風起了！國際海事組織（IMO）的新船能效設(shè)計指數(shù)(EEDI)、現(xiàn)有船能效設(shè)計指數(shù)（EEXI）和船舶碳強度指數(shù)(CII)強制實施和推進后，可再生可循環(huán)利用的風能，必將在航運的綠色低碳革命中大行其道。

現(xiàn)代風帆助推船，除了世人熟知的硬質(zhì)翼面帆，還有一種鮮為人熟知的旋筒風帆——又名風力助推轉(zhuǎn)子、Magnus轉(zhuǎn)筒、Flettner轉(zhuǎn)子等，目前正在中國市場異軍突起。它不同于傳統(tǒng)風帆的造型，看上去好像是船上豎著的一個個圓“煙囪”，通過驅(qū)動圓筒在風中旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生垂直于風速方向的力，為船體提供前行的推力。與其它風力驅(qū)動裝置相比，旋筒風帆更輕巧、更靈活、應用更廣泛，可以在油輪、客輪、散貨船、滾裝船等多種具有空曠甲板面的船型上安裝。根據(jù)單船安裝旋筒風帆的大小與數(shù)量不同，平均節(jié)省燃料可高達5-25%，被國內(nèi)外業(yè)界廣泛關(guān)注與研究。

近兩年，隨著國內(nèi)外該項技術(shù)研究與實船實踐的成熟，旋筒風帆在船舶上的安裝與應用即將進入到一個“井噴”的時期。

旋筒風帆的起步與發(fā)展

旋筒風帆的起步與發(fā)展，源于歐洲，興于歐洲。

早在20世紀初，德國的工程師安東·福萊特納（Anton Flettner）與普蘭特爾（Prandtl）提出“馬格努斯（Magnus）效應”可應用于船舶的推進。通俗來講，轉(zhuǎn)筒風帆利用電機驅(qū)動轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)，使其逆風旋轉(zhuǎn)一側(cè)表面的氣壓增大，順風旋轉(zhuǎn)一側(cè)表面的氣壓降低，從而產(chǎn)生一個垂直于氣流方向的升力，將其投影至船舶前進方向即為推動船舶前進的推力。通過調(diào)整轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向，可以調(diào)節(jié)筒體受力的大小和方向，從而為船舶前進提供的輔助推力。

為了證實他們的理論，1924年安東·福萊特納在德國弗里德里希·克虜伯日耳曼尼亞船廠制造了一艘名為巴登巴登號（Baden-Baden）的海船，該船54米長、9米寬、載重噸位625噸，以高18.3米×直徑2.8米雙圓柱轉(zhuǎn)子為輔助推進動力，并在1926年成功橫渡了大西洋，因而這類風力助推轉(zhuǎn)子裝置也被稱為“福萊特納轉(zhuǎn)子”。

更名前的海船巴登巴登號（Baden-Baden）

近年來，在旋筒風帆技術(shù)的實船應用方面，歐洲各國已經(jīng)走在了前列。國際上，旋筒風帆商業(yè)化經(jīng)營最成功的是號稱全球領(lǐng)先的輔助風力推進系統(tǒng)供應商——芬蘭的挪世航力（Norsepower）公司，他們也是目前國內(nèi)外旋筒風帆訂單最多，實船應用經(jīng)驗最豐富的公司。

據(jù)挪世航力公司中國總經(jīng)理武效萱證實，早在2014年，挪世航力公司就已將生產(chǎn)的旋筒風帆應用于芬蘭船東Bore公司旗下的一艘9700載重噸級的滾裝船“M/S Estraden”輪上，該輪安裝的兩個高18米×直徑3米旋筒風帆，可以降低大約6.1%的燃料油消耗，相當于每年節(jié)約400噸燃料油，降低1200余噸CO2排放。

滾裝船“MS Estraden”號

2015年挪威海事展期間，芬蘭Deltamarin公司推出全新一代客滾船“DeltaChallenger”號，配備了6個挪世航力公司開發(fā)的旋筒風帆，可節(jié)約大約10%的輔助推力。

2018年，馬士基油輪、挪世航力公司、英國能源技術(shù)研究所(ETI)和殼牌海運公司合作，在一艘LR2成品油船上安裝了2個高30米×直徑5米的旋筒風帆，降低7%～10%的燃料油消耗。

滾裝船“MS Estraden”號

2015年挪威海事展期間，芬蘭Deltamarin公司推出全新一代客滾船“DeltaChallenger”號，配備了6個挪世航力公司開發(fā)的旋筒風帆，可節(jié)約大約10%的輔助推力。

2018年，馬士基油輪、挪世航力公司、英國能源技術(shù)研究所(ETI)和殼牌海運公司合作，在一艘LR2成品油船上安裝了2個高30米×直徑5米的旋筒風帆，降低7%～10%的燃料油消耗。

加裝轉(zhuǎn)子的LR2成品油船

2018年，世界第一艘液化天然氣/風能推進混合動力郵輪“M/S Viking Grace”號誕生，安裝了1個高24米×直徑4米的旋筒風帆，年平均節(jié)省液化天然氣約300噸，減少CO2排放量約900噸。

旋筒風帆大戶落戶中國

挪世航力公司在歐洲一直是訂單滿滿，可該公司卻在2020年這個風云突變的時期進入中國。

2020年元月-3月，挪世航力公司分別在香港與江蘇鹽城先后設(shè)立了分公司。武效萱表示，挪世航力十分看好中國產(chǎn)業(yè)潛能與交通優(yōu)勢。目前，江蘇鹽城的中國公司承擔了挪世航力生產(chǎn)基地的重要作用，充分利用長三角工業(yè)區(qū)的雄厚生產(chǎn)實力，服務整個太平洋西岸的亞太國家，為中國、日本、韓國、新加坡、越南等國家的造船廠，量身定制國產(chǎn)化的旋筒風帆。

