基于綠色船舶制造技術淺談其發展現狀與趨勢

韓雪明

（嘉善錦盛船舶修造有限公司， 浙江 嘉興 314100）

0 引言

船舶制造業對人類的發展進程發揮著積極的促進作用，但同時也給環境帶來了破壞。隨著社會科技水平不斷提升，人們越來越注重環保意識，因此在船舶行業中融入節能減排思想成為必然發展趨勢。在制造業領域中，船只生產污染問題最為突出，且其耗費的能量較大，如果將節約減排思維理念融合到船只制造業生產當中，不僅能減少船只制造業生產經濟運行成本費用，還能減少能源消耗。由于綠色造船技術的應用對于環境保護有著非常重要的意義，因此，世界各國都開始積極地研究綠色船舶制造技術。但海運事業面臨著船舶技術革新，在這個新時代背景下，同樣會變得日益迫切，人們對于生態環境的關注度日益增加，而作為一種先進的科學技術，綠色船舶制造技術正是符合這一要求的新型技術。伴隨全球氣候變暖態勢的加強以及人們環保意識的提升，我國對于環保管理工作越發注重，將“低碳”概念引入到船舶工業之中，能為造船行業帶來全新的機遇。在新時期下，一些相關的工作人員應該加強對綠色船舶制造技術進行進一步研究，使得船舶在制造和設計過程中逐漸得到完善，讓更多綠色技術在船舶制造業中得到應用，推進綠色船舶制造。

1 綠色船舶制造的含義

1.1 綠色船舶制造的界定

所謂綠色船舶建造主要指對船進行工程設計，建造及后期經營與使用全過程中，借助現代化科學技術，以把經濟效益、產品設計性能和需求得以提升為前提，實現資源和能源雙節約，最大限度地減少船只生產給環境造成的負面影響[1]。從造船方面來看，綠色制造為綠色造船提供了基礎力量，對于整個船舶業而言，具有決定性的作用與促進作用。船舶綠色制造并不只是僅僅需要在船上進行綠色設計，更需要于船舶建造全過程中，盡量把對環境的影響降到最低，各種有害物質和廢棄物排放量降到最低，并且同時又要能夠最大限度地提高資源的利用率，繼而達到全船制造環境效益[2-3]。由此可見，綠色船舶的概念十分廣泛，涵蓋了船舶工業發展過程之中所涉及到的所有相關內容，包括船體結構以及配套設施等。

1.2 綠色船舶制造的內涵

2 綠色船舶制造技術的發展現狀及工藝現狀

2.1 綠色船舶制造技術的發展現狀

為更好地應對越來越苛刻的環保要求，以及迎接未來船舶市場對船舶的要求，全球主要的船舶研究機構，先進的造船企業和有關機構正在加強研究與開發，不斷引進符合綠色船舶發展需要的新技術、新的船型和新的動力等。尤其是近年來出現了一系列全新的環保型船種——“零污染船舶”，其發展對于世界的海運貿易以及全球造船工業發展而言，無疑將帶來重大和深刻的影響。目前，從綠色船舶的開發方向來說，由最基本的先進節能船型向低污染方向發展，并研制出了環境溫度較高的材料和輕質材料等，全方位打造未來的新型綠色船舶。這些創新成果也為船舶工業發展注入了強勁活力。船舶歷來被視為最潔凈的運輸方式之一，但是IMO 有一批研究報道資料表明，2007年，船舶行業二氧化碳排放量為10.46 億t，它在世界排放總量中約占3.3%，到2020 年估計將進一步增長[4-5]。在此背景下，航運界呼吁減少溫室氣體排放量的呼聲越來越高。國際油輪獨立船東協會也發表了類似的研究成果，報告還指出由于船舶數量不斷增多，導致船舶廢氣排放量急劇上升，從而使全球氣候變暖加劇[6]。而這種狀況對于正在崛起的造船大國——我國而言，沖擊與影響會很多，作為全球最大的造船國和消費國之一，我國船舶工業已經面臨著嚴峻的挑戰，特別是在低碳經濟背景下，更是面臨前所未有的機遇與挑戰。為此，必須加快推進船舶制造業向低碳經濟轉型。具體而言，船舶企業要加快發展的步伐，多措并舉，從船舶設計階段，直至船舶建造、營運的整個過程，一直滲透著綠色思想，通過新技術的應用，發展新的綠色船型，提高今后船舶市場競爭力的砝碼。

