绿色船舶技术

科技工作者之家 2020-11-17

绿色船舶是指采用相对先进技术(绿色技术)在其生命周期(从设计、制造、营运到报废回收)的整个过程中能经济地满足其预定功能和性能,同时实现提高能源使用效率、减少或消除环境污染,并对操作和使用人员具有良好保护的船舶。显然,绿色造船是一个综合考虑环境影响和资源利用效率的现代造船理念,绿色船舶是“绿色环保、节能减排、安全适居”的新型现代船舶。1

简介绿色船舶是绿色产品的一种,这种环境协调产品(Environmental Conscious Product)是对常规船舶而言的。绿色产品最早出现在20世纪70年代的美国环境法规中,现在关于绿色产品的主要包含内容,人们已经达成了共识,即绿色产品不仅是单纯地减少污染,它还包括节省能源和资源,同时还强调产品整个寿命周期中的安全性、宜人性以及产品自身的经济性。

船舶是一个大系统产品,涉及的内容很多。它不仅寿命周期长,包含绿色材料、绿色设计、绿色制造、安全使用、船舶污染治理、绿色回收等方面的内容,还是一个动态的产品,随时随地与环境发生着关系,所以尽管绿色船舶的概念现在大多是侧重于其生命周期的某一阶段而言,如果就整个生命周期来看,它也应当和绿色产品一样,在整个寿命周期中,是采用先进的技术,经济地完成功能和使用性能上的要求,实现节省资源和能源,减少或消除船舶产品造成的环境污染的产品。2

要素从绿色船舶的定义可以看出,绿色船舶具有三个基本要素,它们分别是船舶产品的环境协调性、技术先进性和经济性。这三个要素互相制约、互相联系,共同形成绿色船舶产品。绿色船舶在强调产品技术和经济性的传统船舶基础上有了新的发展,提出了船舶的环境协调性——即产品在其寿命周期中要有效地节省资源和能源,保护环境和人类的健康。总之,只有在产品寿命周期中将技术先进性、环境协调性以及经济合理性有机地融合为一体,才能获得真正意义上的绿色船舶。

(1)绿色船舶的技术先进性

技术先进性是绿色船舶设计、制造和使用的前提。如果一种船舶连其功能和基本的使用性能都不能可靠地实现,不能满足用户要求,就根本谈不上它的环境协调性和经济性。绿色船舶的技术先进性强调在船舶的整个寿命周期中采用先进的技术,从技术上保证安全、可靠、经济地实现船舶产品的各项功能和性能,保证在船舶的寿命周期中具有良好的环境协调性,保证绿色产品的设计、制造和使用企业具有较大的技术领先性和较强的市场竞争力。

(2)绿色船舶的环境协调性

绿色船舶的环境协调性体现在节省资源、节省能源、保护环境以及保护劳动者四个方面上,但是仅仅在船舶寿命周期某个阶段中具备环境协调性的船舶并不能称为绿色船舶。所以绿色船舶的定义包含的范围很广,在生命周期的各个阶段船舶的绿色性都有其特点,因此我们将根据船型的特征,针对船舶对环境影响显著的生命阶段和主要影响要素来进行分析和论证,否则会因为项目的繁多和数据的纷杂,反而把主要的因素给隐没了。

(3)绿色船舶的经济合理性

从寿命周期的角度来看,船舶的成本应包括企业成本、用户成本和社会成本,即所谓的寿命周期成绿色产品本。一种类型的船舶无论它技术有多先进、环境协调性有多好,若不具备用户可以接受的价格,就不可能走向市场。可见经济性是绿色船舶必不可少的因素之一。2

研究动机绿色船舶的技术先进性、环境协调性和经济合理性都应建立在寿命周期的基础上,仅在某一阶段中体现这三个特性的产品不能称为绿色船舶。绿色船舶的寿命周期可大致分为四个阶段:原材料清洁化制备过程、绿色船舶的绿色设计与制造过程、绿色船舶的清洁化使用过程、绿色船舶的回收处理及再利用过程。因此,在进行绿色船舶设计和评价时应从船舶的整个寿命周期出发考虑问题,最终实现船舶的技术先进性、环境协调性和经济合理性。

从资料分析,对绿色船舶进行研究的动机有下面四种:

①建立船舶产品的参考标准。通过使用基于LCA的绿色度分析方法,同时依据专业人员的判断和获得的数据来获取相关影响因素的筛选步骤,估计该类船舶产品在整个寿命周期中具体阶段可能产生的影响,并制定相应的参考标准。

②识别船舶产品的改善潜力。利用基于LCA的绿色度分析方法,识别船舶产品在技术性、环境协调性以及经济性方面存在的问题,并判别对其进行改善的可能性与潜力。

③用于概念设计时的方案比较。在概念设计时利用基于LCA的绿色度分析方法,对各个备选方案进行评估,实现方案预选。在该阶段可以简化基于LCA的绿色度分析方法,只考虑最关键的功能单元和过程。

④用于详细设计时的方案比较。在详细设计方案比选时,使用基于LCA的绿色度分析方法,应用清单分析中的信息、影响评价中的结果,寻找各详细设计方案的优缺点,并做出综合判断,从中寻求最优方案,并对方案进行改进。2

本词条内容贡献者为:

李航 - 副教授 - 西南大学

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