海运,作为最经济、高效的运输方式,在全球贸易中占有至关重要的地位,占货运总量的80%以上。然而,同时也带来了重大的环境和社会经济挑战,贡献了约2.89%的全球温室气体(GHG)排放量。商船活动带来的另一个紧迫问题是产生的水下辐射噪声(简称URN,下同)持续增加,对海洋生物产生不利影响。对包括鱼类、无脊椎动物和海洋哺乳动物等海洋生物带来有害影响,水下噪音增加会导致海洋生态和种群变化。

鉴于URN污染的跨洲、跨洋、跨界等性质,及其延伸到国家管辖范围之外的特点,有效开展国际、区域和国家合作进行协调控制至关重要。为解决这一问题,2014年国际海事组织(IMO)发布关于减少商船URN指南,强调航线优化和运营方式调整以及船舶设计、维护等优化在解决URN方面的潜力。最近刚修订后的指南肯定了海洋水下辐射噪声与能效控制之间的相互关联性,强调了减少商船URN与解决零排放、生物污染和船舶安全等问题之间的重要性。

研究表明,船舶能效战略与URN之间关联性有相应数据支撑。具体包括,船速每降低20%,定距螺旋桨船舶的URN能显著降低6dB。采用风力辅助推进系统有可能将URN降低高达10dB,而空气润滑系统可以实现更大的降低,URN降低超过10dB。为符合IMO修订的温室气体战略目标,船舶实施能效措施的趋势越大,实施适当的能效措施不仅可以降低单船平均URN水平,同时也能减少环境噪音。考虑到2050年航运业32%减排目标,仅通过降速20%就可以实现全球URN平均减少6dB,并可通过采用其他节能措施进一步减少。

通过收集的不同区域的水下环境噪声变化,可对海运贸易增长预期进行预测,对环境噪声趋势进行评估。这对减少商船URN释放目标评估的可行性研究很有价值。此外,相关案例表明,同时提高能源效率和降低商船的URN可以实现良好的协同效应。各种能效措施和优化工具的使用不仅可以提高能效,减少温室气体(GHG)排放,还可以起到抑制URN的效果。其中,空气润滑系统代表了一种创新方法,通过产生微小气泡来减少船体摩擦阻力。重要的是,小气泡润滑法不仅能提高5-15%的能源效率,而且,通过产生的气泡垫能显着减少噪声从船舶传播到海洋环境,从而受到业界青睐。

研究表明,全球海运贸易量年增长率约3.3%,如不采取任何措施,2050年水下辐射噪音水平将平均增加2.6分贝。持续采取有效的温室气体减排措施将对全球URN水平降低产生实质性影响,实现每十年URN减少3分贝的目标完全可以达成。因此,采用能效措施对GHG减排贡献达32%,可以有效抵消海运贸易量增长的影响,并降低环境噪音水平。同时,许多国际组织、国家制定了自己的方法用来解决海洋水下辐射噪声管理问题。