船舶新能源動力系統(tǒng)及其發(fā)展前景課件

船舶新能源動力系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其發(fā)展前景彭美康能動ZY1301船舶新能源動力系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其發(fā)展前景彭美康能動ZY1301一推廣新能源動力系統(tǒng)的意義目錄二新能源動力系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢三結(jié)語一推廣新能源動力系統(tǒng)的意義目錄二新能源動力系統(tǒng)的現(xiàn)狀2一.推廣新能源動力系統(tǒng)的意義由船舶主機（柴油機、蒸汽輪機、燃氣輪機等）、傳動系統(tǒng)（軸系、齒輪箱、聯(lián)軸節(jié)、離合器等）和推進器（螺旋槳、全向推進器、側(cè)向推進器等）組成的船舶動力系統(tǒng)，是船舶上最主要和最重要的設(shè)備。目前，世界上各類船舶的動力系統(tǒng)主要有以下四種推進方式：①蒸汽輪機推進系統(tǒng)—取代往復(fù)式蒸汽機，又被柴油機所取代，目前主要在LNG（液化天然氣

）船和核動力軍船上應(yīng)用，蒸汽輪機的技術(shù)發(fā)展趨勢是：不斷增強可靠性、機動性，提高操縱性，簡化設(shè)備。②柴油機推進系統(tǒng)—全面取代往復(fù)式蒸汽機和蒸汽輪機，成為最主要的船舶動力，目前在各型船舶上應(yīng)用，作為柴油機推進系統(tǒng)的主要設(shè)備。③燃氣輪機推進系統(tǒng)—上世紀50

年代開始在商船上作為主機，但從未得到大規(guī)模應(yīng)用，目前主要在軍船上使用，作為燃氣輪機推進系統(tǒng)的主要設(shè)備。④電力推進系統(tǒng)—上世紀90年代開始在船舶領(lǐng)域應(yīng)用，目前除在軍船上應(yīng)用外，還在小型商船上應(yīng)用，目前采用電力推進的船舶比例還較小。一.推廣新能源動力系統(tǒng)的意義由船舶主機（柴油機、蒸汽輪機、燃3傳統(tǒng)船舶動力系統(tǒng)的缺陷目前，在船舶動力裝置中，95%是柴油動力裝置。而船舶柴油機的主要缺陷有以下幾個方面。（1）使用不可再生能源。動力來源為不可再生的化石能源。據(jù)科學(xué)家的預(yù)測，目前地球上的石油只能夠人們再使用60年。也就是說，60年后地球上的化石能源就會枯竭。因此，我們必須使用別的能源，最好是可再生能源。（2）大氣污染。雖然現(xiàn)在的科技發(fā)展使柴油發(fā)動機的污染氣體排放一步一步得到控制，但考慮到超大型船舶每次航行都會消耗數(shù)以千噸的化石燃料，還有歷史留存下來的老舊式柴油機，這些都將會排放出大量的污染氣體，將對大氣造成嚴重的污染。這與綠色環(huán)保的時代主題無疑是相違背的。（3）嚴重的噪音問題。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在船舶中，由柴油機發(fā)出的噪音可達120分貝。這是一個非?？膳碌臄?shù)字，長期處于這樣的環(huán)境中，工作人員的聽力將受到極大的損傷。這個問題在一下小型船舶上尤其凸顯。因此，有必要解決這一問題。而傳統(tǒng)的柴油機由于其自身的結(jié)構(gòu)和工作原理的影響，其噪音問題很難解決。從而只能在新能源動力系統(tǒng)上尋求突破。傳統(tǒng)船舶動力系統(tǒng)的缺陷目前，在船舶動力裝置中，95%是柴油動4推廣新能源動力系統(tǒng)，用可持續(xù)的能源為其供能，同時進一步降低其有害氣體的排放以及解決其噪音問題，這不僅將給船舶上的輪機人員提供良好的工作環(huán)境，同時降低污染氣體的排放也是對國家的可持續(xù)發(fā)展路線相契合。因此，開發(fā)船舶新能源動力系統(tǒng)有著重要的發(fā)展意義。意義推廣新能源動力系統(tǒng)，用可持續(xù)的能源為其供能，同時進一步降低其5二.新能源動力系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢新能源，就是各種形式都是直接或者間接地來自于太陽或地球內(nèi)部深處所產(chǎn)生的熱能。相對于傳統(tǒng)能源，新能源具有污染少、儲量大的特點，對于解決當今世界嚴重的環(huán)境污染問題和資源枯竭問題具有重要意義。而船舶所消耗的燃油占燃油消耗的百分百正逐年上升，導(dǎo)致燃油占船舶運輸成本越來越大的情況下，如何進一步做好船舶的節(jié)能工作，從而有效降低運輸成本已迫在眉睫。