加拿大海港為符合環(huán)保水下噪音標準的船舶提供了極富吸引力的港口費用減免。新造的LR2油船“ONEX Peace”是全球第一艘獲得DNV頒發(fā)SILENT-E船級符號的貨船，該船符合加方要求。

人們越來越認識到，海上交通產(chǎn)生的水下噪音是海洋污染的主要形式之一。加拿大海港迫切希望保護其得天獨厚的沿海生態(tài)系統(tǒng)，因此為低噪音船舶提供可觀的港口費用折扣。

首個水下低噪音船級符號

DNV是首家為不超過平均至中等水下輻射噪音（URN）水平的船舶提供水下噪音符號的船級社。近年來，DNV頒發(fā)的SILENT船級符號在原始海域作業(yè)的科研船、漁船和郵輪上廣為應用。“ONEX Peace”是由現(xiàn)代三湖重工建造的阿芙拉型油船，也是世界上第一艘獲得DNV的SILENT-E符號的商船。

掌握人為噪音對海洋野生動物的影響

近年來，有消息稱鯨魚的大量擱淺或者海洋哺乳動物的數(shù)量減少與人為水下噪音有關，引起了公眾的警惕。在對該問題開展研究的同時，一個已知的事實是，船舶引發(fā)水下噪音的典型頻率與鯨魚（包括受保護的物種）及魚類使用的頻率相同，它們用于掃描周圍環(huán)境、巡游、捕食或交流。“船舶噪音范圍從幾赫茲到幾千赫茲不等，能掩蓋這些動物發(fā)出的聲音，導致它們迷失方向或者無法搜尋食物及繁殖”，DNV噪音與振動工程師Øystein Solheim Pettersen表示，他參與了“ONEX Peace”的噪音測量。

此外，聲音在水中的傳播速度是空氣中的四倍，而且傳播距離更遠。這意味著船舶噪音能影響數(shù)公里以外的動物。

水下噪音的兩大主要來源

據(jù)Pettersen介紹，船舶水下噪音主要來自螺旋槳，其次是機械噪音。“實際的噪音排放水平在很大程度上取決于船舶個體”，他指出，“輪機噪音可以通過安裝彈性橡膠支架來降噪，至少對于小型輪機和發(fā)電機有作用。但螺旋槳空化才是最主要的水下噪音源——由于螺旋槳旋轉周圍的壓力差，導致氣泡的驟然形成和破裂。由此產(chǎn)生了非常大的壓力波。螺旋槳噪音是寬頻的，覆蓋整個頻率范圍，但絕大部分是低頻噪音。”

對于船舶設計師和船廠而言，降低噪音的困難在于可能需要在噪音和效率之間尋求平衡，Pettersen說。“在很多情況下，噪音很低的螺旋槳往往效率不是最高，意味著在相同航速下的燃料消耗可能更高”，他補充說，在效率和低噪音之間尋求良好平衡將是一大工程挑戰(zhàn)，“很多時候，答案可能是加大螺旋槳直徑和優(yōu)化螺旋槳形狀，但很難一概而論。要找到最佳解決方案，需要進行徹底的研究包括模擬，并考慮螺旋槳的尾流、轉速和設計。目前還沒有一刀切的方案”，Pettersen強調。“必須對特定船舶開展分析，無論是新造船還是營運中的船舶，才能找到最大限度減少水下噪音的最佳途徑。”

西北太平洋沿岸率先垂范

加拿大港口城市溫哥華所在的地區(qū)以豐富的海洋野生動物而著稱，包括標志性的南方種群虎鯨。船舶產(chǎn)生的水下噪音會對鯨魚通過回聲定位進行捕食、巡游和交流的能力造成影響，溫哥華弗雷澤港務局在認識到這一點后啟動了ECHO計劃，以減少商業(yè)航運活動對瀕危鯨魚造成的威脅。

