近年來，全球航運(yùn)業(yè)面臨的減排壓力越來越大，為了滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)要求，行業(yè)相關(guān)各方正在積極探索可行的脫碳路徑，各種替代能源在船舶上的應(yīng)用也逐漸得到拓展，與此同時，替代燃料動力船舶的研發(fā)設(shè)計(jì)也取得了良好進(jìn)展。近期，全球知名船舶設(shè)計(jì)公司烏斯坦發(fā)布了新一代零排放船舶設(shè)計(jì)“Ulstein Thor”，該船長149米，集補(bǔ)給、科考、救助功能(3R)于一體，并且采用釷基熔鹽反應(yīng)堆(MSR)系統(tǒng)，能夠產(chǎn)生大量清潔、安全的能源，如同一個移動的海上“充電站”，能夠?yàn)槠渌�船舶提供充電服�?wù)。為了演示其可行性，烏斯坦還專門開發(fā)了能夠通過“Thor”來充電的全電動探險郵輪設(shè)計(jì)“Ulstein Sif”，該船應(yīng)用下一代固態(tài)電池，可以實(shí)現(xiàn)零排放航行。

烏斯坦首席設(shè)計(jì)師Øyvind Gjerde Kamsvåg先生

烏斯坦首席執(zhí)行官Cathrine Kristiseter Marti評價稱：“我們的行業(yè)有著實(shí)現(xiàn)零排放運(yùn)營的目標(biāo)、雄心和必要性，但是到現(xiàn)在為止，還沒有找到解決方案。而‘Thor’可能就是我們一直在尋找的答案。‘Thor’實(shí)質(zhì)上是一個浮式、多用途‘發(fā)電站’，可能會引發(fā)一場新的電池革命。”

對于“Thor”配備的釷基熔鹽反應(yīng)堆系統(tǒng)，烏斯坦表示，該技術(shù)可能預(yù)示著海上清潔能源應(yīng)用的新曙光。“這是一種安全、高效且經(jīng)過操作驗(yàn)證的解決方案，通過將釷(一種豐富的、天然存在的低放射性金屬)溶解在液態(tài)鹽中來發(fā)揮作用。隨后的連鎖反應(yīng)將鹽加熱，產(chǎn)生蒸汽來驅(qū)動渦輪機(jī)并發(fā)電。盡管該技術(shù)在陸地上的發(fā)展有據(jù)可查，但其提供清潔海上動力的潛力尚未被納入船舶設(shè)計(jì)當(dāng)中，而烏斯坦則看到了改變這種狀況的機(jī)會。”

烏斯坦是一家集船舶設(shè)計(jì)、船舶建造、設(shè)備和系統(tǒng)集成、設(shè)備(電氣)生產(chǎn)、船舶運(yùn)營的跨國集團(tuán)公司。作為一家歷史悠久、底蘊(yùn)深厚的全球知名企業(yè)，烏斯坦一直在擁抱變化、堅(jiān)持創(chuàng)新，積極響應(yīng)新的市場需求，不斷為海事行業(yè)提供面向未來的可持續(xù)解決方案。多年來，烏斯坦在船舶設(shè)計(jì)領(lǐng)域貢獻(xiàn)了眾多經(jīng)典之作，由該公司開創(chuàng)的X-BOW®船艏和X-STERN®船艉設(shè)計(jì)一經(jīng)推出便迅速實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化，贏得了市場廣泛好評。此次推出的釷動力3R船“Thor”和電池動力探險郵輪“Sif”設(shè)計(jì)概念采用多種先進(jìn)技術(shù)，再次彰顯了烏斯坦的創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念，也為助力航運(yùn)業(yè)加速邁向零碳未來開啟了更多可能。在接受本刊專訪的過程中，烏斯坦首席設(shè)計(jì)師Øyvind Gjerde Kamsvåg先生向我們進(jìn)一步介紹了“Ulstein Thor”的3R功能、充電操作方式和其他技術(shù)亮點(diǎn)，分享了他對船用釷動力推進(jìn)系統(tǒng)優(yōu)勢及其在航運(yùn)業(yè)應(yīng)用前景的專業(yè)解讀，以及烏斯坦在零排放船型開發(fā)方面的突出成果。

記者：烏斯坦最新揭曉的釷動力船和電池動力探險郵輪概念設(shè)計(jì)分別被命名為“Thor”和“Sif”，這兩個名字非常有趣，是否有著特殊的含義呢？

Øyvind Gjerde Kamsvåg：釷是一種具有微弱放射性的金屬化學(xué)元素，于19世紀(jì)初由斯堪的納維亞科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，并以北歐神話中的雷神托爾(Thor/Tor)命名。根據(jù)北歐神話的設(shè)定，雷神托爾使用自己的巨錘姆喬爾尼爾(Mjølnir)作為武器，而他的戰(zhàn)車在天空中飛馳而過則形成了雷鳴。托爾的妻子是以美麗的容貌和一頭金色長發(fā)而聞名的北歐女神希芙(Sif/Siv)。一天，希芙的金發(fā)被托爾的一個敵人剪掉了，于是托爾用魔法強(qiáng)迫這個敵人為她打造了用金子制成的新頭發(fā)。因此，我們的“Sif”號探險郵輪概念也配上了一個金色的屋頂。

