△ Foreship英國(guó)總經(jīng)理Shaun White先生

今年7月，由全球最大獨(dú)立集裝箱船船東/運(yùn)營(yíng)商塞斯潘(Seaspan Corporation)和馬士基·麥克-凱尼·穆勒零碳航運(yùn)中心(MMMCZCS)共同發(fā)起，與芬蘭船舶設(shè)計(jì)公司Foreship合作開(kāi)展的15000TEU氨燃料集裝箱船概念設(shè)計(jì)獲得了船級(jí)社的原則性認(rèn)可(AIP)。憑藉這一突破性的創(chuàng)新氨燃料船舶概念設(shè)計(jì)，Foreship也成為了2023年GREEN4SEA EUROPORT船舶設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)的得主。近日，Foreship英國(guó)總經(jīng)理Shaun White接受本刊記者專(zhuān)訪(fǎng)，向我們介紹了更多有關(guān)這艘15000TEU氨燃料集裝箱船概念設(shè)計(jì)的技術(shù)細(xì)節(jié)，並展示了Foreship在綠色船舶設(shè)計(jì)、現(xiàn)有船替代燃料動(dòng)力改裝以及支持船舶合規(guī)等方面的專(zhuān)業(yè)經(jīng)驗(yàn)。

問(wèn)：氨動(dòng)力集裝箱船設(shè)計(jì)過(guò)程中面臨的主要挑戰(zhàn)有哪些？是如何克服的？

 

答：要實(shí)現(xiàn)氨燃料船舶的廣泛應(yīng)用，業(yè)界還有大量的工作需要做。氨用作為船舶燃料會(huì)帶來(lái)許多挑戰(zhàn)、危險(xiǎn)和機(jī)遇，這些因素都必須在船舶設(shè)計(jì)過(guò)程中加以考慮。相關(guān)危害包括氨的特性及其對(duì)人類(lèi)健康(毒性)和環(huán)境的影響、易燃性、爆炸性和腐蝕性。

 

作為總體設(shè)計(jì)目標(biāo)的一部分，專(zhuān)案組基於氨燃料船舶的各種要求，確定了3大主要安全目標(biāo)。這些安全目標(biāo)旨在設(shè)定一種基線(xiàn)假設(shè)或初始位置，以便評(píng)估和驗(yàn)證概念設(shè)計(jì)是否滿(mǎn)足氨用作燃料的所有目標(biāo)和功能要求。這些安全目標(biāo)包括：限制氨氣有毒區(qū)域和危險(xiǎn)區(qū)域，儘量減少在這些區(qū)域內(nèi)工作的船員的暴露時(shí)間，從而將可能影響船上人員、船舶和設(shè)備安全的潛在風(fēng)險(xiǎn)降至最低；確保安全、適當(dāng)?shù)陌比剂瞎?yīng)、儲(chǔ)存和加注佈置，使其能夠在所需狀態(tài)下接收和容納氨燃料，避免發(fā)生洩漏；船舶設(shè)計(jì)要防止在所有正常和異常運(yùn)行條件下(包括閒置期)進(jìn)行氨氣排放，只有在緊急情況下才允許排氣。

 

此外，海事領(lǐng)域?qū)Π钡牟t解和經(jīng)驗(yàn)大多來(lái)自岸基應(yīng)用或者將氨作為貨物運(yùn)輸?shù)膶?shí)踐。本次專(zhuān)案應(yīng)用了IGC/IGF規(guī)則、監(jiān)管指南和相關(guān)行業(yè)檔，確保船舶概念設(shè)計(jì)將氨用作船舶燃料所面臨的獨(dú)特挑戰(zhàn)全都考慮到位。這些考慮因素包括為確定的危險(xiǎn)區(qū)域提供足夠的空間、為氨相關(guān)設(shè)備提供單獨(dú)空間以及設(shè)置多個(gè)出入口等。

問(wèn)：應(yīng)用氨燃料給集裝箱船性能帶來(lái)了什麼樣的影響？對(duì)船舶運(yùn)營(yíng)提出了哪些新的要求？

 

答：氨用作船舶燃料時(shí)，在相同航程內(nèi)需要用到比燃料油更大的燃油艙容積(按淨(jìng)容積算，通常是後者的三倍以上)。再加上與傳統(tǒng)或其他替代燃料不同的儲(chǔ)存要求，氨燃料的應(yīng)用的確為船舶帶來(lái)了一些挑戰(zhàn)和影響，必須在概念設(shè)計(jì)研究中加以考慮和克服。

 

在評(píng)估工作中，為了確定最佳的住宿區(qū)-氨儲(chǔ)罐組合，我們考慮了前部住宿區(qū)的不同位置。將住宿區(qū)前移意味著降低集裝箱艙位損失。

 