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步,以風(fēng)能、太陽能、核能、生物質(zhì)能和潮汐能等為典型代表的新能源在節(jié)能減排方面所具有的獨特優(yōu)勢和所能產(chǎn)生的效益已經(jīng)越來越顯著,其在船舶交通運輸行業(yè)的應(yīng)用和推廣已呈潮涌之勢。分類1.風(fēng)能2.太陽能3.生物質(zhì)能4.核能5.LNG6.燃料電池二.新能源動力系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢新能源，就是各種形式都是6風(fēng)能源于地球表面大量空氣流動所產(chǎn)生的動能,是一種無污染且無限可再生資源。人類對風(fēng)能的利用歷史可以追述到公元前,隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷進步,工業(yè)社會對于風(fēng)能的利用有著豐富的經(jīng)驗,配套產(chǎn)業(yè)和基礎(chǔ)設(shè)施也較為成熟。古代的人們已經(jīng)學(xué)會利用風(fēng)力進行灌溉以及轉(zhuǎn)換成力進行做功，例如風(fēng)力磨機。而現(xiàn)在一般是利用風(fēng)力進行電力的轉(zhuǎn)換，再對船舶進行供能。整個過程中不會產(chǎn)生污染氣體，因此屬于清潔型能源。1.風(fēng)能風(fēng)能源于地球表面大量空氣流動所產(chǎn)生的動能,是一種無污染且無7風(fēng)能的缺陷1.間歇性：許多地區(qū)的風(fēng)力有間歇性，更糟糕的情況是如臺灣等地在電力需求較高的夏季及白日、是風(fēng)力較少的時間。必須等待壓縮空氣等儲能技術(shù)發(fā)展。2.噪音大：進行風(fēng)力發(fā)電時，風(fēng)力發(fā)電機會發(fā)出龐大的噪音，如果附近有居民將會對人們的生活造成極大的干擾。因此風(fēng)車都是建造在空曠的地方。在生態(tài)上的問題是可能干擾鳥類，如美國堪薩斯州的松雞在風(fēng)車出現(xiàn)之后已漸漸消失。目前的解決方案是離岸發(fā)電，離岸發(fā)電價格較高但效率也高。3.受地形影響：風(fēng)力的采集需要空曠的地區(qū)，這樣才能對風(fēng)力進行收集。如果建造的地區(qū)地形不佳，那么風(fēng)力不足的情況下設(shè)備對電力的收集將會極低，這既是對設(shè)備的空置，也造成了極大地浪費。4.干擾雷達信號：風(fēng)車在進行發(fā)電的過程由于電磁效應(yīng)會產(chǎn)生拉連續(xù)的電磁波，而嚴重的是，一般軍事或者其他用于信息偵探的雷達也建造在空曠的地區(qū)。如果兩者距離比較近的話，風(fēng)車產(chǎn)生的電磁波將對雷達進行嚴重的干擾。而這一問題至今未能有效解決。風(fēng)能的缺陷1.間歇性：許多地區(qū)的風(fēng)力有間歇性，更糟糕的情況是8風(fēng)能利用主要以風(fēng)能作動力(風(fēng)帆助航)和風(fēng)力發(fā)電兩種形式為主,在船舶上的應(yīng)用形式偏重于作為航行的主動力或輔助動力,只在少數(shù)船舶上應(yīng)用風(fēng)力發(fā)電技術(shù)。其實早在20世紀80、90年代,日本在風(fēng)帆助航的研究和利用方面有了新的突破。1980年日本建造了第一艘裝有普通翼帆的新愛德丸油輪,新愛德丸號裝有兩個高12.15m、寬8m的風(fēng)帆。之后又建造了扇蓉丸、日產(chǎn)丸等機動風(fēng)帆貨船,1984年又設(shè)計和建造了2600t的臼杵先鋒丸和另一艘31000t的現(xiàn)代風(fēng)帆助航遠洋貨輪。而在2007年12月15日全球第一艘用風(fēng)箏拉動的貨輪白鯨天帆號由德國漢堡市起航。發(fā)展前景：目前船舶由發(fā)動機供給動力，且有完備的電力系統(tǒng)。因此風(fēng)力在船舶上的應(yīng)用空間實際上不是很大。因此偏重于做風(fēng)帆的輔助動力，或者小型的發(fā)電裝置。但由于其綠色環(huán)保的特點，我們應(yīng)該進一步開發(fā)出新型的發(fā)電系統(tǒng)，從而讓風(fēng)力在船舶上得到更進一步的應(yīng)用。風(fēng)帆助行船舶風(fēng)力發(fā)電風(fēng)能利用主要以風(fēng)能作動力(風(fēng)帆助航)和風(fēng)力發(fā)電兩種形式92.太陽能太陽能的利用主要有兩個方面的技術(shù)：光熱技術(shù)和光伏技術(shù)。1.光熱技術(shù)是利用太陽光的熱輻射,其應(yīng)用最為成功的領(lǐng)域是太陽能熱水器。