游轮和能源转型中的生态趋势

由基拉科利 • 19 二月 2018

目前，约有360艘邮轮在海上运行，将数千名乘客运送到世界各地新的和既定的地点。 Cruise Boom近年来对这个行业充满信心，推动了现在在建的93艘新船的发展和进步，展示了当今最新的技术。现在，极地地区和联合国教科文组织遗产景观等偏远和冒险路线的日益普及引发了人们对海洋环境和海岸线影响的担忧。利益相关方继续等待制定环境立法，以确定不同运营商采用的绿色战略。在这里，我们简要介绍一下当今邮轮行业最有前途的技术。

由基拉科利

为了减少交通和船舶排放量增加对当地的影响，数十种可能的解决方案正在开发中，包括替代燃料。但是，新燃料通常需要对车载系统和机械进行昂贵的更改。此外，需要考虑当地和全球的可用性，生产技术和安全问题。

航运业的圣杯将是一种容易获得的燃料，可以在不明显增加成本或改变邮轮上的设施的情况下引入。由于目前没有这种燃料，该行业希望开发今天或在可预见的未来可用的备选方案，如液化天然气（LNG）和生物燃料。

 替代燃料

液化天然气（LNG）是天然气冷却至-162C（-260°F）时形成的清澈无嗅无毒液体。自从20世纪60年代开始贸易以来，它被认为是当今世界上最洁净的化石燃料，因此，液化天然气在投资和发展方面受到了最大的关注。

“过去，许多工程师一直负责设计巡航船上漏斗的空气动力学特性，以便离开堆垛的颗粒不会落到甲板上，也不会让乘客毫无顾虑。液化天然气将立即解决这个问题。除了它更环保，它也是一种更加可用的燃料类型，它对于邮轮行业来说具有一些实际好处，这使得它非常具有吸引力。关于海上能源转型，我们认为LNG燃料将在邮轮行业和整体上得到加速，“曼柴油机与透平公司董事长兼未来绿色船舶公司董事长Kjartan Ross说。

2000年，第一艘液化天然气动力船启动，今天，大约有75艘LNG动力船正在运行，另外80艘正在建造中。由于最近在北美的Tier III氮氧化物排放标准以及即将到来的2020年欧洲水域0.5％的硫限制，LNG动力船舶的增长预计将在未来十年进一步加速。

世界上最大的邮轮品牌嘉年华公司正在扩大液化天然气的能力，以提供液化天然气。 2017年9月在汉堡举行的一场典礼上，嘉年华正式标志着前七艘下一代游轮的建造将开始，这些游轮将由LNG充分供电。到2018年底，他们将成为第一家在公海和港口使用液化天然气的邮轮公司。

虽然液化天然气窃取了替代燃料的焦点，但还有许多其他选择在双燃料发动机中作为石油替代品展现出巨大潜力。生物燃料和甲醇特别受到关注，因为它们还显着降低NOx和颗粒物（PM）的排放。

罗斯说：“越来越多的公司专注于从可持续来源生产生物燃料，这非常有趣，因为这是一种燃料解决方案，可以应用于任何船舶，但挑战在成本范围内，因为它显着更昂贵 - 大约70-80％ - 与标准燃料价格相比，当然，这对许多船东来说是一个重要的考虑因素，但正如所有的创新和新技术一样，供应商在某些时候会找到一种降低成本的方式来交付产品问题是哪种替代燃料会首先到达那里？这是一场燃料可用性和价格最终决定什么解决方案被广泛采用的竞赛。“

除了燃料本身的价格，建造或改造双燃料船的成本，燃料箱的尺寸以及对安全性的担忧等因素也是需要考虑的因素。

 电力

拥抱电力的环境效益相当明显，包括降低噪音和振动，以及减少排放，如NOX，SOX和PM。 “这在港口，人口密集的沿海地区和环境代表目的地尤其重要。挪威是一个令人兴奋的地方，因为它提供了一个未来将在电力方面为巡航船和渡轮带来的未来。他们已经在像挪威峡湾这样的地方拥有全电动渡轮。各种混合解决方案，例如带电池的LNG混合动力车，或者部分柴电推进系统也可能是我可以在不久的将来看到的情景。你可以说技术已经在这里了，“罗斯说。