按照最佳艙位成本(噸/TEU)效益，我們主要考慮分析了兩種氨儲(chǔ)罐位置方案，一是將氨儲(chǔ)罐置於住宿區(qū)下方，二是將其放在機(jī)艙前部。最終方案一被選中了，因?yàn)檫@樣的佈置能夠帶來(lái)最理想的名義運(yùn)力，而且氨儲(chǔ)罐位於住宿區(qū)下方也能更好地防止儲(chǔ)罐滲漏。我們還對(duì)住宿區(qū)長(zhǎng)度進(jìn)行了調(diào)整，確保儲(chǔ)罐的容積足夠大。

 

評(píng)估氨用作燃料對(duì)集裝箱船運(yùn)營(yíng)的影響還需要完成氨燃料相關(guān)的HAZID定性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，包括燃料加注站的佈置、燃料儲(chǔ)罐、燃料系統(tǒng)/準(zhǔn)備室、燃料再液化/蒸氣管理、機(jī)艙佈置/安全概念、通風(fēng)口/通風(fēng)管路/通風(fēng)桅桿、火災(zāi)和氣體探測(cè)、消防與水霧等安全系統(tǒng)，等等方面。

 

從儲(chǔ)罐連接空間(TCS)到燃料準(zhǔn)備室(FPR)的燃料管線(xiàn)出現(xiàn)破裂、船舶碰撞引發(fā)儲(chǔ)罐滲漏以及船舶擱淺導(dǎo)致氨燃料管線(xiàn)損壞等情況會(huì)造成最嚴(yán)重的後果，也具有最高的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)。這些災(zāi)難性事件很少發(fā)生，但其影響可能非常嚴(yán)重。為減輕這些後果，我們對(duì)船舶佈置進(jìn)行了仔細(xì)考慮。

 

根據(jù)對(duì) HAZID分析結(jié)果和建議的審核，我們確定了適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)改進(jìn)措施來(lái)確保船員和船舶的安全。這些建議或被納入最終概念設(shè)計(jì)，或被列入下一設(shè)計(jì)階段的考慮事項(xiàng)清單。

問(wèn)：Foreship在船舶設(shè)計(jì)中應(yīng)用了哪些創(chuàng)新技術(shù)？

 

答：在概念設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們計(jì)算了該船的燃料消耗量和相關(guān)的溫室氣體排放量，並初步估算了其在船舶能效設(shè)計(jì)指數(shù)(EEDI)和碳強(qiáng)度指標(biāo)(CII)下的評(píng)級(jí)。這些估算有助於瞭解船舶的燃料需求和潛在的燃料相關(guān)運(yùn)營(yíng)成本，以及船舶的預(yù)期環(huán)境影響和合規(guī)表現(xiàn)。

 

這艘氨雙燃料船的初步EEDI評(píng)級(jí)為4.68，比目前集裝箱船所需滿(mǎn)足EEDI第三階段水準(zhǔn)低約44%。其在各種運(yùn)營(yíng)情景和航速下的CII評(píng)級(jí)均為A，這是可能實(shí)現(xiàn)的最高評(píng)級(jí)。應(yīng)用氨燃料可使船舶CII評(píng)級(jí)達(dá)到A 級(jí)，這表明此概念設(shè)計(jì)最大限度地降低了合規(guī)風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也為船東帶來(lái)了商機(jī)。

 

Foreship在與船東客戶(hù)和船廠(chǎng)合作夥伴的合作中使用了最先進(jìn)的船舶設(shè)計(jì)軟體和流程。在該船舶概念設(shè)計(jì)中，Foreship充分利用了其在船體線(xiàn)型開(kāi)發(fā)方面的豐富經(jīng)驗(yàn)，並通過(guò)業(yè)界領(lǐng)先的CFD分析對(duì)船體進(jìn)行優(yōu)化。另外，概念設(shè)計(jì)中還納入了環(huán)保節(jié)能措施，進(jìn)一步確保了船舶年度燃料消耗和排放情況的合規(guī)性。

 

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，還可以通過(guò)採(cǎi)用額外的能效技術(shù)措施進(jìn)一步降低該船的排放和燃料消耗，這些措施包括進(jìn)一步優(yōu)化船體線(xiàn)型、應(yīng)用空氣潤(rùn)滑系統(tǒng)、安裝擋風(fēng)裝置、採(cǎi)用軸帶發(fā)電機(jī)和岸電等技術(shù)。

問(wèn)：根據(jù)Foreship的經(jīng)驗(yàn)，目前船東對(duì)船舶設(shè)計(jì)重點(diǎn)關(guān)注哪些方面？Foreship是如何滿(mǎn)足這些需求的？

 

答：面對(duì)脫碳帶來(lái)的挑戰(zhàn)，航運(yùn)業(yè)對(duì)獨(dú)立技術(shù)諮詢(xún)服務(wù)的需求可能更甚以往。除了為新造船和現(xiàn)有船改裝提供核心的船舶設(shè)計(jì)和專(zhuān)案管理服務(wù)之外，Foreship的重點(diǎn)越來(lái)越偏向于開(kāi)發(fā)航運(yùn)業(yè)滿(mǎn)足溫室氣體減排要求所需的替代能源和船用燃料解決方案。

