上海船舶工艺研究所 徐学光

提要 大型化使船舶单位运输能力的建造价格和航运的能源消耗显著下降，同时减少了有害生态的物质排放。基于经济和环保的驱动，油船、集装箱船和豪华游船都在向大型化方向发展。全球最大的38万吨级矿砂运输船以低能耗、低污染、低排放的低碳经济与绿色造船理念设计建造，该船型不但降低了单位运力的造价，而且吨海里耗油量和CO2排放量低于同类型船舶；其能效设计指数已小于2，超前两年达到了国际海事组织规定的减排基线要求。

1低碳经济与绿色造船

人类从原始社会走来，经历了农业文明和工业文明，正朝着生态文明方向发展。在原始社会我们祖先以体力狩猎和采摘果实为生。随着铁器替代石制工具，创造了璀璨的农业文明。二百多年前，由于蒸汽机的发明，人类进入了基于煤炭、石油等化石能源和钢铁等矿物资源的工业文明时代。现代化的大规模生产，使劳动生产效率和资本生产率迅速提升。与此同时，大量地消耗了不可再生资源和化石能源，并排放有毒有害物质，导致资源和能源濒临枯竭，环境严重恶化，自然灾害频发，见图1﹝1﹞。

图1 人类文明和造船的阶进

2003年英国能源部发布《我们能源的未来-创建低碳经济报告》。该《报告》称：人类继续以高碳经济的模式发展，那么全球石油将在40年内消耗殆尽，天然气60年耗尽、煤炭100年。为了子孙后代，要提高能源的使用效率，要开发清洁的能源；要使高能耗、高污染、高排放的高碳经济模式转化为低能耗、低污染、低排放的低碳经济模式。

低碳经济旨在节约化石能源，它是为新能源普及提供时间保障。低碳经济是基于碳燃料文明的工业社会，向基于太阳能文明的生态社会过渡的经济运作模式。

2001年笔者在编写《国防科技名词大典》的词条时，称〈舰船绿色制造技术〉为：“力求舰船制造对环境影响最小，对资源利用率最高的生产技术。其目标是使舰船从设计、制造、使用到报废的全寿命期中，废弃物和有害排放物最少，以减少对空气、水和土地的污染，并节省资源，从而提高经济效益和社会效益。绿色制造要求使用绿色材料，使用节约资源和对环境及用户友好的生产设备，限制使用有毒性的有机溶剂为基体的材料和会产生有害排放物的工艺。”﹝2﹞

在工业文明向生态文明过渡中，绿色造船与低碳经济如出一辙，其核心是达到最高的能源效率和企求最低的有害排放，并提高船舶海洋航运的安全。为此，国际海事组织（IMO）研讨并颁布了一系列船舶建造与运营的规则、标准和规范。其中，对新建船舶规定要持续降低“能效设计指数（EEDI）” 的数值，它是以CO2排放量和货运能力的比值来表征船舶的能效。通过对现有同类型船舶的统计分析设立排放基线，在基线的基础上对新造船舶的能效进行控制。EEDI船舶与航速、装载量或总吨位、为达到该航速而需功率等有关。它对船型优化、推进系统优化、配套设备优化，对替代能源、新能源技术的应用，对船舶自重和造船工艺都提出了更高的要求。

2 运输船舶的大型化

十多年前，笔者发表了论文“造船哲理的思索”，认为船舶产品的发展是轨迹是大型化和专用化﹝3﹞，它们的实质就是高效。从历史长河来看，高效的先进模式终将替低效的落后模式，任何地域保护或国家意志都难以维系高效替代低效，优胜劣汰是生存的规律。在今天，高效更切合了绿色造船与低碳经济模式﹝4﹞。

船舶大型化有明显的规模经济效应，意味着单位运力的船舶造价和单位运力的能源消耗，以及CO2等有害气体排放量的显著下降。大量数据测算表明，30万吨级油轮每吨的造价只是5万吨级级油轮的41%。相应30万吨油轮的每吨船的租费，只有5万吨级油轮的35%。可见，大型化提高了船舶运营的经济性。

从绿色环保的视角计算， 7.5万吨级的油轮的EEDI为4.56左右，而30万吨级油轮的EEDI降到2.54左右，可见船舶大型化大大降低了单位运能的CO2排放，符合低碳经济的要求。1993年笔者赴日考察，日本的七大船厂无一例外地在建造超大型油船。

集装箱船的大型化发展尤为明显。1996年，集装箱船从5000标准箱（TEU）发展到7000TEU。2006年发展到9500TEU。2007年是1.3万TEU。当前，船东已签订了1.8万TEU集装箱船的建造合同。

豪华游轮也是越造越大，2008年世界最大的豪华游轮339×38.6m，排水量15.8万吨，15层旅客甲板，可载运4960人；当前，最大的豪华游轮船长361m、宽66m、高72m，排水量22.5万吨，16层旅客甲板，能载运8460人；更大的船长378m ，排水量25万吨的豪华游轮 ，也将诞生。

1972年，韩国建设第一座现代化船坞时，决定船坞的长640m，宽92m，以未来建造百万吨级船舶。至1981年，日本建造了载重量为56万吨，世界最大的巨型原油船（ULCC）；迄今，没有出现更大的船舶。但是，到2009年，韩国再次新建船坞时，仍采用640×92m的尺度。他们仍相信随着科技的进步和港口航道的发展，未来还有可能出现百万吨级的船舶。在建造和航运百万吨级的船舶条件未成熟之前，多国船厂创造了在大坞内串联或并联建造多艘船舶的技术，还创造了湿船坞建造法；取得了在一座坞建造多艘船，比多座船坞各造一艘船更高的生产效率。