該計劃協(xié)調了每年的自愿倡議，鼓勵航運公司通過減緩航速或者遠離南方種群虎鯨的關鍵棲息地，來降低水下噪音水平。

該計劃還包含了研究措施，如使用海底水聽器監(jiān)測水下噪音水平。去年，由于商業(yè)航運業(yè)對ECHO計劃中自愿倡議的較高參與度，據(jù)水聽器數(shù)據(jù)顯示，在邊界航路與哈羅海峽的船舶自愿降速期間，水下噪音強度降低了近50%。

通過EcoAction計劃，該港務局還對已經(jīng)獲得船級社頒發(fā)的安靜船級符號的船舶給予港務費的大幅折扣。加拿大西海岸的魯珀特王子港也對具備安靜船級符號的船舶提供類似折扣。

不止財務激勵

作為北美洲最重要的海港之一，溫哥華在航運界有著舉足輕重的影響力。“港口費用的折扣對于大多數(shù)航運公司來說都是一種激勵”，DNV海事咨詢商業(yè)發(fā)展負責人Mathias Sørhaug指出，“此外，能展現(xiàn)對于更嚴格的環(huán)保標準和聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標的承諾，越來越被視為是一種市場差異和商譽競爭優(yōu)勢。而且ESG原則（環(huán)境、社會和治理標準）在船舶融資中的重要性與日俱增。”

船廠成就顯著

現(xiàn)代重工高級執(zhí)行副總裁Won-Ho Joo認為，水下降噪在海事行業(yè)中的重要性將進一步凸顯。他表示現(xiàn)代重工可以在實現(xiàn)船舶滿足噪音限制方面發(fā)揮關鍵作用。“在競爭激烈的市場中，現(xiàn)代重工已經(jīng)證明其有能力建造高質量的船舶，提高燃油效率，同時滿足環(huán)保水下噪音標準。我們將加強低噪音和綠色船舶的研發(fā)工作，確保我們在未來的環(huán)保船舶時代延續(xù)競爭力。”

兩大測量方法

傳統(tǒng)上采用水聽器測量水下噪音，從一艘小船上將水聽器放入水中，被測量船舶會經(jīng)過數(shù)次。但在Sørhaug眼中，這種方法實施難度較大，尤其惡劣的天氣和海況會造成過多的背景噪音。“這就是DNV開發(fā)簡化方法的原因，在滿足精度的前提下，讓測量條件放寬，同時幫助客戶縮減測量成本和周期。”

如今，這種簡化方法只能在柴油電力推進的船上實施，船上的機器對于螺旋槳引發(fā)的壓力測量不會造成重大影響，Pettersen說。“我們將傳感器放置在螺旋槳附近。這樣我們能直接捕捉從螺旋槳到船體的壓力脈沖。”

測量噪音的聯(lián)合研究項目

DNV、現(xiàn)代重工和韓國船舶與海洋工程研究所（KRISO）正在推進一個聯(lián)合研究項目，以測量和評估水下噪音。對“ONEX Peace”的水下噪音測量及分析正是該研究的一部分。

“在我們提供的技術支持下，很高興獲得了全球首個針對商船的DNV的SILENT-E船級認證”，KRISO主任Booki Kim說，“我們會積極支持行業(yè)，不斷開發(fā)環(huán)保低噪的船舶相關技術，積極響應國際海事組織的環(huán)境法規(guī)，并在海洋環(huán)保技術的開發(fā)中處于領先地位。”

未來將有更多的沿海地區(qū)、海港和主管機關實施水下噪音限制。可以想象，國際海事組織最終將在北極水域實施水下噪音限制，而歐盟也在討論沿海地區(qū)的類似規(guī)定。DNV能為設計公司和船廠提供咨詢服務，幫助新造船和現(xiàn)有船舶找到低噪高效的最佳解決方案，從SILENT-E船級符號的額外市場差異化中受益。

DNV的不同SILENT船級符號

DNV中國自2013年起已經(jīng)與國內(nèi)的設計院，船廠和船東各方精誠合作，成功交付了多條滿足包括Silent-R、Silent-A和Silent-S等水下靜音符號在內(nèi)的科考船，得到了客戶的好評和市場的認可。