據數據統計顯示，2021年全年新接造船訂單中的綠色動力船舶訂單占比達到24.4%。顯然，航運業的減排力度在不斷加大。今年至今，各大企業也展現出了不待揚鞭自奮蹄的勁頭，加快了科技創新步伐，陸續推出了多型符合最新環保要求的“新一代”船型設計。那么，這些公司推出的所謂“新一代”到底新在哪？

傳統船型推陳出新

隨著環保要求的逐步升級,如何使現有船舶設計更好滿足最新要求,是行業當下所面臨的巨大挑戰。但是航運業這個傳統行業的從業者用實際行動向我們展示了他們應對市場變化的智慧與能力，不僅讓一眾傳統船型實現舊貌換新顏，重新披甲上陣，而且戰斗力不容小覷。

“新一代”油輪設計概念讓所有所需的必要設備都可輕松地安裝在甲板上，便于船東改造現有船舶。瑞典船舶設計公司FKAB Marne Design推出的新型中程成品(MR型)油輪設計于近期獲得了船級社頒發的原則性認可(AiP)，該設計可將碳強度降低70%，超額實現國際海事組織(IMO)2050碳減排目標。這種開創性的船舶設計融合了液化天然氣(LNG)動力、船上氫氣生產以及二氧化碳捕獲、利用等技術，為氫燃料在船上的應用以及航運脫碳提供了有效途徑。據了解，目前關于氫氣生產和船上儲存困難和成本的考慮壓低了航運業對氫氣用作船舶燃料的興趣。該新設計通過在船上生產氫氣并使用現成的LNG，省去了對船舶加注和儲存氫氣的需求，在短時間內大大提升了氫燃料解決方案的可行性，使氫氣用作船舶燃料不再遙遠。專門開發的燃料電池能夠生產更多動力，進一步減少排放。采用該新設計可以逐步增加氫氣的使用量，使船舶在整個生命周期內保持最高的CII評級。船舶可以通過100%使用氫氣為發動機提供動力或者完全使用燃料電池來徹底實現脫碳目標。通過這種方式船東可以掌控二氧化碳減排速度。

荷蘭航運公司JR航運集團公布的“新一代”生態支線船舶(ECO Feeders)設計涵蓋了歐洲集裝箱支線市場的所有領域。范圍包括500TEU、900TEU、1100TEU、1600TEU和2100TEU不等。所有設計都將具備最高冰級符號。。“新一代”生態支線船舶最初將選擇使用“超低硫燃料油”作為燃料，同時使用額外的廢氣過濾措施作為輔助，包括碳捕獲等。后期，這些船舶將準備轉向其他可持續燃料，如綠色甲醇或合成液化天然氣(LNG)。該新設計的主要特點是輔助廢氣過濾措施；可為綠色甲醇或合成液化天然氣的使用做準備；可進一步減少排放；可具備更高的效率——更好的經濟表現；可將油耗降低40%～50%。

“新一代”干散貨船設計。瑞典航運公司Erik Thun 集團為更新現有船隊訂購了兩艘新的“新一代”干貨船舶，本次訂單的船舶將按照最新設計建造。新設計將使船舶有效減少燃料消耗，增加貨物進氣口，減少廢氣排放，降低噪音水平。此外，新設計還將為船舶配備一個變頻器，用于多用途的岸電連接。

除了三大主力船型外，其他船型也陸續推出了“新一代”設計，以更好滿足不斷變化的市場。例如“新一代”無人水面船舶(USV)。總部位于荷蘭的全球最大海洋物探公司之一的Fugro公司已經訂購了一艘SEA-KIT XL級無人水面船舶，以支持其未來的北海行動。“Blue Eclipse”號是一系列18米USV中的首艘，這系列USV預計將是全球范圍內最長續航能力和更有能力的USV，這些USV將部署在海上能源領域，具有與常規DP2船舶相當的ROV檢測性能。配備Fugro Blue Amp電動eROV。“Blue Eclipse”號被安排在英國埃塞克斯海岸的SEA-KIT生產工廠進行建造，計劃于2023年初交付。制造商英國SEA-KIT公司表示，SEA-KIT XL無人水面船舶具有7噸的有效載荷能力和強大的系船柱拉力，這使得它適用于牽引擴展和更大的傳感器。該船還可以發射和回收各種遙控潛水器及相關有效載荷，還可提供用于船舶系統的大型鋰電池UPS不間斷電源。這艘新船將采用非巡航系統技術的最新發展，包括其遠程掌舵USV控制和監視平臺G-SAVI。

