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摘要为协助航运企业应对低迷的航运市场和日益严峻的海洋环境问题,介绍最低耗油率航速和最低燃油费用航速,以马士基和中远为例,分析超低速航行的意义:保护环境,节能减排,缓解运力过剩,节省运营成本。
关键词低速航行;运力过剩;节能减排
0引言
在2009年12月2日举行的航运与金融专题论坛上,中远控股有限公司董事长魏家福表示,中远及其他航运企业应该主动节能减排,具体措施主要为降低船舶航速、开发新能源船舶。在谈到降低船舶航速时,魏家福指出,专家实验证明,目前的船舶航速完全可以降低20%,这样不仅可以节省燃油消耗,减少碳排放量,而且可以减少运力,调节市场运价,使现有停航船舶投入运营,避免利润损失。但是,船舶航速是把双刃剑,过快或过慢都会造成利润损失,如果不加以分析就盲目进行减速,恐怕会事与愿违,达不到利润最大化、排放最小化的目标。
1超低速航行
1.1最低耗油率航速
主机在推进特性下工作时,其耗油率 随功率变化而变化;在船舶稳定航行时,主机功率与转速的3次方成正比,船速与转速成正比。
ge=G/Pe
式中:ge为动力装置燃油消耗量,kg/kWh;G为动力装置燃油消耗量,kg/h;Pe为主机有效功率,kW。
如图1所示, 当主机功率在标准功率的近85%时,耗油率最低,而此时所对应的航速称为最低耗油率航速。
图1耗油率随主机功率变化的特性曲线
显然,柴油机在最低耗油率水平运行时经济性最好,所以最低耗油率航速即经济航速。若柴油机在航行时经常处于较高负荷工作状态,应尽量使用最低耗油率航速。
1.2最低燃油费用航速
船舶每航行动力装置消耗的燃料称为每海里航程燃油消耗量。
式中:gm为燃油消耗量,kg/n mile;G为动力装置燃油消耗量,kg/h;Vs为船速,kn。
gm随航速变化的曲线如图2所示。
图2gm和ge随航速变化曲线
gm最小时所对应的航速称为最低燃油费用航速,在一定的航程内其燃油费用最少。进一步分析,当船舶负荷一定时,主机的有效功率Pe与船速Vs的3次方成正比,设常数A,得
Pe=A
变换公式得
gm====Age
由上式可知,每海里燃油消耗量与航速的平方成正比,在低速航行时虽然ge会增大,但船速Vs降低,从而使gm降低。船舶保持gm最小时的航速为耗油量最小航速,在不受货期约束时,以耗油量最小航速航行可以降低货运成本。但应注意,这里的耗油量最小航速并非最大盈利航速,欲获得船舶的最大盈利航速还需考虑船舶折旧费、客货周转量、运输成本及利润等因素。不同的航区和不同的船型有相应的最大盈利航速,需要经过调研统计加以分析才能确定。根据以上对主机功率、主机燃油消耗与航速关系变化的分析,我们可以得出:适当降低航速,能使相同装载量的船舶主机功率大幅度降低,达到节油减排的目的,从而降低燃油费用,控制航运企业成本支出,减少环境污染。
2超低速航行的意义
2.1保护海洋环境以及节能减排
相对其他领域,航运业对海洋环境的影响更为直接。从短期看,金融危机导致航运业滑坡,许多船公司采取停船封航或超低速航行措施,减少了船舶对海洋的污染,船舶压载水、生活污水、生活垃圾、温室气体、污油水以及有毒有害物质等的排放都减少了。从中长期看,影响可能是“负面”的。宏观经济形势不好,船公司在经营状态不佳、利润水平不高的情况下,面对船员工资、船舶安全和海洋环境保护等方面的支出作取舍,海洋环境保护可能最先被舍弃。譬如许多船舶或是造船厂已建设好的海洋环境治理设施,可能会因为降低防污管理费用支出而停止使用。这将引发新一轮的海洋环境危机。
