為了有效提高船舶能效以促進(jìn)船舶碳強(qiáng)度的下降，除了此前的船舶能效設(shè)計(jì)指數(shù)(EEDI)外，在今年召開(kāi)的IMO第76屆海洋環(huán)境保護(hù)委員會(huì)會(huì)議(MEPC 76)上新通過(guò)的現(xiàn)有船舶能效設(shè)計(jì)指數(shù)(EEXI)和碳強(qiáng)度指數(shù)(CII)——所有船舶都必須計(jì)算其EEXI，超過(guò)5000總噸的船舶將建立其年度運(yùn)營(yíng)CII和CII評(píng)級(jí)——對(duì)航運(yùn)業(yè)的未來(lái)減排路帶來(lái)了不小影響，尤其是CII。

CII下LNG船困境

根據(jù)MARPOL修正案草案，5000總噸及以上的船舶(目前約有30000艘船舶符合船舶燃油消耗數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)的要求)必須確定其所需的年度運(yùn)行CII。CII確定了在特定等級(jí)水平內(nèi)確保持續(xù)提高船舶運(yùn)行碳強(qiáng)度所需年度減排系數(shù)。2021年船舶運(yùn)行碳強(qiáng)度等級(jí)指南草案(CII評(píng)級(jí)指南，G4)規(guī)定了確定評(píng)級(jí)邊界的方法。共分為A、B、C、D或E五個(gè)等級(jí)，表明優(yōu)、小優(yōu)、中等、小劣或低性能水平。性能水平將記錄在船舶的船舶能源效率管理計(jì)劃(SEEMP)中。盡管目前CII為非懲罰性評(píng)級(jí)，但隨著環(huán)保法規(guī)的逐步收緊，未來(lái)是否還會(huì)有變數(shù)，不得而知。但可以肯定的是，提前做好準(zhǔn)備，以確保船舶能夠應(yīng)對(duì)未來(lái)市場(chǎng)是提高自身競(jìng)爭(zhēng)力的不二選擇。

針對(duì)CII大背景下的現(xiàn)有LNG船設(shè)計(jì)所面臨的困境，瓦錫蘭海洋動(dòng)力部市場(chǎng)創(chuàng)新總經(jīng)理周繼紅認(rèn)為，LNG運(yùn)輸船由于其本身的特性，在運(yùn)輸及裝卸貨過(guò)程中持續(xù)不斷的產(chǎn)生BOG(蒸發(fā)氣)。必須得以安全、及時(shí)有效的處理才能保證船舶的安全，同時(shí)兼作船舶燃料。這本身是一個(gè)相當(dāng)理想的狀態(tài)。相比燃油，LNG在SOx、NOx、CO2等尾氣排放方面都有著顯著的改善，但是，不可否認(rèn)的是，LNG本身還是屬于化石燃料。結(jié)合其它手段，滿足2030年的CII(降低40%)要求是可以實(shí)現(xiàn)的，但要滿足2050年的CII(降低70%)要求便是一個(gè)不可能完成的任務(wù)了。

那么，要滿足IMO 2050碳規(guī)則需要具備哪些要素呢？分析清楚這個(gè)問(wèn)題，想必定將為全航運(yùn)業(yè)未來(lái)的減排行動(dòng)具有較大參考價(jià)值。

周繼紅表示，其實(shí)CII的公式(圖片)已經(jīng)清楚地告訴了我們答案。我們可以從公式的四個(gè)元素著手：FC(Fuel consumption )代表年度油耗或氣耗，通過(guò)各種適用的優(yōu)化、節(jié)能方式降低年度的燃料耗量。Cf(Carbon factor)代表碳系數(shù)，燃燒一噸燃料可以產(chǎn)生多少噸的二氧化碳。比如重油是3.114, LNG是2.75，綠氨如果只考慮Tank to Wake的話，那就是0。所以最高效的方式是用低碳甚至是零碳的燃料。DWT代表載重量，緊湊的多燃料發(fā)動(dòng)機(jī)讓機(jī)艙布置更方便，在同樣的主尺度下，使得增大載重量成為可能。D代表年度航行的距離，從設(shè)計(jì)的維度，在同樣的能耗前提下，船舶能開(kāi)的更快，能行駛的距離就越遠(yuǎn)。從運(yùn)營(yíng)的維度，可以盡量減少船舶空置、等待的時(shí)間方面著手。

2050如何突圍

經(jīng)過(guò)多年努力，航運(yùn)業(yè)的減排路徑逐漸清晰，全行業(yè)也逐步清晰認(rèn)識(shí)到實(shí)現(xiàn)2050終極目標(biāo)的緊迫性。因此，認(rèn)真分析清楚滿足IMO 2050碳規(guī)則的關(guān)鍵要素，才能做到有效突圍。

