△ Foreship英國總經(jīng)理Shaun White先生

今年7月，由全球最大獨立集裝箱船船東/運營商塞斯潘(Seaspan Corporation)和馬士基·麥克-凱尼·穆勒零碳航運中心(MMMCZCS)共同發(fā)起，與芬蘭船舶設(shè)計公司Foreship合作開展的15000TEU氨燃料集裝箱船概念設(shè)計獲得了船級社的原則性認可(AIP)。憑借這一突破性的創(chuàng)新氨燃料船舶概念設(shè)計，Foreship也成為了2023年GREEN4SEA EUROPORT船舶設(shè)計大獎的得主。近日，Foreship英國總經(jīng)理Shaun White接受本刊記者專訪，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)計的技術(shù)細節(jié)，并展示了Foreship在綠色船舶設(shè)計、現(xiàn)有船替代燃料動力改裝以及支持船舶合規(guī)等方面的專業(yè)經(jīng)驗。

問：氨動力集裝箱船設(shè)計過程中面臨的主要挑戰(zhàn)有哪些？是如何克服的？

 

答：要實現(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帶來許多挑戰(zhàn)、危險和機遇，這些因素都必須在船舶設(shè)計過程中加以考慮。相關(guān)危害包括氨的特性及其對人類健康(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)計目標的一部分，項目組基于氨燃料船舶的各種要求，確定了3大主要安全目標。這些安全目標旨在設(shè)定一種基線假設(shè)或初始位置，以便評估和驗證概念設(shè)計是否滿足氨用作燃料的所有目標和功能要求。這些安全目標包括：限制氨氣有毒區(qū)域和危險區(qū)域，盡量減少在這些區(qū)域內(nèi)工作的船員的暴露時間，從而將可能影響船上人員、船舶和設(shè)備安全的潛在風險降至最低；確保安全、適當?shù)陌比剂瞎?yīng)、儲存和加注布置，使其能夠在所需狀態(tài)下接收和容納氨燃料，避免發(fā)生泄漏；船舶設(shè)計要防止在所有正常和異常運行條件下(包括閑置期)進行氨氣排放，只有在緊急情況下才允許排氣。

 

此外，海事領(lǐng)域?qū)Π钡牧私夂徒?jīng)驗大多來自岸基應(yīng)用或者將氨作為貨物運輸?shù)膶嵺`。本次項目應(yīng)用了IGC/IGF規(guī)則、監(jiān)管指南和相關(guān)行業(yè)文件，確保船舶概念設(shè)計將氨用作船舶燃料所面臨的獨特挑戰(zhàn)全都考慮到位。這些考慮因素包括為確定的危險區(qū)域提供足夠的空間、為氨相關(guān)設(shè)備提供單獨空間以及設(shè)置多個出入口等。

問：應(yīng)用氨燃料給集裝箱船性能帶來了什么樣的影響？對船舶運營提出了哪些新的要求？

 

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

 

在評估工作中，為了確定最佳的住宿區(qū)-氨儲罐組合，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罐位置方案，一是將氨儲罐置于住宿區(qū)下方，二是將其放在機艙前部。最終方案一被選中了，因為這樣的布置能夠帶來最理想的名義運力，而且氨儲罐位于住宿區(qū)下方也能更好地防止儲罐滲漏。我們還對住宿區(qū)長度進行了調(diào)整，確保儲罐的容積足夠大。

 

評估氨用作燃料對集裝箱船運營的影響還需要完成氨燃料相關(guān)的HAZID定性風險評估，包括燃料加注站的布置、燃料儲罐、燃料系統(tǒng)/準備室、燃料再液化/蒸氣管理、機艙布置/安全概念、通風口/通風管路/通風桅桿、火災(zāi)和氣體探測、消防與水霧等安全系統(tǒng)，等等方面。

 

從儲罐連接空間(TCS)到燃料準備室(FPR)的燃料管線出現(xiàn)破裂、船舶碰撞引發(fā)儲罐滲漏以及船舶擱淺導(dǎo)致氨燃料管線損壞等情況會造成最嚴重的后果，也具有最高的風險評級。這些災(zāi)難性事件很少發(fā)生，但其影響可能非常嚴重。為減輕這些后果，我們對船舶布置進行了仔細考慮。

 

根據(jù)對 HAZID分析結(jié)果和建議的審核，我們確定了適當?shù)脑O(shè)計改進措施來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，或被列入下一設(shè)計階段的考慮事項清單。

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

 