該項技術(shù)的進一步延伸是太陽能熱發(fā)電,即利用集熱器把太陽輻射熱能集中起來給水加熱產(chǎn)生蒸汽,再通過汽輪機、發(fā)電機來發(fā)電?？紤]到船舶運行過程中對于熱水的需求量不高,進行熱電轉(zhuǎn)換在有限的船舶空間內(nèi)難以實施,故而光熱利用的可行性不是很高。但是應(yīng)用光熱技術(shù)代替常用的蒸汽盤管和電加熱盤管對船舶所使用的重油進行預(yù)加熱,是一個值得關(guān)注的方向。2.光伏技術(shù)是對太陽光中的短波輻射能照射于硅質(zhì)半導(dǎo)體上所產(chǎn)生的電能進行調(diào)制后加以利用,亦稱為光生伏打效應(yīng)。隨著太陽能光伏技術(shù)的不斷深入發(fā)展,其效率、可靠性和穩(wěn)定性均有了很大的提升,因而從最初的單純技術(shù)研究逐漸轉(zhuǎn)向?qū)嶋H應(yīng)用領(lǐng)域。太陽能光伏發(fā)電應(yīng)用于船舶是目前綠色船舶發(fā)展的一個重要方向。2.太陽能太陽能的利用主要有兩個方面的技術(shù)：光熱技術(shù)和光伏技10從最開始1997年,瑞士在日內(nèi)瓦湖上從洛桑到圣敘爾皮斯區(qū)投入使用了兩艘太陽能驅(qū)動客運船可有效承載60名乘客。到2010年2月25日,世界最大的全太陽能動力船“星球太陽”號,在德國基爾下水。太陽能在船舶上的運用已經(jīng)日臻完善?！靶乔蛱枴碧柺且凰依锰柲茏鳛閯恿︱?qū)動的雙體船，是在德國北部城市基爾的一處造船廠里建造的，前后共歷時13個月，總耗資近1000萬歐元。這艘船長31米，寬15米，重60噸。整個船艙可容納50多人。2010年9月27日，陽光明媚，萬里無云。太陽能動力船MSTuranor(星球太陽號)帶著只依賴太陽能為動力的環(huán)球航行的夢想從摩納哥起航，現(xiàn)在它已載著榮耀回到了當初起始的地方。在這漫長的旅程中經(jīng)過了大西洋，巴拿馬運河，太平洋，印度洋，蘇伊士運河和地中海。為了汲取盡可能多的太陽能，航行過程中盡量向赤道靠近。成為第一艘僅以太陽能為動力環(huán)游世界的船。從最開始1997年,瑞士在日內(nèi)瓦湖上從洛桑到圣敘爾皮斯區(qū)投入113.生物質(zhì)能生物質(zhì)能的利用主要有直接燃燒、熱化學(xué)轉(zhuǎn)換和生物化學(xué)轉(zhuǎn)換等3種途徑。其分為生物燃料、生物柴油、生物質(zhì)油三種。生物燃料是指利用大自然的動、植物資源而得到的高效、污染少的能源,其典型代表就是生物柴油和生物質(zhì)油。生物柴油是以動、植物油脂及餐飲廢棄油脂為原料制成的液體燃料,是優(yōu)質(zhì)的石化柴油代用品。生物質(zhì)油是指生物質(zhì)通過熱解技術(shù)裂解而得到的液化產(chǎn)物。但是船舶屬于一個相對獨立且空間區(qū)域較為有限的結(jié)構(gòu)體。機艙內(nèi)電、氣、熱設(shè)備和系統(tǒng)高度集成,考慮在船舶內(nèi)附加安裝生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換裝置有著不可避免的局限性,故而可行性不高。就船舶現(xiàn)有設(shè)備條件出發(fā),直接或間接使用由生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換而成的替代燃料(例如生物柴油等)是主要的應(yīng)用模式。劣勢優(yōu)勢1.來源廣，大自然的動植物都可成為能源的來源。2.能換轉(zhuǎn)換高效，污染少1.船舶機艙想多獨立，從而空間有限，因此再安裝一個生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換裝置具有不可避免的局限性。2.原料來源不穩(wěn)定。由于自然界中動植物遺體數(shù)量不可確定，而船舶對能源的需求是巨大的。3.對技術(shù)要求較高，設(shè)備昂貴。3.生物質(zhì)能生物質(zhì)能的利用主要有直接燃燒、熱化學(xué)轉(zhuǎn)換和生物化12應(yīng)用面前，最成功的生物燃料船，為2008年6月27日完成環(huán)球航程,使用生物質(zhì)能的新西蘭地球競賽號高速環(huán)保機動船?！暗厍蚋傎悺碧栍?007年4月27日從西班牙薩貢托市起航，開始環(huán)球航海旅行。環(huán)球航行中里程已達4200英里。除了使用綠色燃料外，“地球競賽”號也具有其它生態(tài)友好型特征，例如無毒油漆?！暗厍蚋傎悺碧柺窃趭W克蘭歷時14個月建造完成的，建造成本大約為350萬美元。