 

此次與塞斯潘合作的15000TEU氨燃料船舶設(shè)計(jì)項(xiàng)目表明，憑藉在低碳燃料、電池裝置、氫燃料電池和岸電等方面的行業(yè)領(lǐng)先成果，Foreship已成為全球領(lǐng)先的航運(yùn)脫碳技術(shù)合作夥伴。

問(wèn)：除了氨燃料船舶之外，Foreship在綠色低碳船舶設(shè)計(jì)方面還取得了哪些成果？

 

答：隨著脫碳目標(biāo)在海事領(lǐng)域越來(lái)越受重視，Foreship所提供的諮詢(xún)服務(wù)也覆蓋了支援船東評(píng)估和做好替代燃料轉(zhuǎn)型準(zhǔn)備，以及提高船舶設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)能效等內(nèi)容。Foreship正在參與多個(gè)行業(yè)領(lǐng)先的項(xiàng)目，旨在評(píng)估未來(lái)燃料(包括甲醇、氫和一系列生物燃料)應(yīng)用對(duì)船舶設(shè)計(jì)和改裝的影響。

 

此外，Foreship還實(shí)現(xiàn)了船載電池諮詢(xún)、設(shè)計(jì)和安裝的里程碑，累計(jì)開(kāi)展了40多個(gè)船舶電池項(xiàng)目。在這當(dāng)中，我們完成了有史以來(lái)船上最大的儲(chǔ)能系統(tǒng)(ESS)連接，並開(kāi)展了系統(tǒng)介面和安全考慮標(biāo)準(zhǔn)化方面的關(guān)鍵工作。

問(wèn)：不久前召開(kāi)的MEPC80會(huì)議為航運(yùn)業(yè)設(shè)定了更高的脫碳目標(biāo)，對(duì)於船舶面臨的越來(lái)越嚴(yán)格的減排法規(guī)，您有何建議？Foreship在幫助船舶實(shí)現(xiàn)合規(guī)方面能夠提供怎樣的服務(wù)？

 

答：Foreship是一家專(zhuān)業(yè)的造船和海洋工程公司，我們的設(shè)計(jì)和專(zhuān)案管理服務(wù)為船東提供了值得信賴(lài)的合規(guī)依靠。就可持續(xù)發(fā)展服務(wù)而言，Foreship採(cǎi)用四步方法説明客戶(hù)實(shí)現(xiàn)溫室氣體和其他污染物減排的目標(biāo)。這些服務(wù)覆蓋了國(guó)際海事組織(IMO)的船舶能效設(shè)計(jì)指數(shù)(EEDI)、現(xiàn)有船舶能效指數(shù)(EEXI)、碳強(qiáng)度指標(biāo)(CII)和年度能效比(AER)等法規(guī)要求。其中包括對(duì)船東整個(gè)船隊(duì)進(jìn)行初步計(jì)算，以便對(duì)其當(dāng)前狀況建立充分認(rèn)知。我們通過(guò)與船東密切合作，找到合適的運(yùn)營(yíng)措施，確保其船舶資產(chǎn)符合相關(guān)法規(guī)和企業(yè)目標(biāo)所限定的要求。

問(wèn)：當(dāng)前，越來(lái)越多船東開(kāi)始嘗試為船舶改裝替代燃料動(dòng)力，對(duì)於這種趨勢(shì)您有何看法？

 

答：目前訂造的船舶有望在IMO最新設(shè)定的2050年碳中和目標(biāo)達(dá)成之後繼續(xù)服務(wù)，但正在運(yùn)營(yíng)中的船舶也需要根據(jù)IMO 2030和2040年逐步消除二氧化碳排放的目標(biāo)，為“脫碳軌跡”做好準(zhǔn)備。

 

近來(lái)已經(jīng)有越來(lái)越多船東要求Foreship提供有關(guān)新造船和現(xiàn)有船改裝專(zhuān)案的脫碳建議，包括應(yīng)用一系列替代燃料、集成零排放電池動(dòng)力和碳捕集，以及實(shí)施節(jié)能解決方案等選項(xiàng)。

 

Foreship所提供的建議在很大程度上顯然取決於船東的預(yù)期目標(biāo)、船齡、投資回報(bào)率等多種因素，但未來(lái)燃料價(jià)格仍然存在不確定性，這就相當(dāng)於增加了一個(gè)特別難以預(yù)測(cè)的變數(shù)。對(duì)此，Foreship的船舶設(shè)計(jì)思路是在最初的技術(shù)規(guī)格中重點(diǎn)考慮船舶整個(gè)服務(wù)期限內(nèi)的燃料和技術(shù)就緒情況，並力求實(shí)現(xiàn)設(shè)備安裝設(shè)計(jì)模組化，以便能夠適應(yīng)未來(lái)可能有的替代動(dòng)力方案設(shè)計(jì)升級(jí)。

來(lái)源：中國(guó)船檢