答：在概念設(shè)計過程中，我們計算了該船的燃料消耗量和相關(guān)的溫室氣體排放量，并初步估算了其在船舶能效設(shè)計指數(shù)(EEDI)和碳強度指標(CII)下的評級。這些估算有助于了解船舶的燃料需求和潛在的燃料相關(guān)運營成本，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評級為4.68，比目前集裝箱船所需滿足EEDI第三階段水平低約44%。其在各種運營情景和航速下的CII評級均為A，這是可能實現(xiàn)的最高評級。應(yīng)用氨燃料可使船舶CII評級達到A 級，這表明此概念設(shè)計最大限度地降低了合規(guī)風險，同時也為船東帶來了商機。

 

Foreship在與船東客戶和船廠合作伙伴的合作中使用了最先進的船舶設(shè)計軟件和流程。在該船舶概念設(shè)計中，Foreship充分利用了其在船體線型開發(fā)方面的豐富經(jīng)驗，并通過業(yè)界領(lǐng)先的CFD分析對船體進行優(yōu)化。另外，概念設(shè)計中還納入了環(huán)保節(jié)能措施，進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)，還可以通過采用額外的能效技術(shù)措施進一步降低該船的排放和燃料消耗，這些措施包括進一步優(yōu)化船體線型、應(yīng)用空氣潤滑系統(tǒng)、安裝擋風裝置、采用軸帶發(fā)電機和岸電等技術(shù)。

問：根據(jù)Foreship的經(jīng)驗，目前船東對船舶設(shè)計重點關(guān)注哪些方面？Foreship是如何滿足這些需求的？

 

答：面對脫碳帶來的挑戰(zhàn)，航運業(yè)對獨立技術(shù)咨詢服務(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)計和項目管理服務(wù)之外，Foreship的重點越來越偏向于開發(fā)航運業(yè)滿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)計項目表明，憑借在低碳燃料、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)先的航運脫碳技術(shù)合作伙伴。

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

 

答：隨著脫碳目標在海事領(lǐng)域越來越受重視，Foreship所提供的咨詢服務(wù)也覆蓋了支持船東評估和做好替代燃料轉(zhuǎn)型準備，以及提高船舶設(shè)計和運營能效等內(nèi)容。Foreship正在參與多個行業(yè)領(lǐng)先的項目，旨在評估未來燃料(包括甲醇、氫和一系列生物燃料)應(yīng)用對船舶設(shè)計和改裝的影響。

 

此外，Foreship還實現(xiàn)了船載電池咨詢、設(shè)計和安裝的里程碑，累計開展了40多個船舶電池項目。在這當中，我們完成了有史以來船上最大的儲能系統(tǒng)(ESS)連接，并開展了系統(tǒng)接口和安全考慮標準化方面的關(guān)鍵工作。

問：不久前召開的MEPC80會議為航運業(yè)設(shè)定了更高的脫碳目標，對于船舶面臨的越來越嚴格的減排法規(guī)，您有何建議？Foreship在幫助船舶實現(xiàn)合規(guī)方面能夠提供怎樣的服務(wù)？

 

答：Foreship是一家專業(yè)的造船和海洋工程公司，我們的設(shè)計和項目管理服務(wù)為船東提供了值得信賴的合規(guī)依靠。就可持續(xù)發(fā)展服務(wù)而言，Foreship采用四步方法幫助客戶實現(xiàn)溫室氣體和其他污染物減排的目標。這些服務(wù)覆蓋了國際海事組織(IMO)的船舶能效設(shè)計指數(shù)(EEDI)、現(xiàn)有船舶能效指數(shù)(EEXI)、碳強度指標(CII)和年度能效比(AER)等法規(guī)要求。其中包括對船東整個船隊進行初步計算，以便對其當前狀況建立充分認知。我們通過與船東密切合作，找到合適的運營措施，確保其船舶資產(chǎn)符合相關(guān)法規(guī)和企業(yè)目標所限定的要求。

問：當前，越來越多船東開始嘗試為船舶改裝替代燃料動力，對于這種趨勢您有何看法？

 

答：目前訂造的船舶有望在IMO最新設(shè)定的2050年碳中和目標達成之后繼續(xù)服務(wù)，但正在運營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，為“脫碳軌跡”做好準備。

 

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

 

Foreship所提供的建議在很大程度上顯然取決于船東的預(yù)期目標、船齡、投資回報率等多種因素，但未來燃料價格仍然存在不確定性，這就相當于增加了一個特別難以預(yù)測的變量。對此，Foreship的船舶設(shè)計思路是在最初的技術(shù)規(guī)格中重點考慮船舶整個服務(wù)期限內(nèi)的燃料和技術(shù)就緒情況，并力求實現(xiàn)設(shè)備安裝設(shè)計模塊化，以便能夠適應(yīng)未來可能有的替代動力方案設(shè)計升級。

來源：中國船檢