水运与铁路、公路运输相比,本身就具有节能环保的优势,但是,随着全球环境污染问题的日益严峻,为限制和控制船舶向大气排放有害物质,国际海事组织(IMO)于1997年通过《MARPOL 73/78公约》1997年议定书的修正案,该议定书新增附则Ⅵ《防止船舶造成空气污染规则》。一般来说,船舶合理降速能有效减少碳排放量。对柴油机而言,影响排放量的最主要因素包括最高爆发压力、扫气空气温度、排气背压和环境条件(环境温度、湿度和压力)等,但还有其他因素,如燃油的品种、柴油机的燃烧室结构、进气系统、柴油机参数等,因此分析起来较为复杂,通常想采取相应措施降低某种有害气体成分排放的同时,会引起另一有害气体成分排放的增加。例如:采取减少NOX排放的措施常带来碳烟及未燃烃排放的增加,且给燃烧经济性带来不利影响。因此,排放控制需要权衡利弊、综合考虑。
2.2超低速航行实例
(1)马士基一马当先作为超低速航行的先行者,马士基曾于2007年在110艘船舶上试行过超低速航行,结果表明,将发动机负荷降至10%也不会影响航行安全。以超巴拿马型船舶为例,超低速航行相当于每年节约100万美元支出,且每年减少二氧化碳排放量。目前,国际上所有大型集装箱班轮公司都在考虑把降速航行作为解决船队运力过剩和减少运营成本的方法,有些公司已将平均航速由降至,甚至。据德国劳氏船级社预测,左右的航速将成为集装箱船的标准速度,高价运输服务将只用于对运输时间有要求的货物。
(2)中远迎头赶上近日,中远集团表示在亚欧航线上试行的超低速航行效果很好,将在其他航线上推广实行。2009年11月中旬,为降低燃油支出并减少温室气体排放,CKYH(中远、川崎汽船、阳明航运、韩进)联盟成员决定在部分航线上试行船舶减速。中远集团总裁魏家福称之为增进成员之间合作的有效措施,并呼吁更多的船公司采用超低速航行措施,这一举措也得到了德国劳氏船级社执行总裁KLEIN的好评,他说:“中远集团是很好的榜样,展示了航运公司是如何以超低速航行来应对运输需求下降,并减少燃料成本,减少排放及调节集装箱贸易运力过剩的。”
3结束语
当前,全球正处在后金融危机时代,航运市场尚未走出低谷。航运企业只有坚定信心,携手并进,才能共同应对全球金融危机和环境危机的挑战,而超低速航行正是两全其美的有效举措。
(编辑:张婕收稿日期:2009-12-14)
关键词低速航行;运力过剩;节能减排
0引言
在2009年12月2日举行的航运与金融专题论坛上,中远控股有限公司董事长魏家福表示,中远及其他航运企业应该主动节能减排,具体措施主要为降低船舶航速、开发新能源船舶。在谈到降低船舶航速时,魏家福指出,专家实验证明,目前的船舶航速完全可以降低20%,这样不仅可以节省燃油消耗,减少碳排放量,而且可以减少运力,调节市场运价,使现有停航船舶投入运营,避免利润损失。但是,船舶航速是把双刃剑,过快或过慢都会造成利润损失,如果不加以分析就盲目进行减速,恐怕会事与愿违,达不到利润最大化、排放最小化的目标。
1超低速航行
1.1最低耗油率航速
主机在推进特性下工作时,其耗油率 随功率变化而变化;在船舶稳定航行时,主机功率与转速的3次方成正比,船速与转速成正比。
ge=G/Pe
式中:ge为动力装置燃油消耗量,kg/kWh;G为动力装置燃油消耗量,kg/h;Pe为主机有效功率,kW。
如图1所示, 当主机功率在标准功率的近85%时,耗油率最低,而此时所对应的航速称为最低耗油率航速。
图1耗油率随主机功率变化的特性曲线
显然,柴油机在最低耗油率水平运行时经济性最好,所以最低耗油率航速即经济航速。若柴油机在航行时经常处于较高负荷工作状态,应尽量使用最低耗油率航速。
1.2最低燃油费用航速
船舶每航行动力装置消耗的燃料称为每海里航程燃油消耗量。
式中:gm为燃油消耗量,kg/n mile;G为动力装置燃油消耗量,kg/h;Vs为船速,kn。
gm随航速变化的曲线如图2所示。
图2gm和ge随航速变化曲线
gm最小时所对应的航速称为最低燃油费用航速,在一定的航程内其燃油费用最少。进一步分析,当船舶负荷一定时,主机的有效功率Pe与船速Vs的3次方成正比,设常数A,得