記者：“Ulstein Thor”是一種3R船舶設(shè)計(jì)，用于補(bǔ)給(replenishment)、研究(research)和救援(rescue)，請您介紹一下這三種功能。這樣的設(shè)計(jì)是為了滿足哪些需求？

Øyvind Gjerde Kamsvåg：我們設(shè)計(jì)“Thor”的初衷是為了給航運(yùn)業(yè)提供一種全新的零排放基礎(chǔ)設(shè)施。該船支持全電動運(yùn)營，是在實(shí)現(xiàn)零排放全球目標(biāo)的過程中邁出的重要一步。“Thor”由釷基熔鹽反應(yīng)堆(MSR)系統(tǒng)提供動力，永遠(yuǎn)不需要補(bǔ)充加注燃料。3R中的補(bǔ)給指的是補(bǔ)充電能和/或補(bǔ)充供給，既可以是為其他船舶提供動力/能源補(bǔ)給，也可以是飲用水和食物的補(bǔ)給，具體視實(shí)際情況而定。“Thor”可以用作全電動船舶的發(fā)電站，并且可以部署在有供電需求的重要位置，當(dāng)前國際層面正在討論的航運(yùn)“綠色走廊”就是其中一種應(yīng)用場景。其次，在緊急情況下，“Thor”可以提供救援行動，而且船上還設(shè)置了醫(yī)療和治療區(qū)。此外，“Thor”也可以協(xié)助其他船舶。該船的研究部分既可以由船東運(yùn)營，也可以出租給其他研究機(jī)構(gòu)。在“Thor”為其他船舶(例如，探險郵輪)進(jìn)行電力補(bǔ)給/充電操作期間，船上的乘客可能有機(jī)會獲準(zhǔn)登上“Thor”來參與研究或講座等活動，借此提高他們的環(huán)保意識。

記者：作為一種浮式、多用途發(fā)電站，“Ulstein Thor”具體是如何為其他船舶充電的？對接收電力的船舶是否有特殊要求？除了已展示的探險郵輪之外，“Ulstein Thor”是否還可用于為其他類型的船舶供能？

Øyvind Gjerde Kamsvåg：“Thor”配備了自主水面航行器“Mjølnir”(姆喬爾尼爾，雷神之錘)。“Thor”可以通過應(yīng)用釷基熔鹽反應(yīng)堆(MSR)系統(tǒng)來為其電池供能，而“Mjølnir”將移動到其他船舶旁邊，帶著充電插頭和電線為這些船舶充電。通常情況下，“Thor”可以同時為四艘探險郵輪充電。需要充電的全電動電池動力船舶默認(rèn)已配備下一代固態(tài)電池。目前，針對這類電池的開發(fā)活動正在進(jìn)行當(dāng)中，預(yù)計(jì)幾年之內(nèi)就會有產(chǎn)品推向市場。至于“Thor”能否用于為探險郵輪以外的其他船型補(bǔ)給能源，在推出“Thor”船舶設(shè)計(jì)概念時，烏斯坦選擇先通過展示“Sif”號極地探險郵輪來證明其可行性。不過，我們能預(yù)見到，“Thor”的適用性也可以拓展至其他幾種細(xì)分船型領(lǐng)域。

記者：“Ulstein Thor”和“Ulstein Sif”都采用了烏斯坦獨(dú)創(chuàng)的X-BOW®船艏設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)能給船舶帶來哪些益處？

Øyvind Gjerde Kamsvåg：“Thor”和“Sif”都采用了烏斯坦的X-BOW®船艏設(shè)計(jì)，而且“Thor”還采用了烏斯坦X-STERN®船艉設(shè)計(jì)，可為船員、科考人員和乘客提供一個安全、舒適的工作生活平臺。X-BOW®是烏斯坦集團(tuán)在2005年發(fā)布的創(chuàng)新型專利船艏設(shè)計(jì)，憑借在適航性、舒適度、燃油經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保等方面的出色表現(xiàn)贏得了全球客戶的青睞贊賞，在海洋工程船、風(fēng)電運(yùn)維母船、漁船、探險郵輪以及集裝箱船等各類船型上得到了廣泛應(yīng)用。借鑒X-BOW®的經(jīng)驗(yàn)，烏斯坦于2015年發(fā)布了X-STERN®創(chuàng)新型船艉設(shè)計(jì)，這是烏斯坦針對海上風(fēng)電運(yùn)維操作的特殊性專門開發(fā)的專利船艉設(shè)計(jì)，自推出以來迅速被運(yùn)用到海上風(fēng)電運(yùn)維船。由烏斯坦負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)的中國海上風(fēng)電首個專業(yè)運(yùn)維母船(SOV)也采用X-BOW®和X-STERN®設(shè)計(jì)。