為了籌集資金，貝休恩不惜賣掉自己的房子和財產(chǎn)。為了提高人們對此次“綠色”環(huán)球之行的關(guān)注程度，這位老兄和另外兩名志愿者上演了驚人的一幕——進行吸脂手術(shù)。手術(shù)共“沒收”了他們的10升脂肪，這些脂肪足以讓“地球競賽”號航行15公里。由于種種局限，段時間內(nèi)生物質(zhì)能再船舶動力系統(tǒng)上的應(yīng)用潛力不是很高，至少在大型船舶上難以得到應(yīng)用。應(yīng)用面前，最成功的生物燃料船，為2008年6月27日完成環(huán)球134.核能核能作為一種新型能源,特別是一種動力能源,其優(yōu)越性相當明顯它具有體積小，能量巨大、運輸與儲存較方便，安全性高、較低的污染性、強大的放射性和殺傷性、技術(shù)和管理要求高等特點。用核反應(yīng)堆中核裂變所釋放出的熱能進行發(fā)電的方式。它與火力發(fā)電極其相似，能源轉(zhuǎn)換過程過程：

核能→水和水蒸氣的內(nèi)能→發(fā)電機轉(zhuǎn)子的機械能→電能。核動力反應(yīng)堆可以用來發(fā)電、供熱和推動船艦。在作為船舶動力源方面,核動力裝置首先是被應(yīng)用于潛艇和航空母艦等軍用艦艇,而后建造核動力艦艇的一些國家也將船用核動力堆用于推動民用水面船舶,如核動力客船、散貨船和破冰船等。4.核能核能作為一種新型能源,特別是一種動力能源,其優(yōu)越14應(yīng)用前景縱觀世界船舶發(fā)展歷史，發(fā)展民用核動力船舶,已經(jīng)有若干國家在此方面邁出了第一步。比如美國的核動力船“薩娃娜號”于1962年建成。與德國礦石運輸船“奧托漢號”于1968年月12月建成。還有俄羅斯共建成了9艘核動力破冰船,目前正在服役的有8艘,計劃建造的破冰船有2艘。而其缺點也是明顯的，由于開發(fā)利用以及后期維護，使用中需要嚴格防止核燃料的泄露和集中處理，具有很大的事故隱患。因此，這一技術(shù)只是在大型的企業(yè)和國防軍隊中得以以用，而民用的大范圍推廣還需要科技的進一步發(fā)展來確保以上問題得以解決。有些后果我們難以承擔(dān)，因此在確保安全之前不能在民用領(lǐng)域推廣。應(yīng)用前景縱觀世界船舶發(fā)展歷史，發(fā)展民用核動力船舶,已經(jīng)有若155.LNGLNG（LiquefiedNaturalGas），即液化天然氣的英文縮寫。天然氣是在氣田中自然開采出來的可燃氣體，主要成分由甲烷組成。LNG是通過在常壓下氣態(tài)的天然氣冷卻至-162℃，使之凝結(jié)成液體。天然氣液化后可以大大節(jié)約儲運空間，而且具有熱值大、性能高等特點。液化天然氣用于車/船的主要優(yōu)勢在于：1.儲能密度大，是CNG（壓縮天然氣）的3倍。2.氣瓶占用空間小，也更輕，匹配設(shè)計更方便。3.存儲壓力低、液態(tài)形式，更安全，充加速度快。4.甲烷含量高，更純凈，低碳排放更好、無碳煙和SOx排放。5.有利于發(fā)動機可靠性，熱值和辛烷值高，燃燒柔和，噪聲和振動小6.低溫特性，發(fā)動機充氣效率高，冷能可在冷藏車或船舶上利用。7.液態(tài)儲運，無需專用管道，中短期投資成本低、管理和維護簡單。8.加氣站投入少，投資成本較CNG低，能耗和噪音也較CNG低，運行費用較CNG低約50%；為未來液氫燃料應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。5.LNGLNG（LiquefiedNaturalGas16應(yīng)用現(xiàn)狀與前景我國已建成和正在建設(shè)的天然氣液化工廠有40余座，液化能力約500萬t/年（70億m3/年）。進口LNG（液化天然氣）方面，國內(nèi)中石油、中石化、中海油等石油公司已與國外簽訂了長期的天然氣進口協(xié)議，在建和擬建的進口LNG接收站有大鵬、莆田、洋山港、上海五號溝、珠海、揭陽、深圳、寧波、江蘇如東、曹妃甸、大連、青島等12個，其中已投產(chǎn)的大鵬、莆田和上海LNG進口接收站總規(guī)模超過900萬t/年，全部投產(chǎn)后的接收規(guī)模將達到5,000萬t/年（約700億m3/年）。2009年我國LNG的年消費量為700萬~800萬t，“十二五”期間我國天然氣消費比重將由4%提高的8%，如果LNG同比增加，則到2015年我國LNG消耗量有望達到2,000萬t。目前，國內(nèi)外已逐步重視LNG做為船用燃料的發(fā)展。法國船級社認為：“天然氣動力推進系統(tǒng)將成為今后綠色航運的主要貢獻因素之一”。挪威船級社也公開表示：“全球航運界到2030年有潛力實現(xiàn)減排30%，這其中最有效的措施就是使用LNG作為燃料”。