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2017
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船舶新能源動力系統(tǒng)的現狀及其發(fā)展前景
一．船舶動力系統(tǒng)的種類及其產業(yè)格局
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、聯軸節(jié)、離合器等）和推進器（螺旋槳、全向推進器、側向推進器等）組成的船舶動力系統(tǒng)，是船舶上最主要和最重要的設備。平均來說，其價值約占全船設備總成本的35%，約占總船價的20%。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用，蒸汽輪機的技術發(fā)展趨勢是：不斷增強可靠性、機動性，提高操縱性，簡化設備。②柴油機推進系統(tǒng)—全面取代往復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用，作為柴油機推進系統(tǒng)的主要設備。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)的主要設備。④電力推進系統(tǒng)—上世紀90年代開始在船舶領域應用，目前除在軍船上應用外，還在小型商船上應用，目前采用電力推進的船舶比例還較小。
目前，船舶動力系統(tǒng)的研發(fā)、設計，仍然是歐洲、美國、日本等國家或地區(qū)居領先和壟斷地位，并且，蒸汽輪機及鍋爐、燃氣輪機、電力推進裝置的制造也分別由這些國家的企業(yè)掌控。而占船舶動力系統(tǒng)******比例的柴油機推進系統(tǒng)的制造已基本轉移至韓、日、中三國。
二．推廣應用船舶新能源動力系統(tǒng)的意義
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。據科學家的預測，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，******是可再生能源。（2）大氣污染。雖然現在的科技發(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。據有關數據顯示，在船舶中 ，由柴油機發(fā)出的噪音可達120分貝。這是一個非?？膳碌臄底?，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構和工作原理的影響，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。
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。
三．船舶新能源動力系統(tǒng)的應用現狀及發(fā)展趨勢
所謂新能源，就是各種形式都是直接或者間接地來自于太陽或地球內部深處所產生的熱能。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。隨著科學技術的不斷進步, 以風能、太陽能、核能、生物質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)勢和所能產生的效益已經越來越顯著, 其在船舶交通運輸行業(yè)的應用和推廣已呈潮涌之勢。
1.風能。風能源于地球表面大量空氣流動所產生的動能, 是一種無污染且無限可再生資源。人類對風能的利用歷史可以追述到公元前, 隨著科學技術水平的不斷進步, 工業(yè)社會對于風能的利用有著豐富的經驗, 配套產業(yè)和基礎設施也較為成熟。但是, 風能利用存在著間歇性、噪音大、受地形影響和干擾雷達信號等難以徹底消除的缺點。當前, 風能利用主要以風能作動力( 風帆助航) 和風力發(fā)電兩種形式為主, 在船舶上的應用形式偏重于作為航行的主動力或輔助動力, 只在少數船舶上應用風力發(fā)電技術。
其實早在20世紀80、90年代,日本在風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12.15 m、寬8m的風帆。之后又建造了扇蓉丸、日產丸等機動風帆貨船,1984年又設計和建造了2600t的臼杵先鋒丸和另一艘31000t的現代風帆助航遠洋貨輪。而在2007 年12 月15日全球第一艘用風箏拉動的貨輪白鯨天帆號由德國漢堡市起航。
2.太陽能。太陽能的利用主要有兩個方面的技術, 即光熱技術和光伏技術。光熱技術是利用太陽光的熱輻射, 其應用最為成功的領域是太陽能熱水器。該項技術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
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廠區(qū)占地面積
9.59
萬平方米
建筑面積
6
萬平方米
加工制造車間
4.3
萬平方米
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