瓦錫蘭(Wärtsilä)近日公開(kāi)表示，公司正在與其他機(jī)構(gòu)合作開(kāi)發(fā)一種新型多燃料電力推進(jìn)液化天然氣(LNG)運(yùn)輸船。該船將被設(shè)計(jì)成“高度靈活”，緊湊、電氣化、集成和高效的推進(jìn)動(dòng)力解決方案通過(guò)優(yōu)化，將顯著減少二氧化碳排放。周繼紅表示：“新型多燃料電力推進(jìn)液化天然氣運(yùn)輸船設(shè)計(jì)最主要特點(diǎn)便是其靈活性、模塊化和緊湊。我們可以按照船東各自的商業(yè)模式進(jìn)行靈活的配置船舶和改裝船舶，幫助船東實(shí)現(xiàn)以最經(jīng)濟(jì)、最合適的方式去應(yīng)對(duì)IMO設(shè)定的碳強(qiáng)度指標(biāo)(CII)逐年下降的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。”

IMO設(shè)定的CII將于2023年1月生效。瓦錫蘭海洋動(dòng)力公司副總裁Stefan Nysjo說(shuō)，船東面臨著前所未有的挑戰(zhàn)和不確定性，他們必須從現(xiàn)在就開(kāi)始規(guī)劃，以確保擁有經(jīng)得起未來(lái)考驗(yàn)的新船設(shè)計(jì)，以滿足國(guó)際海事組織的CII要求。本次推出的新設(shè)計(jì)通過(guò)圍繞緊湊、電氣化和混合推進(jìn)系統(tǒng)優(yōu)化船舶設(shè)計(jì)方案，將在各航速和符合區(qū)間內(nèi)保持顯著的高效率，以適應(yīng)未來(lái)變化莫測(cè)的市場(chǎng)對(duì)于船舶營(yíng)運(yùn)的需求。模塊化的混合智能推進(jìn)系統(tǒng)也為引入新的、低碳能源和推進(jìn)節(jié)能設(shè)備提供了基礎(chǔ)，可以在新造船階段，也可以作為以后潛在的改造解決方案。ABS負(fù)責(zé)全球工程和技術(shù)的高級(jí)副總裁Patrick Ryan說(shuō)，CII指數(shù)要求船舶不斷采取措施，以保證其在服役期間一直保持、甚至提升CII評(píng)級(jí)，才能確保船舶的合規(guī)和活力。先進(jìn)的多物理場(chǎng)建模和模擬技術(shù)將確保新開(kāi)發(fā)的船型在交船時(shí)具備出色的CII指標(biāo)成為可能，同時(shí)隨著未來(lái)脫碳技術(shù)的不斷成熟并加以利用，進(jìn)而在全生命周期內(nèi)得以持續(xù)滿足。滬東中華造船研發(fā)部副主任宋煒(Song Wei)表示，我們開(kāi)發(fā)的新船型將使用最先進(jìn)的混合解決方案，這將使得多燃料發(fā)動(dòng)機(jī)始以最佳效率運(yùn)行，并提供靈活的電源供應(yīng)模式以適應(yīng)各種負(fù)載需求。

目前，瓦錫蘭的集成系統(tǒng)與解決方案的專家們正與ABS位于新加坡、休斯頓和雅典的全球模擬中心和全球可持續(xù)發(fā)展中心的專家團(tuán)隊(duì)，以及滬東中華造船集團(tuán)的LNG船設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)通力合作，通過(guò)使用先進(jìn)的多物理場(chǎng)模型，對(duì)應(yīng)用各種降碳技術(shù)的不同設(shè)計(jì)方案和船舶運(yùn)營(yíng)模式進(jìn)行模擬，評(píng)估各方案的碳強(qiáng)度指標(biāo)(CII)直至2050年的表現(xiàn)。該項(xiàng)目評(píng)估包括使用先進(jìn)的多物理模型與仿真技術(shù)，將各種脫碳技術(shù)和解決方案應(yīng)用于船舶設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)模型中。未來(lái)，瓦錫蘭還準(zhǔn)備與合作方一起高效整合新技術(shù)，以保持新一代船舶設(shè)計(jì)能領(lǐng)先于IMO設(shè)定的CII的要求。

那么，新型LNG運(yùn)輸船設(shè)計(jì)與現(xiàn)有LNG運(yùn)輸船設(shè)計(jì)又有何不同及優(yōu)勢(shì)呢？對(duì)此，周繼紅表示：“現(xiàn)有的主流設(shè)計(jì)是二沖程低速雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，該設(shè)計(jì)只有在經(jīng)濟(jì)航速下能耗水平最優(yōu)。而本次推出的新一代電力推進(jìn)設(shè)計(jì)的核心，發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料靈活性是實(shí)現(xiàn)碳減排的關(guān)鍵。不僅可以燃燒天然氣和燃油，還可以燃燒多種碳中和燃料(生物燃油、生物甲烷、合成甲烷)和零碳燃料(氨和氫)。多臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的配置可以使得船舶多種運(yùn)營(yíng)模式下都能取得理想的能耗和排放水平。”