中國處于工業(yè)化發(fā)展階段，能源結(jié)構(gòu)以煤為主，控制溫室氣體排放任務(wù)艱巨。天然氣是一種潔凈能源。天然氣燃燒后產(chǎn)生的溫室氣體只有煤炭的1/2，石油的2/3，對環(huán)境造成的污染遠遠小于石油和煤炭。因此加快發(fā)展和合理利用天然氣，可有效改善大氣環(huán)境，促進減排目標的實現(xiàn)。全球氣候變化將會提高天然氣的需求，給天然氣及LNG行業(yè)的發(fā)展帶來了機遇。LNG是清潔能源，符合國際和我國節(jié)能環(huán)保、低碳經(jīng)濟的發(fā)展方向，未來其使用量將不斷加大，行業(yè)的發(fā)展前景看好。應(yīng)用現(xiàn)狀與前景我國已建成和正在建設(shè)的天然氣液化工廠有40余座17三.結(jié)語對于新能源船的設(shè)計生產(chǎn)來說，從船舶設(shè)計階段,就要充分考慮新能源的利用。有利于船舶新能源的充分利用;有利于降低船舶的制造或改裝成本,同時提高船舶的可靠性。并且單一的新能源具有一定的局限性，可以考慮各種新能源的混合利用。從實際出發(fā)，可以綜合考慮傳統(tǒng)能源和新能源在船舶上的綜合利用，提高船舶動力來源的多樣性。從亙古到今天，人類探索的步伐就不曾停止，在人們?nèi)找嬷匾暤搅诵履茉吹目稍偕院铜h(huán)保性之后，對它的大力開發(fā)就不曾間斷過。并且也有了非常引人矚目的成果和成就。在無數(shù)前輩用自己的信念和汗水鋪就的康莊大道上，我們勢將不斷前行，為人類的生活和子孫的棲息創(chuàng)造一個更加美好的未來。在不久的將來，我相信，更環(huán)保，更安全的新能源動力船舶將會更好的造福于我們的生活，并且會為我們的生活提供更好的服務(wù)。三.結(jié)語對于新能源船的設(shè)計生產(chǎn)來說，從船舶設(shè)計階段,就要充18謝謝觀看2015.05.22謝謝觀看2015.05.2219船舶新能源動力系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其發(fā)展前景彭美康能動ZY1301船舶新能源動力系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其發(fā)展前景彭美康能動ZY13020一推廣新能源動力系統(tǒng)的意義目錄二新能源動力系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢三結(jié)語一推廣新能源動力系統(tǒng)的意義目錄二新能源動力系統(tǒng)的現(xiàn)狀21一.推廣新能源動力系統(tǒng)的意義由船舶主機（柴油機、蒸汽輪機、燃氣輪機等）、傳動系統(tǒng)（軸系、齒輪箱、聯(lián)軸節(jié)、離合器等）和推進器（螺旋槳、全向推進器、側(cè)向推進器等）組成的船舶動力系統(tǒng)，是船舶上最主要和最重要的設(shè)備。目前，世界上各類船舶的動力系統(tǒng)主要有以下四種推進方式：①蒸汽輪機推進系統(tǒng)—取代往復(fù)式蒸汽機，又被柴油機所取代，目前主要在LNG（液化天然氣

）船和核動力軍船上應(yīng)用，蒸汽輪機的技術(shù)發(fā)展趨勢是：不斷增強可靠性、機動性，提高操縱性，簡化設(shè)備。②柴油機推進系統(tǒng)—全面取代往復(fù)式蒸汽機和蒸汽輪機，成為最主要的船舶動力，目前在各型船舶上應(yīng)用，作為柴油機推進系統(tǒng)的主要設(shè)備。③燃氣輪機推進系統(tǒng)—上世紀50

年代開始在商船上作為主機，但從未得到大規(guī)模應(yīng)用，目前主要在軍船上使用，作為燃氣輪機推進系統(tǒng)的主要設(shè)備。④電力推進系統(tǒng)—上世紀90年代開始在船舶領(lǐng)域應(yīng)用，目前除在軍船上應(yīng)用外，還在小型商船上應(yīng)用，目前采用電力推進的船舶比例還較小。一.推廣新能源動力系統(tǒng)的意義由船舶主機（柴油機、蒸汽輪機、燃22傳統(tǒng)船舶動力系統(tǒng)的缺陷目前，在船舶動力裝置中，95%是柴油動力裝置。而船舶柴油機的主要缺陷有以下幾個方面。（1）使用不可再生能源。動力來源為不可再生的化石能源。據(jù)科學(xué)家的預(yù)測，目前地球上的石油只能夠人們再使用60年。也就是說，60年后地球上的化石能源就會枯竭。因此，我們必須使用別的能源，最好是可再生能源。（2）大氣污染。雖然現(xiàn)在的科技發(fā)展使柴油發(fā)動機的污染氣體排放一步一步得到控制，但考慮到超大型船舶每次航行都會消耗數(shù)以千噸的化石燃料，還有歷史留存下來的老舊式柴油機，這些都將會排放出大量的污染氣體，將對大氣造成嚴重的污染。