2021年，挪世航力公司宣布了其首次在新建大型散貨船上創(chuàng)紀錄地安裝五個傾收式旋筒風帆。這艘32.5萬載重噸的超大型礦砂船（VLOC），被安裝了5個高24米×4米直徑的可傾收旋筒風帆，可以通過液壓油缸傾倒至貨艙口之間，靈活方便地避讓裝卸貨物的耙斗，科技含量很高。該船在舟山的太平洋船廠吊裝旋筒風帆，船東是韓國泛洋海運（Pan Ocean Ship Management），并被巴西淡水河谷（Vale）租用。

“我們公司一直在致力于開發(fā)風帆航行的研究與計劃，研究各種船型適配的旋筒風帆，為船東船廠定制科學高效的技術(shù)投資方案。在不降低航速的情況下，利用可再生能源獲得額外的動力，降碳節(jié)能增效5-20%，受到了廣大船東船廠的青睞。” 武效萱透露：“公司目前最大的問題是產(chǎn)能不足，供不應求，好在中國公司本土化國產(chǎn)化的旋筒風帆產(chǎn)能正穩(wěn)步提升。”

據(jù)了解，英國商船旋筒風帆供應商——英國Anemoi船舶技術(shù)公司的旋筒風帆在數(shù)年前就己經(jīng)進到了中國市場，并通過與瓦錫蘭公司的合作在全球范圍內(nèi)大力推廣。

英國Anemoi船舶技術(shù)公司的旋筒風帆

瓦錫蘭公司的技術(shù)銷售總經(jīng)理周繼紅介紹，早在2018年，在江蘇南通一船廠，為一艘希臘船東6.4萬噸的散貨船，安裝了4根高18米×直徑2.1米的旋筒風帆。

據(jù)悉，英國Anemoi船舶技術(shù)公司在國內(nèi)的供應鏈已建設(shè)完成，近期內(nèi)將為一系列散貨船安裝旋筒風帆，安裝訂單正在穩(wěn)步增長，

中國旋筒風帆國家隊迎頭趕上

中國作為造船大國，這樣的戰(zhàn)略機遇期豈容錯過？

2022年5月，中國船舶科學研究中心（中國船舶集團702所）首次加裝旋筒風帆操縱性模型試驗順利完成。作為中國造船“國家隊”——中國船舶集團702所圍繞旋筒風帆實船應用進行了深入系統(tǒng)的技術(shù)攻關(guān)。

英國Anemoi船舶技術(shù)公司的旋筒風帆

瓦錫蘭公司的技術(shù)銷售總經(jīng)理周繼紅介紹，早在2018年，在江蘇南通一船廠，為一艘希臘船東6.4萬噸的散貨船，安裝了4根高18米×直徑2.1米的旋筒風帆。

據(jù)悉，英國Anemoi船舶技術(shù)公司在國內(nèi)的供應鏈已建設(shè)完成，近期內(nèi)將為一系列散貨船安裝旋筒風帆，安裝訂單正在穩(wěn)步增長，

中國旋筒風帆國家隊迎頭趕上

中國作為造船大國，這樣的戰(zhàn)略機遇期豈容錯過？

2022年5月，中國船舶科學研究中心（中國船舶集團702所）首次加裝旋筒風帆操縱性模型試驗順利完成。作為中國造船“國家隊”——中國船舶集團702所圍繞旋筒風帆實船應用進行了深入系統(tǒng)的技術(shù)攻關(guān)。

疊風新能源旋筒帆系統(tǒng)，經(jīng)過 CCS和LR 船級社認可

李智表示，疊風新能源旋筒風帆訂單已經(jīng)在手，今年下半年有望為一艘客滾船和一艘6.5萬噸級的散貨船分別安裝2個、4個高24米×直徑4米旋筒風帆。目前，依靠天津保稅區(qū)的強大工業(yè)基礎(chǔ)，疊風新能源24米×4米旋筒風帆年產(chǎn)能達30臺，并加緊研發(fā)35米×5米旋筒風帆及其他風力輔助推進裝備。

李智介紹，疊風新能源旋筒風帆對船舶改造范圍小，無需進塢，可在碼頭進行，改造周期短至15-20天。而且，有固定式/可傾倒式/軌道式等多種形式供不同船型選擇，利用風能實現(xiàn)對船舶輔助推進，實現(xiàn) 5%-20%的節(jié)油效果，設(shè)備投資回報周期僅2-4 年。

針對旋筒風帆的火爆預期，我國的相關(guān)規(guī)范指南也“應運而生”。

“中國船級社關(guān)于旋筒風帆的規(guī)范馬上就要出臺了。”中國船級社（CCS）上海規(guī)范研究所法規(guī)與綠色技術(shù)研究部副主任顧雅娟表示，隨著國際公約和國家規(guī)范體系的不斷升級，CCS每年都會緊跟行業(yè)“熱點”發(fā)布各類規(guī)范指南文件。旋筒風帆是目前商船上很受歡迎、風險較小的降碳方案之一，除了集裝箱船，在散貨船、客船、游輪、滾裝船、油船上的旋筒風帆改造升級相對簡單，能實現(xiàn)5-25%的燃料節(jié)省。

顧雅娟分析，旋筒風帆最佳的助力風向為橫風，我國沿海的季風風力資源非常豐富，近海航線以南北航線為主，平均風力達到 4 級，旋筒風帆的適用性十分廣泛。現(xiàn)在國內(nèi)具有實船安裝經(jīng)驗的廠家還不是很多，旋筒風帆的科技研究及實船實踐前景廣闊。