型（艘）高性能的艦船要研制成功，不但要靠高水平的總體設(shè)計，而且要靠優(yōu)良的建造技術(shù)。同樣，要研制出滿足綠色要求，尤其是滿足強(qiáng)制性新造船能效設(shè)計指數(shù)（EEDI）和排放要求基線（Baseline）的綠色艦船裝備，就必須在注重艦船綠色設(shè)計的同時，加強(qiáng)綠色造船技術(shù)研發(fā)，提升綠色建造能力與水平，以確保綠色設(shè)計目標(biāo)的實現(xiàn)。綠色艦船建造技術(shù)是在綜合采用先進(jìn)技術(shù)和現(xiàn)代科學(xué)管理的條件下，研究綠色艦船建造過程與管理，提高建造質(zhì)量方法的一門工程專用技術(shù)。在該技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)重點研究：

1）綠色艦船建造管理技術(shù)；

2）綠色艦船建造與工藝技術(shù)（可以典型系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)的建造與安裝工藝技術(shù)為主）；

3）綠色艦船建造工藝質(zhì)量檢測技術(shù)；

4）數(shù)字化綠色造船技術(shù)（可以虛擬建造與安裝及分析技術(shù)為主）等。

3.6重視綠色管理研究，促推綠色艦船發(fā)展

艦船研制和發(fā)展的實踐使人們認(rèn)識到，實現(xiàn)綠色艦船研制的源頭在綠色設(shè)計，實現(xiàn)的手段是綠色能源、設(shè)備和綠色建造技術(shù)，實現(xiàn)的基礎(chǔ)在于綠色管理。“管理出質(zhì)量”、“管理出效益”的理念正逐漸為人們所認(rèn)識和實踐。因此，在綠色艦船研制和發(fā)展中，應(yīng)重視綠色管理的研究，以建立科學(xué)的綠色管理方法，構(gòu)建既滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求、又符合實際特點的綠色管理體制，達(dá)到加強(qiáng)責(zé)任制、提高研制效率、縮短研制周期、節(jié)約研制經(jīng)費、保證研制質(zhì)量、持續(xù)推動綠色艦船發(fā)展之目標(biāo)。在該技術(shù)領(lǐng)域，要重點開展：

1）綠色艦船的綠色管理內(nèi)涵、綠色管理程序研究；

2）綠色艦船管理理論與方法研究；

3）IMO及國外綠色艦船防污、減排、低碳新標(biāo)準(zhǔn)、新公約制訂、修改與實施動態(tài)研究；

4）中國綠色艦船相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（如“中國綠色艦船管理規(guī)程”、“中國綠色艦船名詞術(shù)語”）的研究、編制等。

3.7掌握綠色艦船信息，關(guān)注國際發(fā)展動向

主動關(guān)注國際上關(guān)于節(jié)能減排和替代能源以及其相應(yīng)裝備研發(fā)的最新動向［13-15］，隨時掌握相關(guān)的最新技術(shù)動態(tài)及新出臺的低碳減排公約，在信息上爭取主動，以盡快改變我國船舶工業(yè)對國際新規(guī)范、新規(guī)則、新標(biāo)準(zhǔn)始終處于被動接受和應(yīng)用，缺乏主動適應(yīng)、積極研究、主導(dǎo)制訂相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的狀況，力求在國際上有更多的話語權(quán)，為我國綠色艦船裝備與技術(shù)的研究導(dǎo)引正確的方向和重點，促進(jìn)我國綠色艦船配套設(shè)備、材料、能源等向自主化（提高自主技術(shù)創(chuàng)新能力）、本土化（提升配套裝備的本土化率）發(fā)展。

3.8引入?yún)f(xié)同創(chuàng)新機(jī)制，開展廣泛交流合作

在綠色艦船發(fā)展與研制中，要引入?yún)f(xié)同創(chuàng)新機(jī)制，積極開展國內(nèi)外交流和合作。通過國內(nèi)相關(guān)行業(yè)間的交流及艦船使用、論證、研究、設(shè)計、建造、檢驗等各部門間的交流、合作，主動參加國際海事組織等主辦的學(xué)術(shù)交流會、節(jié)能環(huán)保技術(shù)和產(chǎn)品博覽會，與有關(guān)國家進(jìn)行技術(shù)交流和合作，適時吸收引進(jìn)最新節(jié)能環(huán)保技術(shù)與設(shè)備，提高我國綠色艦船裝備與技術(shù)的研發(fā)起點，促推我國艦船裝備與技術(shù)的進(jìn)步及船舶科技含量的提高，盡早跨越低碳綠色“門檻”，登上綠色艦船和“綠色艦隊”裝備與技術(shù)未來發(fā)展的制高點。

4　結(jié)　語

人類已跨入21世紀(jì)，中國的艦船也邁入了21世紀(jì)。實現(xiàn)建設(shè)海洋強(qiáng)國夢的實踐和歷程將有力證明：中國的綠色艦船在21世紀(jì)頭30年將面臨大

發(fā)展、上臺階的難逢機(jī)遇，也將迎接世界科學(xué)技術(shù)不可回避的挑戰(zhàn)。我們應(yīng)堅持自主創(chuàng)新，同時博采各國所長，抓住機(jī)遇，使中國的綠色艦船裝備與技術(shù)在2030年前實現(xiàn)跨越式發(fā)展。

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Developing green ships for domination in future ship development

MA Yunyi
China Ship Development and Design Center，Wuhan 430064，China

Abstract：Low carbon emission and environmental protection are hotspots for ship development. In this paper, the definition of "green ships" and "green fleets" is presented, the current status of green ship devel?opment in America and Europe is introduced, and the necessity of developing green ships in China is dis?cussed from the aspects of energy saving, reducing emission of pollutants, and energy security, etc. Finally, the paper presents some systematic measures for developing green ships, including strengthening the dem?onstration of development strategy, updating ship design ideas, focusing green energy exploration, develop?ing equipment of green ships, improving green construction capabilities, studying the green management concept, analyzing the new trends of worldwide green ship technology, and boosting domestic and interna?tional communication and cooperation.

Key words：green ships；ship design；marine fuel；development strategy

作者簡介：馬運義（通信作者），男，1942年生，碩士，研究員。研究方向：艦船總體研究與設(shè)計

收稿日期：2015 - 03 - 13網(wǎng)絡(luò)出版時間：2016-1-19 14:55

中圖分類號：U662.2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI：10.3969/j.issn.1673-3185.2016.01.003

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1755.TJ.20160119.1455.012.html期刊網(wǎng)址：www.ship-research.com

引用格式：馬運義.發(fā)展綠色艦船，搶占未來艦船發(fā)展制高點［J］.中國艦船研究，2016，11（1）：13-18，26. MA Yunyi. Developing green ships for domination in future ship developmen［tJ］. Chinese Journal of Ship Research，2016，11（1）：13-18，26.