抢鲜看！“零排放”生态船舶设计概念来了！

为了有效降低海上运输对海洋和大气环境造成的污染，同时满足国际海事组织(IMO)出台的严格环保法规，几乎所有的航运企业都在尝试使用低碳环保的替代燃料。作为传统的造船强国，日本准备投入大量资金和研究人员使本国的航运减排处于国际领先，帮助航运业在未来十几年的时间内摆脱化石燃料。

◉ 氢燃料船(C-ZERO Japan H2)

氢燃料船项目计划开发两种不同船型和尺寸的液化氢燃料船舶概念设计，包括20000TEU型集装箱船和80000载重吨级散货船。这些设计基于以下假设，即液化氢用于船用燃料时，可在包括欧洲、中东地区、澳大利亚， 日本和南美洲在内的五座主要港口进行加注；20000TEU型集装箱船和80000载重吨级散货船的单程巡航航程，分别为11500海里和7000海里；主机采用双燃料往复式发动机。在进行概念设计时，须重点解决如氢燃料发动机和燃料供应系统、燃料箱升级、热保护系统和防止氢气泄漏等技术问题。

氢燃料船总体布置和主要特征如下所示：

◉ 氨燃料船(C-ZERO Japan NH3)

氨燃料船项目以澳大利亚航线上的80000载重吨级散货船进行概念设计，主机采用通过甲醇、液化石油气(LPG)或其他液体燃料作为引燃燃料的双燃料往复式发动机。鉴于氨燃料的阻燃，发动机将配备了一个引燃燃油喷射阀来控制点火。考虑到引燃燃料，与同类型常规船舶相比，氨燃料船预计可减少91.9%的二氧化碳排放量。而在进行概念设计时，同样存在一些技术问题须解决：如要考虑氨的毒性和其他特性风险；控制氨气泄漏；在紧急情况发生时向大气中排放的措施；氮氧化物(NOx)和一氧化二氮(N₂O)的排放等。

氨燃料船总体布置和主要特征如下所示：

◉ 船上二氧化碳捕获船(C-ZERO Japan Capture)

船上二氧化碳捕获船项目的目标，是设计研发一种配备船上二氧化碳捕获系统的20000TEU型集装箱船。该型船舶将使用可以甲醇为燃料的双燃料往复式发动机作为主机，配备吸收二氧化碳的液体胺（Liquid Amine）和二氧化碳存储系统，预计可捕获85.7%的二氧化碳排放量，并有可能随着技术发展，捕获90%以上的二氧化碳排放量。待船上二氧化碳捕获船设计完成并进行商业运营后，将被投放至远东-西北欧航线。

船上二氧化碳捕获船总体布置和主要特征如下所示：

◉ 超高效液化天然气燃料船(C-ZERO Japan LNG&Wind)

超高效液化天然气燃料船项目是结合液化天然气燃料(LNG)和其他技术而开发的概念，同样包括20000TEU型集装箱船和80000载重吨级散货船，预计将使船舶能效较2008年提高80%以上。

超高效液化天然气燃料船计划装备混合对旋螺旋桨，同时改进船型、优化速度、大型化船体(Ship Upsizing)，采用电力推进、LNG燃料和其他创新节能技术应用(如风力推进系统和空气润滑系统)。根据船舶能效设计指数(EEDI)计算的话，超高效液化天然气燃料船将比常规同型船舶的平均效率提高86%。

相对而言，在超高效液化天然气燃料船设计中存在的技术挑战被认为相对较少，毕竟其是基于现有的节能技术而出现的船舶。但是，仍有必要修订IMO的有关规则和准则，以便为这类船舶的实际应用提供一个良好的环境。

超高效液化天然气燃料船总体布置和主要特征如下所示：

日本的确希望成为零排放船舶领域的领导者。一年前，日本朝日油船(Asahi Tanker)、商船三井、三菱商事、船舶经纪公司Exeno-Yamamizu Corporation、东京电力公司、出光兴产(Idemitsu Kosan，日本第二大石油公司)和东京海上日动火灾保险公司共同组建了“E5联盟”(E5 Consortium)，旨在通过各种有效的举措建立远洋航运基础设施服务，帮助日本企业开发、实现零排放船舶的目标并使其尽快投入商用。2022年3月份，由“E5联盟”成员研发制造的全球首艘零排放电力驱动油船(由大量锂离子电池供电)将进入市场，而这也为日本的零排放国际航运路线图提供了可见的现实基础。不久前，包括日本JEF钢铁、日挥株式会社(JGC)和商船三井在内的九家公司在“日本碳捕获与再利用研究小组”内又成立了一个工作组，探索将甲烷化用于零排放船舶燃料的可行性，研究潜在的甲烷化燃料回收供应链，以用于助力航运业减排。值得注意的是，这些相对独立的项目似乎传达了日本致力于可持航运发展的明确信息，而且，这将进一步提升日本作为一个海洋国家的地位，以及传统造船国的市场份额。

图源/日本零排放国际航运路线图