2.2 綠色船舶制造技術的工藝分析

2.2.1 精度造船技術

在當前綠色船舶制造工藝下，精度造船技術的應用能夠在更大程度上實現節能與環保。精度造船技術是一種新的船舶設計理念，通過對船體結構以及相關零部件進行優化處理，能夠有效提升船舶整體質量水平。精度造船技術能夠讓船體建造參數變得更規范，采用先進技術與工藝，對船體各構件實施精度制造，減少返工及后期修正，在某種程度上，能夠減少制作船體材料的浪費，從而達到用綠色環保的方式開發船舶制作業的目的。

2.2.2 綠色焊接技術

船舶制作中起著至關重要作用的就是焊接，焊接技術直接影響船舶質量。在船舶建造時采用綠色焊接技術能夠有效降低對環境造成的污染，同時還能節約大量能源，提高企業的經濟效益。將綠色焊接科技應用到綠色船舶生產科技當中，能夠在很大程度上解決艦船制造商所面臨的各種問題。因此，在船舶工業發展中要重視對綠色生態造船科學技術的研究，并積極采用先進的焊接技術來促進綠色造船產業的進一步發展。所謂綠色生態焊接技術，就是采用綠色環保的焊接方法來對綠色船舶進行焊接生產，從而使綠色船舶領域更節能、更環保。通過采用綠色焊接設備，能夠有效地降低焊接成本，同時還能使生產效率得到顯著提升。高效的綠色焊接技術采用熔化極氣體保護焊，能夠有效降低焊接時煙塵排放量，使技術人員更容易掌握，焊接效率高。

2.2.2.1 節能型逆變焊機

采用逆變焊接設備能夠達到節能和節約原材料的目的，目前已經引起了廣大船廠的注意。我國也是如此，目前國內已有相當數量的焊接企業使用或正在研究開發新型的弧焊電源，以提高經濟效益和社會效益。我國從七十年代開始引進國外先進技術，并對其進行消化吸收和創新研究，使逆變焊機的產量有了很大提高。據統計，2000 年我國逆變焊機占本年度弧焊機產量的8.4%。因此，大力推廣使用逆變焊機，是提高我國造船焊接技術水平的重要途徑之一。

2.2.2.2 攪拌摩擦焊

攪拌摩擦焊屬于固相焊縫，可用來進行各種金屬板材的全熔深焊。這種方法擁有機械設備簡單、成本小、制造有效率高并且操作安全等優點。既可焊縫鋁合金和其他低熔點金屬材料，也可焊厚度小于25 mm鋼材。摩擦焊不飛濺，不產生煙霧，不要求加焊絲及防護氣體，沒有氣孔、裂縫和其他焊縫缺點，成形后焊縫強度較高，變形較小，是一種性能優越的新型、環保型焊縫工藝方法。從實際情況來看，目前我國船舶制造業對該項技術的應用相對來說較為廣泛。

堂妹坐在沙發上，看見我只是略帶笑容，我將紅包遞給她，單在心中矛盾，做不出任何禮儀動作，她連忙用手推開：“我怎么敢收你的禮物呢？姐姐！”我突然愣在那里，于是和她一起坐著品嘗魚肉。她也說不出什么話，不住地打量我。按照家族制度，我向她敬了杯酒，覺得很不自在。她點了點頭，臉上現出平和的表情，動著嘴唇，向大人們匯報工作情況。她對我父親的態度很殷勤，對我也很恭敬地說道：“請吃。”我小心翼翼地吃著菜肴，原本一直彼此冷淡的心在這一刻終于可以驗證了，我和堂妹之間確實筑起了一堵厚厚的墻。

2.2.3 干式加工

加工時不用任何冷卻液，因此干式加工技術正日益受到人們的重視并迅速發展。干式生產的流程簡潔，這種實用新型加工技術在降低成本的同時還避免了由于冷卻液所引起的一系列麻煩，比如母水的回收和排放。國內外對這項生產技術目前還沒有很深入地廣泛推廣應用。目前在國外已經應用干式生產技術的有美國、日本、意大利等國家，實際應用的技術有干切削、干研磨、干鏜削等，并做出了一定成果。但是需要注意的是，該項技術的應用成本相對較高，在選擇使用時，需要進行綜合考量。