今天的电池技术面临的问题是能量密度，影响了船上电池组的尺寸以及电动船的巡航范围。今天的技术将允许更小的电池混合动力船舶切换到零排放，靠近沿海城镇和环境敏感地区的电力推进装置，以及在驶入港口时。然而，对于远洋邮轮而言，电池组目前太大，无法作为大型游轮长途旅行的主要电源。尽管如此，随着技术的进步，可能还有10年的时间，电池将发挥更大的作用。

电池供电的推进系统已经在为小型船舶和发动机制造商设计，如MAN Diesel＆Turbo正在为各种规模的船舶制备混合动力电动解决方案。勘探巡航舰Hurtigruten将在未来两年内推出两艘新一代探测船，将成为世界上第一艘混合动力动力船。 Hurtigruten的全球传播副总裁Rune Thomas Ege坚信邮轮行业的未来是电动的，他说：“我们已经看到了岸上的特斯拉革命，并且我认为特斯拉革命即将来临。当它发生时，我们有信心在发生这种情况时我们会在前面。“

 燃料电池

燃料电池作为环保型船舶推进装置的使用也受到了嘉年华和皇家加勒比等组织的广泛关注。这项技术代表了航运业在绿色创新方面又迈出了一大步。

燃料电池使用电化学反应产生能量，而不是燃烧。该过程将燃料直接转换为电力和热能，从而提高运营效率。水是唯一的废物产品，因此它们造成的污染更少，并且减少了排放。

根据由欧洲海事安全局（EMSA）委托的DNV GL的研究，该行业有数十个项目，评估七种不同的燃料电池技术。这些项目包括碱性燃料电池（AFC），质子交换膜燃料电池（PEMFC），高温PEMFC（HT-PEMFC），直接甲醇燃料电池（DMFC），磷酸燃料电池（PAFC），熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）和固体氧化物燃料电池（SOFC）。

罗斯说，“燃料电池是一项非常令人兴奋的技术。从我的角度来看，挑战在于寻找途径来扩大游轮上的燃料电池工厂的规模，以充当大型船舶的推进能源解决方案。但是这很有趣，因为如果考虑电池混合动力邮轮，那么这种解决方案也可以用于甲烷燃料电池。一些燃料电池已经进行了实验，测试了不同类型的燃料电池技术 - 其中一些比其他的更好。另一大挑战是提高技术效率，但这是一项非常有趣的技术。“

随着燃料电池变得越来越便宜和高效，这种解决方案将变得更加可行，以显着的方式为邮轮的酒店功能提供动力。

皇家加勒比邮轮公司（RCL）宣布，燃料电池技术将在Meyer Turku为2022年和2024年交付的Icon级船舶上发挥作用.2017年，ABB将巡航行业首个燃料电池系统用于RCL Oasis级船舶，测试其在即将到来的Icon级船只上安装该技术之前有效提供能源的能力。预计Icon船主要运行在LNG上，但也会有馏分燃料，当他们呼吁缺乏LNG基础设施的港口时，它们可以运行。

嘉年华也在投资燃料电池研究和开发。邮轮公司认为，燃料电池将在巡航行业的绿色转型中发挥作用，SVP海事事务部门的问题汤姆斯特朗认为“技术在这个宏伟计划中的位置在哪里？”

 废气清洁系统

目前已有的技术之一是废气净化系统。由于对环境和人类健康有害的影响，一段时间以来，人们一直非常关注减少海上船舶的硫氧化物（SOx）排放。这是排气净化系统对工业有利的地方，也是船舶用来保持Tier III标准的技术之一，特别是因为它对船只的大小没有限制，可以从中受益。

这也是另一个解决方案，瓦锡兰和嘉年华等组织正在投入巨资，因为它能够消除海上排放的废气，机动期间和港口的主要污染物。随着计划投资高达4亿美元，嘉年华正在为超过70艘船舶设计，建造和安装废气清洁技术。

罗斯解释说：“现在的挑战是，没有人真的知道未来立法将会在何时何地发生。现在建造的船舶将不得不在更严格的环境立法和控制下运营，因此建造船舶的最佳利益是建造船舶，以便可以轻松升级以符合未来的法规。作为一个行业，制造商也非常想知道我们的设备需求是什么，以便我们知道我们应该如何推动我们的研发工作。这不仅对邮轮行业而且对整个航运界都是一个重大挑战。“

正如在2018年2月版海事报道和工程新闻中发表的那样 ： https : //magazines.marinelink.com/nwm/MaritimeReporter/201802/#page/1