這與綠色環(huán)保的時代主題無疑是相違背的。（3）嚴重的噪音問題。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在船舶中，由柴油機發(fā)出的噪音可達120分貝。這是一個非?？膳碌臄?shù)字，長期處于這樣的環(huán)境中，工作人員的聽力將受到極大的損傷。這個問題在一下小型船舶上尤其凸顯。因此，有必要解決這一問題。而傳統(tǒng)的柴油機由于其自身的結(jié)構(gòu)和工作原理的影響，其噪音問題很難解決。從而只能在新能源動力系統(tǒng)上尋求突破。傳統(tǒng)船舶動力系統(tǒng)的缺陷目前，在船舶動力裝置中，95%是柴油動23推廣新能源動力系統(tǒng)，用可持續(xù)的能源為其供能，同時進一步降低其有害氣體的排放以及解決其噪音問題，這不僅將給船舶上的輪機人員提供良好的工作環(huán)境，同時降低污染氣體的排放也是對國家的可持續(xù)發(fā)展路線相契合。因此，開發(fā)船舶新能源動力系統(tǒng)有著重要的發(fā)展意義。意義推廣新能源動力系統(tǒng)，用可持續(xù)的能源為其供能，同時進一步降低其24二.新能源動力系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢新能源，就是各種形式都是直接或者間接地來自于太陽或地球內(nèi)部深處所產(chǎn)生的熱能。相對于傳統(tǒng)能源，新能源具有污染少、儲量大的特點，對于解決當今世界嚴重的環(huán)境污染問題和資源枯竭問題具有重要意義。而船舶所消耗的燃油占燃油消耗的百分百正逐年上升，導(dǎo)致燃油占船舶運輸成本越來越大的情況下，如何進一步做好船舶的節(jié)能工作，從而有效降低運輸成本已迫在眉睫。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步,以風(fēng)能、太陽能、核能、生物質(zhì)能和潮汐能等為典型代表的新能源在節(jié)能減排方面所具有的獨特優(yōu)勢和所能產(chǎn)生的效益已經(jīng)越來越顯著,其在船舶交通運輸行業(yè)的應(yīng)用和推廣已呈潮涌之勢。分類1.風(fēng)能2.太陽能3.生物質(zhì)能4.核能5.LNG6.燃料電池二.新能源動力系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢新能源，就是各種形式都是25風(fēng)能源于地球表面大量空氣流動所產(chǎn)生的動能,是一種無污染且無限可再生資源。人類對風(fēng)能的利用歷史可以追述到公元前,隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷進步,工業(yè)社會對于風(fēng)能的利用有著豐富的經(jīng)驗,配套產(chǎn)業(yè)和基礎(chǔ)設(shè)施也較為成熟。古代的人們已經(jīng)學(xué)會利用風(fēng)力進行灌溉以及轉(zhuǎn)換成力進行做功，例如風(fēng)力磨機。而現(xiàn)在一般是利用風(fēng)力進行電力的轉(zhuǎn)換，再對船舶進行供能。整個過程中不會產(chǎn)生污染氣體，因此屬于清潔型能源。1.風(fēng)能風(fēng)能源于地球表面大量空氣流動所產(chǎn)生的動能,是一種無污染且無26風(fēng)能的缺陷1.間歇性：許多地區(qū)的風(fēng)力有間歇性，更糟糕的情況是如臺灣等地在電力需求較高的夏季及白日、是風(fēng)力較少的時間。必須等待壓縮空氣等儲能技術(shù)發(fā)展。2.噪音大：進行風(fēng)力發(fā)電時，風(fēng)力發(fā)電機會發(fā)出龐大的噪音，如果附近有居民將會對人們的生活造成極大的干擾。因此風(fēng)車都是建造在空曠的地方。在生態(tài)上的問題是可能干擾鳥類，如美國堪薩斯州的松雞在風(fēng)車出現(xiàn)之后已漸漸消失。目前的解決方案是離岸發(fā)電，離岸發(fā)電價格較高但效率也高。3.受地形影響：風(fēng)力的采集需要空曠的地區(qū)，這樣才能對風(fēng)力進行收集。如果建造的地區(qū)地形不佳，那么風(fēng)力不足的情況下設(shè)備對電力的收集將會極低，這既是對設(shè)備的空置，也造成了極大地浪費。4.干擾雷達信號：風(fēng)車在進行發(fā)電的過程由于電磁效應(yīng)會產(chǎn)生拉連續(xù)的電磁波，而嚴重的是，一般軍事或者其他用于信息偵探的雷達也建造在空曠的地區(qū)。