簡單來說，當(dāng)船舶在波濤洶涌的海面迎浪航行時能夠充分體現(xiàn)出這兩種設(shè)計(jì)的優(yōu)越性。X-BOW®降低了船舶在惡劣海況中航行時所需的推進(jìn)力。X-BOW®并非只是隨著海浪上升然后再帶著巨大的力量下降，而是能夠在更長的時間段內(nèi)將力量更加均勻地分布在其表面，讓船舶即使在惡劣天氣條件下仍能保持更好的穩(wěn)性，增加船上人員的舒適度。而X-STERN®的運(yùn)用則減少了船舶縱搖幅度，延長了船舶在惡劣海況下的可操作時間，提升了船員舒適度和安全性，同時進(jìn)一步提高了燃油經(jīng)濟(jì)性。因此，X-BOW®船艏和X-STERN®船艉設(shè)計(jì)有助于降低船舶能耗，從而減少排放，并且改善船舶響應(yīng)(因此能夠提高舒適性和安全性)，增強(qiáng)可操作性。

記者：除了釷基熔鹽反應(yīng)堆(MSR)和X-BOW®船艏設(shè)計(jì)之外，“Ulstein Thor”還具有哪些技術(shù)亮點(diǎn)和設(shè)計(jì)特色？

Øyvind Gjerde Kamsvåg：“Thor”的設(shè)計(jì)滿足在全球范圍內(nèi)運(yùn)行的要求，包括高等級冰區(qū)，該船符合Polar Class 5和Polar Category A類極地船舶要求,能夠在南極和北極海域航行。“Thor”還配備了高容量電池儲能系統(tǒng)、補(bǔ)給系統(tǒng)、先進(jìn)的研究設(shè)施、自主空中、水面和水下無人機(jī)、帶有可伸縮機(jī)庫的直升機(jī)甲板，以及帶有機(jī)庫、救援設(shè)施和消防系統(tǒng)的VTOL(垂直起降)無人機(jī)甲板。

記者：相比其他船舶推進(jìn)方式，“Ulstein Thor”應(yīng)用的釷基熔鹽反應(yīng)堆 (MSR)系統(tǒng)具有哪些競爭優(yōu)勢？

Øyvind Gjerde Kamsvåg：這種釷基熔鹽反應(yīng)堆系統(tǒng)可以在無需補(bǔ)充燃料的情況下持續(xù)不斷地提供電力，而且“Thor”的船舶能源系統(tǒng)可能在其交付時就已經(jīng)具備了船舶整個生命周期所需的所有電力。因此，在有需要時，“Thor”即使處在偏遠(yuǎn)地區(qū)也能確保關(guān)鍵能源可及性。由此可見，“Thor”代表了一種能夠提供持續(xù)能源供應(yīng)的全新基礎(chǔ)設(shè)施，使全電動零排放船舶在一些關(guān)鍵區(qū)域的運(yùn)行成為可能。

記者：“Ulstein Thor”配備了釷基熔鹽反應(yīng)堆(MSR)系統(tǒng)，在船舶操作和維護(hù)方面是否會給船員工作帶來挑戰(zhàn)？

Øyvind Gjerde Kamsvåg：有幾家公司和相關(guān)機(jī)構(gòu)正在合作開發(fā)應(yīng)用于海事領(lǐng)域的熔鹽反應(yīng)堆系統(tǒng)，而這一概念距離成為現(xiàn)實(shí)還需要數(shù)年的時間。不過，類似的能源系統(tǒng)已經(jīng)在不少領(lǐng)域有了許多年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，因此很多必要的知識都是現(xiàn)成可以借鑒的。

記者：您如何看待核動力在航運(yùn)業(yè)的應(yīng)用前景呢？

Øyvind Gjerde Kamsvåg：我們正在開展多個項(xiàng)目，其中也包括其他替代能源，但是由于替代能源的能量密度較低，因此運(yùn)行能力也偏低。減少碳排放，或者實(shí)現(xiàn)碳中和，是航運(yùn)業(yè)的一大目標(biāo)，但要實(shí)現(xiàn)真正的零排放，我們相信釷基熔鹽反應(yīng)堆系統(tǒng)代表著未來。

記者：除了此次推出的釷動力和電池動力船舶概念設(shè)計(jì)外，烏斯坦在零排放船型開發(fā)方面還有哪些突出成果？

Øyvind Gjerde Kamsvåg：除了釷動力和電池動力船舶之外，烏斯坦在船舶能源方面也在開展其他一系列項(xiàng)目，其中包括采用氫氣、綠色甲醇和氨氣等多種替代燃料的船型。2016年，烏斯坦推出了ULSTEIN ZED™解決方案——一種能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)12小時零排放運(yùn)行的郵輪概念。這是通過應(yīng)用當(dāng)前的電池技術(shù)以及更加智能地利用船上能源來實(shí)現(xiàn)的。此次推出的“Ulstein Sif”設(shè)計(jì)在節(jié)能減排方面則又更進(jìn)一步。釷基熔鹽反應(yīng)堆系統(tǒng)以及未來固態(tài)電池的開發(fā)、利用都還需要時間，不過，我們相信，通過多方共同努力，這將會在今后十年之內(nèi)成為現(xiàn)實(shí)。