新生代聚焦零排放

今年至今，除了傳統船型推出了“新一代”船舶設計外，全新的零排放船舶船型設計也是接連出世，為航運業減排帶來了更強的信心。

雙燃料成標配。為了逐步加大對零碳燃料的應用，雙燃料配置成為當下行業首選。“新一代”LNG動力船舶概念設計增添了氨燃料的預留設計，為其他替代燃料上船的組合應用提供了經驗。為實現2050溫室氣體減排長遠目標，日本郵船(NYK)下屬研發機構Monohakobi技術研究所(MTI)，以及芬蘭海事咨詢和工程公司Elomatic Oy完成了氨燃料預留的LNG動力船(ARLFV)的概念設計。概念設計從操作方面考慮船舶的規格，包括載重量、航程、船速、燃料量等因素。2021年9月至2022年2月為項目第1階段，三方設計的氨預留LNG動力船(ARLFV)率先用于汽車運輸船和后巴拿馬型散貨船上。他們將主要聚焦解決的問題包括裝載的儲罐材料；氨罐的額外放置，因為氨氣的儲存空間要大于LNG；由于增加的氨罐，船體結構強度和穩性要進一步考慮；向主機供應氨的裝置；氨使用的船級規則等。從2022年2月至2022年6月為項目1.5階段，三方將會把ARLFV概念運用于好望角型散貨船和VLCC船型上。從2022年7月至年底為第2階段，他們將繼續與船廠、制造商將這一概念進一步“落地”，反映概念設計中反饋的結果，例如優化燃料艙設計、氨燃料供應裝置和船體結構強度。項目目標是在2023年與客戶簽署氨預留LNG動力船(ARLFV)的合同，并且在2025年建造第一批ARLFV船舶。

甲醇、氨燃料受熱捧。在一眾零碳替代燃料中，甲醇和氨的應用走在了前端。“新一代”甲醇動力集裝箱船設計，該設計不僅一改傳統集裝箱設計慣例，還有效提升了船舶儲貨空間和船舶效率。

集裝箱航運巨頭馬士基公司公布的“新一代”以綠色甲醇為燃料的大型集裝箱船舶設計。與同規模船舶的行業平均水平相比，該船設計堪稱獨一無二，單個集裝箱運輸的能源效率提高20%。新設計船舶長350米，寬53.5米，看起來也與以往任何大型集裝箱船不太一樣。船員生活區和駕駛臺將位于船頭，以增加集裝箱容量。煙囪將位于船尾，并且僅位于船舶一側，從而為貨物提供更多空間。生活區和煙囪的這種分離也將提高船舶在港口的效率。

“新一代”氨燃料氨運輸船設計不僅可以使用船運貨物作為船舶燃料，還支持船對船燃料加注。格里格海事旗下的創新分支Grieg Edge、LMG Marin、瓦錫蘭合作開發的氨燃料氨運輸船獲得了船級社的原則性批準(AiP)，計劃在2025年前推出第一艘氨氣運輸船。此外，去年12月，挪威政府資助計劃Pilot-E向該項目資助了510萬美元。項目的目標是開發一艘名為“MS Green Ammonia”的氨氣運輸船，將綠色氨(風電制氨)從Berlev?g的一家工廠運輸到沿海各個地點。“MS Green Ammonia”計劃于2025年投入使用。該型船長約120米，氨裝載量為7500立方米，每小時可以裝載1000立方米氨，采用瓦錫蘭W25DF型氨燃料發動機。

古老“新”技術的大力加持。風帆等古老技術的新應用為航運業零碳轉型提供了強大助力。“新一代”客運帆船設計。該設計盡管使用了風帆技術，但實現了可無限航行。克羅地亞DIV集團旗下Brodosplit造船廠宣布開始建造一艘采用電力推進的零排放客運帆船。這艘“電動帆船”是一種三桅縱帆船，長63.50米，寬10米，離主甲板高5.35米，載客量24人。船體和上層建筑由鋼制成，桅桿由鋁合金制成。不張帆時，該船將由兩臺150千瓦的電動機提供動力，每臺電動機都由一個利用各種不同能源連續充電的電池系統供電。當船舶航速達到6節時，只需要60千瓦的功率，這對于一艘500GT的船舶來說相當不顯眼。該船將配備30噸電池，最大容量為2300千瓦時。由于法律要求，船上還將配備兩臺柴油發電機，僅在有需要或緊急情況下才會開啟。該項目于2020年2月啟動，由歐盟基金共同資助。該項目旨在研究、開發和建造可運載24名乘客的環保型帆船，在零排放環保設計的基礎上開發替代推進技術和能源，以期降低溫室氣體排放以及空氣和噪音污染。