如果兩者距離比較近的話，風(fēng)車產(chǎn)生的電磁波將對雷達進行嚴重的干擾。而這一問題至今未能有效解決。風(fēng)能的缺陷1.間歇性：許多地區(qū)的風(fēng)力有間歇性，更糟糕的情況是27風(fēng)能利用主要以風(fēng)能作動力(風(fēng)帆助航)和風(fēng)力發(fā)電兩種形式為主,在船舶上的應(yīng)用形式偏重于作為航行的主動力或輔助動力,只在少數(shù)船舶上應(yīng)用風(fēng)力發(fā)電技術(shù)。其實早在20世紀80、90年代,日本在風(fēng)帆助航的研究和利用方面有了新的突破。1980年日本建造了第一艘裝有普通翼帆的新愛德丸油輪,新愛德丸號裝有兩個高12.15m、寬8m的風(fēng)帆。之后又建造了扇蓉丸、日產(chǎn)丸等機動風(fēng)帆貨船,1984年又設(shè)計和建造了2600t的臼杵先鋒丸和另一艘31000t的現(xiàn)代風(fēng)帆助航遠洋貨輪。而在2007年12月15日全球第一艘用風(fēng)箏拉動的貨輪白鯨天帆號由德國漢堡市起航。發(fā)展前景：目前船舶由發(fā)動機供給動力，且有完備的電力系統(tǒng)。因此風(fēng)力在船舶上的應(yīng)用空間實際上不是很大。因此偏重于做風(fēng)帆的輔助動力，或者小型的發(fā)電裝置。但由于其綠色環(huán)保的特點，我們應(yīng)該進一步開發(fā)出新型的發(fā)電系統(tǒng)，從而讓風(fēng)力在船舶上得到更進一步的應(yīng)用。風(fēng)帆助行船舶風(fēng)力發(fā)電風(fēng)能利用主要以風(fēng)能作動力(風(fēng)帆助航)和風(fēng)力發(fā)電兩種形式282.太陽能太陽能的利用主要有兩個方面的技術(shù)：光熱技術(shù)和光伏技術(shù)。1.光熱技術(shù)是利用太陽光的熱輻射,其應(yīng)用最為成功的領(lǐng)域是太陽能熱水器。該項技術(shù)的進一步延伸是太陽能熱發(fā)電,即利用集熱器把太陽輻射熱能集中起來給水加熱產(chǎn)生蒸汽,再通過汽輪機、發(fā)電機來發(fā)電?？紤]到船舶運行過程中對于熱水的需求量不高,進行熱電轉(zhuǎn)換在有限的船舶空間內(nèi)難以實施,故而光熱利用的可行性不是很高。但是應(yīng)用光熱技術(shù)代替常用的蒸汽盤管和電加熱盤管對船舶所使用的重油進行預(yù)加熱,是一個值得關(guān)注的方向。2.光伏技術(shù)是對太陽光中的短波輻射能照射于硅質(zhì)半導(dǎo)體上所產(chǎn)生的電能進行調(diào)制后加以利用,亦稱為光生伏打效應(yīng)。隨著太陽能光伏技術(shù)的不斷深入發(fā)展,其效率、可靠性和穩(wěn)定性均有了很大的提升,因而從最初的單純技術(shù)研究逐漸轉(zhuǎn)向?qū)嶋H應(yīng)用領(lǐng)域。太陽能光伏發(fā)電應(yīng)用于船舶是目前綠色船舶發(fā)展的一個重要方向。2.太陽能太陽能的利用主要有兩個方面的技術(shù)：光熱技術(shù)和光伏技29從最開始1997年,瑞士在日內(nèi)瓦湖上從洛桑到圣敘爾皮斯區(qū)投入使用了兩艘太陽能驅(qū)動客運船可有效承載60名乘客。到2010年2月25日,世界最大的全太陽能動力船“星球太陽”號,在德國基爾下水。太陽能在船舶上的運用已經(jīng)日臻完善?！靶乔蛱枴碧柺且凰依锰柲茏鳛閯恿︱?qū)動的雙體船，是在德國北部城市基爾的一處造船廠里建造的，前后共歷時13個月，總耗資近1000萬歐元。這艘船長31米，寬15米，重60噸。整個船艙可容納50多人。2010年9月27日，陽光明媚，萬里無云。太陽能動力船MSTuranor(星球太陽號)帶著只依賴太陽能為動力的環(huán)球航行的夢想從摩納哥起航，現(xiàn)在它已載著榮耀回到了當初起始的地方。在這漫長的旅程中經(jīng)過了大西洋，巴拿馬運河，太平洋，印度洋，蘇伊士運河和地中海。為了汲取盡可能多的太陽能，航行過程中盡量向赤道靠近。成為第一艘僅以太陽能為動力環(huán)游世界的船。從最開始1997年,瑞士在日內(nèi)瓦湖上從洛桑到圣敘爾皮斯區(qū)投入303.生物質(zhì)能生物質(zhì)能的利用主要有直接燃燒、熱化學(xué)轉(zhuǎn)換和生物化學(xué)轉(zhuǎn)換等3種途徑。其分為生物燃料、生物柴油、生物質(zhì)油三種。生物燃料是指利用大自然的動、植物資源而得到的高效、污染少的能源,其典型代表就是生物柴油和生物質(zhì)油。生物柴油是以動、植物油脂及餐飲廢棄油脂為原料制成的液體燃料,是優(yōu)質(zhì)的石化柴油代用品。生物質(zhì)油是指生物質(zhì)通過熱解技術(shù)裂解而得到的液化產(chǎn)物。