船舶制造的绿色制造技术分析

船舶制造的绿色制造技术分析

戴科荣,王勇

江苏省水利机械制造有限公司，江苏 扬州 225003

摘要：在我国制造业迅速发展的背景下，不仅各类生产制造技术不断完善，行业的环保意识也不断增强。根据可持续发展的要求，制造业开始广泛应用绿色制造技术，船舶制造也不例外。在实际制造的过程中，采用绿色制造技术可以有效减少排放、节约能源，既能满足生态环境保护要求，也能降低船舶制造成本，对行业的持续发展有极大的推进作用。本文对船舶制造的绿色制造技术应用价值与现状进行分析，结合实际阐述了船舶制造中采用的关键性绿色制造技术。

关键词：船舶制造；绿色制造；技术

引言

在传统的船舶制造模式下，生态环境会受到极大的影响，粉尘、噪音、费油、弧光等在船舶制造的过程中排入大气，严重污染地球生态环境。我国十分重视船舶污染问题，不仅要求在运行阶段采取有效的污染防控手段，在生产制造环节就要加强绿色制造技术的应用，有效解决焊接污染、舾装污染、涂装污染等问题，确保船舶制造行业的可持续发展。

1 船舶制造的绿色制造技术应用价值与现状

1.1 应用价值

船舶制造会带来多种污染问题，包括焊接污染、舾装污染、涂装污染等等。以焊接污染来说，船舶制造的过程中，通常需要多次焊接，传统的焊接工艺缺少有效地把控措施，造成焊接过程中产生有毒气体、有害粉尘、高频电磁场辐射等有害物质，严重污染周围环境，同时也危害工人身体健康；舾装环节中，会产生废油、废水、噪声等污染，主要危害水环境和大气环境；涂装环节中，由于70%的船舶制造业都没有掌握完善、成熟的涂装技术，所以经常出现操作不当的情况，容易引发粉尘、废气、废水等污染问题，周围生态环境被严重破坏。在这种情况下，需要加强绿色制造技术的应用[1]。所谓绿色制造技术，就是在整个船舶生命周期中，坚持节能环保的生产原则，通过绿色环保的技术手段，尽可能减少船舶制造对周围生态环境产生的影响，大幅降低生产排放，保护生态环境和人员健康，既可以促进水运事业发展，也能满足社会、环境、经济等效益之间的统一要求。船舶产品如果进入报废阶段，与其他产品不同，并不会返厂拆解，所以必须在设计和制造阶段采取绿色、环保的技术手段，既要确保生产制造环节节能减排，也要促进废船回收利用，实现全生命周期的绿色化管理。在实际设计和制造的过程中，应该将完善结构、强化性能作为基础要求，然后采取有效的环保措施、绿色技术，改进传统的设计、制造、运行和拆解环节，尽可能降低排放、减少污染，促进行业可持续发展。

1.2 应用现状

在全球化的背景下，航运在贸易运输中的地位不断提升。统计显示，在全球贸易总量中，航运贸易占据90%。船舶是航运的上游装备，分为军用船舶和民用船舶两大类。民用船舶主要在海洋工程、贸易运输等领域中应用，普遍为运输船。从政策的角度分析，环保新规推动了旧船更新。调查显示，在全球碳排放总量中，航运公司碳排放量占2.5%。在面临生态环境不断恶化的背景下，我国逐渐认识到应用绿色制造技术的重要性，并且根据IMO（国际海组织）提出的航运业碳减排行动计划，提出了船舶制造的新要求，明确了具体的能耗、排放等指标。从目前的情况看，船舶能效指数为主要评价参数，彰显了绿色船舶制造的发展趋势，要求相关企业、厂家充分意识到绿色制造技术的应用意义，并且全面落实改进工作，否则会逐渐被市场淘汰[2]。从目前的情况看，虽然IMO对航运业的环保要求不断提升，各项指标更加明确，市场秩序得到规范，但绿色制造技术手段还需进一步改良和提升，船舶制造的环保程度还可以进一步提升。