Pe=A
变换公式得
gm====Age
由上式可知,每海里燃油消耗量与航速的平方成正比,在低速航行时虽然ge会增大,但船速Vs降低,从而使gm降低。船舶保持gm最小时的航速为耗油量最小航速,在不受货期约束时,以耗油量最小航速航行可以降低货运成本。但应注意,这里的耗油量最小航速并非最大盈利航速,欲获得船舶的最大盈利航速还需考虑船舶折旧费、客货周转量、运输成本及利润等因素。不同的航区和不同的船型有相应的最大盈利航速,需要经过调研统计加以分析才能确定。根据以上对主机功率、主机燃油消耗与航速关系变化的分析,我们可以得出:适当降低航速,能使相同装载量的船舶主机功率大幅度降低,达到节油减排的目的,从而降低燃油费用,控制航运企业成本支出,减少环境污染。
2超低速航行的意义
2.1保护海洋环境以及节能减排
相对其他领域,航运业对海洋环境的影响更为直接。从短期看,金融危机导致航运业滑坡,许多船公司采取停船封航或超低速航行措施,减少了船舶对海洋的污染,船舶压载水、生活污水、生活垃圾、温室气体、污油水以及有毒有害物质等的排放都减少了。从中长期看,影响可能是“负面”的。宏观经济形势不好,船公司在经营状态不佳、利润水平不高的情况下,面对船员工资、船舶安全和海洋环境保护等方面的支出作取舍,海洋环境保护可能最先被舍弃。譬如许多船舶或是造船厂已建设好的海洋环境治理设施,可能会因为降低防污管理费用支出而停止使用。这将引发新一轮的海洋环境危机。
水运与铁路、公路运输相比,本身就具有节能环保的优势,但是,随着全球环境污染问题的日益严峻,为限制和控制船舶向大气排放有害物质,国际海事组织(IMO)于1997年通过《MARPOL 73/78公约》1997年议定书的修正案,该议定书新增附则Ⅵ《防止船舶造成空气污染规则》。一般来说,船舶合理降速能有效减少碳排放量。对柴油机而言,影响排放量的最主要因素包括最高爆发压力、扫气空气温度、排气背压和环境条件(环境温度、湿度和压力)等,但还有其他因素,如燃油的品种、柴油机的燃烧室结构、进气系统、柴油机参数等,因此分析起来较为复杂,通常想采取相应措施降低某种有害气体成分排放的同时,会引起另一有害气体成分排放的增加。例如:采取减少NOX排放的措施常带来碳烟及未燃烃排放的增加,且给燃烧经济性带来不利影响。因此,排放控制需要权衡利弊、综合考虑。
2.2超低速航行实例
(1)马士基一马当先作为超低速航行的先行者,马士基曾于2007年在110艘船舶上试行过超低速航行,结果表明,将发动机负荷降至10%也不会影响航行安全。以超巴拿马型船舶为例,超低速航行相当于每年节约100万美元支出,且每年减少二氧化碳排放量。目前,国际上所有大型集装箱班轮公司都在考虑把降速航行作为解决船队运力过剩和减少运营成本的方法,有些公司已将平均航速由降至,甚至。据德国劳氏船级社预测,左右的航速将成为集装箱船的标准速度,高价运输服务将只用于对运输时间有要求的货物。
(2)中远迎头赶上近日,中远集团表示在亚欧航线上试行的超低速航行效果很好,将在其他航线上推广实行。2009年11月中旬,为降低燃油支出并减少温室气体排放,CKYH(中远、川崎汽船、阳明航运、韩进)联盟成员决定在部分航线上试行船舶减速。中远集团总裁魏家福称之为增进成员之间合作的有效措施,并呼吁更多的船公司采用超低速航行措施,这一举措也得到了德国劳氏船级社执行总裁KLEIN的好评,他说:“中远集团是很好的榜样,展示了航运公司是如何以超低速航行来应对运输需求下降,并减少燃料成本,减少排放及调节集装箱贸易运力过剩的。”
3结束语
当前,全球正处在后金融危机时代,航运市场尚未走出低谷。航运企业只有坚定信心,携手并进,才能共同应对全球金融危机和环境危机的挑战,而超低速航行正是两全其美的有效举措。
(编辑:张婕收稿日期:2009-12-14)