但是船舶屬于一個相對獨立且空間區(qū)域較為有限的結(jié)構(gòu)體。機艙內(nèi)電、氣、熱設(shè)備和系統(tǒng)高度集成,考慮在船舶內(nèi)附加安裝生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換裝置有著不可避免的局限性,故而可行性不高。就船舶現(xiàn)有設(shè)備條件出發(fā),直接或間接使用由生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換而成的替代燃料(例如生物柴油等)是主要的應(yīng)用模式。劣勢優(yōu)勢1.來源廣，大自然的動植物都可成為能源的來源。2.能換轉(zhuǎn)換高效，污染少1.船舶機艙想多獨立，從而空間有限，因此再安裝一個生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換裝置具有不可避免的局限性。2.原料來源不穩(wěn)定。由于自然界中動植物遺體數(shù)量不可確定，而船舶對能源的需求是巨大的。3.對技術(shù)要求較高，設(shè)備昂貴。3.生物質(zhì)能生物質(zhì)能的利用主要有直接燃燒、熱化學(xué)轉(zhuǎn)換和生物化31應(yīng)用面前，最成功的生物燃料船，為2008年6月27日完成環(huán)球航程,使用生物質(zhì)能的新西蘭地球競賽號高速環(huán)保機動船?！暗厍蚋傎悺碧栍?007年4月27日從西班牙薩貢托市起航，開始環(huán)球航海旅行。環(huán)球航行中里程已達4200英里。除了使用綠色燃料外，“地球競賽”號也具有其它生態(tài)友好型特征，例如無毒油漆?！暗厍蚋傎悺碧柺窃趭W克蘭歷時14個月建造完成的，建造成本大約為350萬美元。為了籌集資金，貝休恩不惜賣掉自己的房子和財產(chǎn)。為了提高人們對此次“綠色”環(huán)球之行的關(guān)注程度，這位老兄和另外兩名志愿者上演了驚人的一幕——進行吸脂手術(shù)。手術(shù)共“沒收”了他們的10升脂肪，這些脂肪足以讓“地球競賽”號航行15公里。由于種種局限，段時間內(nèi)生物質(zhì)能再船舶動力系統(tǒng)上的應(yīng)用潛力不是很高，至少在大型船舶上難以得到應(yīng)用。應(yīng)用面前，最成功的生物燃料船，為2008年6月27日完成環(huán)球324.核能核能作為一種新型能源,特別是一種動力能源,其優(yōu)越性相當明顯它具有體積小，能量巨大、運輸與儲存較方便，安全性高、較低的污染性、強大的放射性和殺傷性、技術(shù)和管理要求高等特點。用核反應(yīng)堆中核裂變所釋放出的熱能進行發(fā)電的方式。它與火力發(fā)電極其相似，能源轉(zhuǎn)換過程過程：

核能→水和水蒸氣的內(nèi)能→發(fā)電機轉(zhuǎn)子的機械能→電能。核動力反應(yīng)堆可以用來發(fā)電、供熱和推動船艦。在作為船舶動力源方面,核動力裝置首先是被應(yīng)用于潛艇和航空母艦等軍用艦艇,而后建造核動力艦艇的一些國家也將船用核動力堆用于推動民用水面船舶,如核動力客船、散貨船和破冰船等。4.核能核能作為一種新型能源,特別是一種動力能源,其優(yōu)越33應(yīng)用前景縱觀世界船舶發(fā)展歷史，發(fā)展民用核動力船舶,已經(jīng)有若干國家在此方面邁出了第一步。比如美國的核動力船“薩娃娜號”于1962年建成。與德國礦石運輸船“奧托漢號”于1968年月12月建成。還有俄羅斯共建成了9艘核動力破冰船,目前正在服役的有8艘,計劃建造的破冰船有2艘。而其缺點也是明顯的，由于開發(fā)利用以及后期維護，使用中需要嚴格防止核燃料的泄露和集中處理，具有很大的事故隱患。因此，這一技術(shù)只是在大型的企業(yè)和國防軍隊中得以以用，而民用的大范圍推廣還需要科技的進一步發(fā)展來確保以上問題得以解決。有些后果我們難以承擔(dān)，因此在確保安全之前不能在民用領(lǐng)域推廣。應(yīng)用前景縱觀世界船舶發(fā)展歷史，發(fā)展民用核動力船舶,已經(jīng)有若345.LNGLNG（LiquefiedNaturalGas），即液化天然氣的英文縮寫。天然氣是在氣田中自然開采出來的可燃氣體，主要成分由甲烷組成。LNG是通過在常壓下氣態(tài)的天然氣冷卻至-162℃，使之凝結(jié)成液體。天然氣液化后可以大大節(jié)約儲運空間，而且具有熱值大、性能高等特點。液化天然氣用于車/船的主要優(yōu)勢在于：1.儲能密度大，是CNG（壓縮天然氣）的3倍。2.氣瓶占用空間小，也更輕，匹配設(shè)計更方便。3.存儲壓