2 船舶制造中的关键性绿色制造技术

2.1 节能装置

在船舶制造的过程中，不论是根据我国出台的环保政策与相关法规要求，还是根据节能环保理念要求，都需要在船舶产品中安装节能装置，以此降低能源消耗，使EEDI指数（能耗转换碳排放和有效能量换算为碳排放的比例指数）大幅提升，可以更好地满足节能环保的要求。在船舶制造的过程中，动力系统的设计与制造尤为重要，同时对操作性能也有着十分严格的要求，所以应该从这两方面入手，选择恰当的节能装置，保障设计质量，同时提升节能效果。例如，采用全回转推进装置，这个装置既可以向各个方向传递最大推力，也能提升操控的精密度，在使用中可以减少不必要的能源消耗，充分满足性能要求和节能要求。螺旋桨保持相同的旋转方向，受到应力不会变化，则可以有效延长使用寿命，船舶运行速度也会随之提升，从而减少燃料消耗，达到增效、节能的效果。

2.2 减排技术

从我国目前的发展趋势看，船舶制造业相关法律规范不断完善，从业人员的环保意识也日渐增强，在实际生产制造的过程中，不仅会依规安装节能装置，也会采取有效的减排措施。从初期的改造情况看，虽然行业采取了许多柴油机改造措施，但减排效果并不理想。研究表明，废气再循环系统、选择性催化还原技术、双燃料柴油机都具有较好的减排效果。以废气循环系统来说，就是将废气混合空气，然后输送进柴油机气缸中，在燃烧反应作用下，会降低氮氧化物含量，有效减少污染物的排放。

2.3 轻量设计

船舶产品种类多样、用途广泛，但普遍用于贸易运输，主要为大型散货船，对产品结构有十分严格的要求。传统的船舶制造中，结构重量较大，所以制造成本比较高，会浪费许多材料，也会增加船舶排放。所以，根据节能环保的设计要求，采用轻量化的设计手段，在保障结构强度的同时，采用轻型材料，尽可能降低船舶重量。例如，为强化局部结构强度，可以结合实际运行状态，合理调整纵骨间距和肋距，使布局更加合理，提升结构的承载能力。可以从纵骨疲劳节点的设计入手，提升疲劳强度，延长船舶的使用寿命[3]。在实际生产和制造的过程中，材料的选择尤为重要。既要选择质量轻、强度高的材料，也要保障材料的环保型。传统船舶制造业普遍采用矿棉、玻璃棉等材料，这类材料难以回收，且会污染环境。根据实际设计要求，选择保温、防火、可降解的环保材料，提升船舶结构耐腐蚀能力，同时简化处理工序，满足节能环保、轻量高效的设计要求。

2.4 技术创新

在绿色制造技术应用的过程中，不能局限于单一的技术手段和应用模式，应该结合实际需求不断改进和创新。船舶制造的过程中，钢材为主要生产耗材，消耗量为总耗材量的80%。根据这一特点，可以从节约钢材入手，以此达到节约资源的效果。一方面，要尽可能提升钢材利用效率，严格规范操作环节，杜绝偷工减料等行为。另一方面，可以选择优质的辅助材料，减少钢材使用数量，同时提升船舶性能。此外，可以设计双燃料动力超大型集装箱船，此类船舶可以减少20%的碳排放、85%和99%的氮氧化物和硫排放，有效降低环境污染问题。例如，广船国际建造了4.99万吨甲醇双燃料化学品/成品油船，配备甲醇双燃料系统，采用四种驱动燃料，分别是燃油、燃油水合物、甲醇和甲醇水合物，充分满足IMO的Tier III排放要求。

3 结束语

综上所述，在船舶制造行业发展的过程中，不仅要不断提升船舶质量，还要采取有效的绿色制造技术，减少生产制造中的环境污染问题。具体来说，可以采用节能装置、减排技术、轻量设计三种手段，并且以此为基础不断创新和改进，全面提升节能减排效果，实现行业可持续发展。

参考文献：

[1]沙丙强.绿色船舶设计与制造的应用方法与实践[J].船舶物资与市场,2022,30(12):17-19.

[2]李文瑞.船舶绿色制造技术的运用分析——评《绿色船舶技术》[J].环境工程,2020,38(09):271.

[3]原磊,廖旋.船舶绿色制造技术的运用分析[J].船舶物资与市场,2020(08):15-16.