“新一代”水翼集裝箱船概念設計解鎖了替代燃料應用的新搭配。總部位于美國加州的海事技術初創公司Boundary Layer Technologies公布了其最新零碳排放水翼集裝箱船的概念設計——“ARGO”號。該公司計劃運營這些船以建立一個零排放的航運服務，可以取代主要的亞洲內部貿易航線的空運。“ARGO”號船型總載重量為200噸，長度為110英尺，容量為20個標準箱，航程可達1500海里，巡航速度為40節，是傳統集裝箱船的兩倍。

“新一代”零排放渡船設計。丹麥渡船運營商Scandlines公司在土耳其Cemre船廠訂購了這艘“新一代”零排放渡船，該船船長147.40米，寬25.40米，設計吃水5.30米，可容納140名乘客，上層和下層都可以運輸卡車，較現有船舶運力增加了23%。預計于2024年投入運營，之后將被部署在Puttgarden(德國)-Rodby(丹麥)的航線上。該艘高科技渡輪建成后將成為世界上最長的零排放渡輪。

“新一代”船舶設計百變秀

“新一代”船型的不斷涌出，讓行業有了更多選擇的同時，也使得航運業的減排前進道路上的迷霧得以漸漸消散，前路變得更加清晰，這無疑大大推高了航運業的減排信心。

眾所周知，航運業的終極目標是零碳，但零碳不是一蹴而就的，需要一步一步來。顯然業界也已就此達成共識。從這些“新一代”船型便可知，行業正在一邊著眼于過渡應用，一邊著眼于零碳應用的推進。而且計劃越清晰，步伐走得越來越堅定。梳理總結“新一代”船型不難發現，目前行業的研究方向主要集中在以下五個方面，首先，增添輔助廢氣過濾措施，例如碳補給裝置等；第二，加裝輔助動力裝置，例如風帆助力、水翼助力、混合動力(雙燃料、電池、光伏、替代燃料)等；第三，加裝節能設備，例如用于多用途岸電連接的變頻器等；第四，降低船舶阻力，例如船體設計優化和利用減阻技術等；第五，氫、氨等新能源上船等。

以上研究方向中的第五點十分值得注意，這一次具有顛覆性變革的“新一代”船型并不是循規蹈矩的單一性，而是呈現出百花齊放之式。以甲醇動力船型為例，目前已經逐步呈現出多元化。除了以上馬士基公司的“新一代”甲醇動力集裝箱船設計外，2021年3月，由中國船舶集團有限公司旗下廣船國際為瑞典PromanStena航運公司(由全球第二大甲醇生產商Proman旗下船舶子公司Proman Shipping與瑞典油輪運營商Stena Bulk組建的合資企業)建造的49900載重噸甲醇雙燃料化學品/成品油船2號船點火開工。該型船是國內建造的首批甲醇/燃油雙動力新型環保船舶；全球大型商用甲醇動力船主要由甲醇運輸船/油輪構成，甲醇動力集裝箱船訂單是甲醇動力船型多元化跨出的重要一步；中集來福士與荷蘭Van Oord公司簽訂1+1條大型風電安裝船EPC總包建造合同，該船配備大容量甲醇儲艙和甲醇雙燃料主機，預計2024年交付，將用于歐洲風場施工服務；國內首艘以高溫甲醇燃料電池為動力電源的示范游船“嘉鴻01”號在佛山成功首航，該船使用的高溫甲醇燃料電池由中科嘉鴻研發。ABB Marine&Ports與Maritime Partners 、Elliott Bay Design Group以及e1 Marine聯合簽署諒解備忘錄，共同開發全球首艘甲醇—氫燃料電池動力內河拖輪“Hydrogen One”號。該船采用了e1 Marine的甲醇制氫技術，將甲醇轉化為氫氣后送入燃料電池發電。上海船舶研究設計院與意大利船級社(RINA)簽署了聯合開發項目協議，將合作開發一種能夠使用氨或甲醇作為燃料的開創性船舶設計，12月雙方聯合開發的5萬噸甲醇燃料MR油船/化學品船GREEN WHALE OT50獲得了RINA頒發的AIP證書，不同于市場上已有的MR專用甲醇運輸船，該項目在甲板上布置了一對甲醇燃料罐，使得船舶運營更為靈活。日本住友重工研發的甲醇動力雙燃料油輪設計獲得了日本船級社頒發的AIP證書，該船采用雙壁燃油管道、泄漏檢測系統等設計，可確保更高的安全性，防止泄漏和火災。

顯然，目前的大環境為新型船型設計提供了創新的溫床，為航運業未來的減排之路奠定了基礎。