2.2.4 工藝模擬技術

工藝模擬技術多應用于水火彎板這樣的熱加工工藝中。由于受材料性質、設備條件及試驗成本等因素影響，目前在實際生產中應用還不廣泛。以往一般都要進行多次試驗，以對加工工件實行初步的控制，確保加工質量。隨著計算機科學的發展，在電子計算機上創建仿真模式能夠大大節約時間與成本。運用工藝模擬高新技術，對其實行數值模擬，將物理模擬技術與專家控制系統結合，設定了最優化的技術參數，優化了工藝技術方案，對過程中可能會發生的問題做出預測，并采取措施加以預防，從而對被加工工件質量進行有效的控制與保證。

3 綠色船舶制造技術的發展趨勢

3.1 增加節能減排技術應用

隨著各界人士對綠色、節能、環保等問題的重視程度逐步提高，船舶制造業必須更注重綠色船舶制造技術的開發。船舶制造業屬于高消耗產業，其生產效率直接影響著我國經濟的可持續發展速度和質量，因此，必須要對船舶制造技術進行改革創新，從而達到促進綠色造船事業不斷向前發展的目的。開發綠色船舶制造技術，需增加節能減排技術應用，例如，船舶制造中更多地采用新型綠色環保材料等，盡量減少含有害物質物料的用量，達到從根本上減少環境污染的目的。還必須進一步提高船舶制造業廢棄物再利用率，盡量減少廢棄物生成，從根本上達到環保的目的，這些均為綠色船舶制造技術的開發提供了必要條件。除此之外，這些技術的應用能夠有效降低船舶制造的生產成本，并且起到保護環境的重要作用，促進經濟和生態環境協調發展。

3.2 通信信息技術的持續發展

航海行駛對于通訊要求是十分嚴格和嚴苛的，盡管航海時能夠實現可靠的收發資料，但是這種通訊費用卻異常高昂，使得航海成本大幅上升。為了解決這一問題，人們發明了各種新的通信方法，其中一種就是使用對講機通訊，這種技術能夠很好地實現與外界的溝通。隨著科技水平的進步與人們生活質量的提高，通訊系統也越來越先進，但是仍然有許多問題沒有解決好。這就要求相關工作人員要不斷地去研究、去開發、去更新，使通信信息技術得到不斷完善和提高，促進船舶技術的全面發展，并推動我國水運事業的穩定進步。

3.3 采用風險評估技術

風險評估技術已經普遍應用于人類的生產和生活，在化工技術及海洋工程領域中具有重要地位。然而在船舶設計過程中，風險評估技術仍未得到人們的重視與應用。船舶是一個復雜、龐大、動態的大型系統，其制造工藝十分復雜，涉及到眾多學科領域，因此，必須要對整個造船工程進行全面而科學的風險管理。有必要合理應用風險評估技術，最大限度地降低造船業的安全風險。目前，國內對綠色造船、節能減排方面研究較多，而關于如何利用風險評估技術來降低船舶設計制造成本以及減少資源浪費的研究則很少。如今，世界各國的人們都在重視環保，綠色產業將取代傳統的高污染、高耗能產業，中國造船業發展還需借助現代科技，融入綠色產業鏈，不斷地將綠色船舶產業進行建立健全。目前我國的綠色造船還存在很多問題，例如綠色船舶設計與建造過程中的風險分析不夠全面，這也是影響綠色造船水平提高的重要原因之一。而如此創新的綠色船舶產業，風險評估的技術必須是理性的，就要求專業人員不斷地探索，不斷地研究風險評估技術，保證綠色船舶行業又好又快地進步。

4 結語

伴隨綠色浪潮持續領跑，綠色制造概念逐漸得到各個制造行業的認可和運用。綠色制造是以環境可持續發展為基礎，以減少污染，節約資源為手段，使產品或服務達到環保標準的過程和方式。總的來看，綠色制造并不僅僅是指單一的制作模式，更重要的是一種觀念和想法，對于企業來說，就是通過管理的完善，減少材料，能源等耗損，提高資源利用率，從而增加企業經濟效益。對于造船廠來說，在進行船體建造時采用綠色造船方法可以達到節約原材料，減少能源消耗以及保護環境目的。因此，進行綠色造船需要船廠的工程技術人員具備“綠色”意識，必須按照綠色制造技術要求進行設計。