航运日益绿色环保的发展趋势影响到所有的船舶设计。基于最近制定的能效设计指数(EEDI),新的设计概念首先必须注重燃油效率,兼顾运载能力和安全性。

    更有效率的新型油轮设计

    德国劳氏(GL)开发了一种原油油轮设计概念,以提升能源效率,降低二氧化碳排放,增加运载能力,并最大限度地减少事故发生时的溢油。该设计概念被称为阿芙拉型油轮优加(BEST-Plus)设计。该设计概念通过优化船体水动力性能,并考虑长期的运费及预期的燃料成本变化,最大程度地提升船舶赢利水平。

    由于其船速和运载能力,该设计能满足未来EEDI的要求。其EEDI值仅为最新发布的该尺度船型基线值的83%。假使EEDI指数今天就强制实施,该设计也能符合其要求。EEDI有望于2015年年初生效。尽管在EEDI生效前签订合同的新造船不必符合其要求,但此后就不得不与EEDI实施之后进入市场的能效更高的船舶进行竞争。

    油轮改进的潜力

    GL专注于这一原油油轮设计概念,因为其具有能效提升的潜力。自实施双层底设计概念以来,油轮设计几乎没有发生演变,出现的变化主要为了改善船厂的生产流程。油轮在整个寿命周期的性能表现几乎未受到关注,尤其是燃油效率。如EEDI所测量的那样,虽然在系统上有一些改进,但油轮的燃油效率在最近二十年几乎没有实质性改善。

    尽管油轮被认为是当前燃油效率最高的船舶之一,但其EEDI值也在2至6克二氧化碳/ (每运输吨*海哩)区间,这意味着油轮在2009年排放了大约1.15亿吨二氧化碳,与2007年相比增加了8%。目前油轮的二氧化碳排放约占国际航运二氧化碳排放量的12%。

    针对这一阿芙拉型油轮设计概念,GL采用了先进的优化方法,将软件工具整合在一起,依照国际船级社协会《共同结构规范》来预测所需的推进功率、稳性、溢油指数、运载能力和船体结构尺寸。优化目标是三种不同吃水时的速度,计算运载量时考虑了原油的装载体积及质量,船体结构重量,以及补给、油舱和压载水舱的布局。

    另外,对相关设计参数进行了系统性组合,生成了大约2500个变量并进行评估。得出的优化船型适于设计吃水条件下15.6节的航速。出于安全原因并旨在减少事故时的溢油,该油轮的双壳宽度最终确定为2.65米。

    为了进一步减少油舱在搁浅时发生泄漏,艏货油舱的内底由2.10米增加到2.75米。为了确保结构连续性,建议采用倾斜内底。

    考虑不同的燃油选择

    阿芙拉型油轮的设计概念还考虑在油轮上使用其它燃料。油轮的甲板区相对较大,这为安装燃气罐和建立配气间提供了足够的空间。该设计概念计算出两个往返航程需用2000立方米液化天然气(LNG)。使用LNG作为船用燃料能减少90%的硫氧化物排放和20%的二氧化碳排放。

    该设计研究是基于GL与雅典国立技术大学(NTUA)的一个项目。在获得船厂和油轮运营商反馈之后,设计工作持续进行并产生了这一优加(BEST-Plus)设计概念。该设计综合了船型水动力优化,以进一步降低燃油消耗和排放。

    BEST-Plus能降低7%的运输成本,9%的溢油指数(事故时原油溢出),在具有可比性的阿芙拉型油轮中的航速最高,因此代表着新一代的阿芙拉型油轮设计。

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