9月22日，上海市船舶與海洋工程學會第五屆青年科技論壇在上海科學會堂舉行。本屆論壇以“綠色發(fā)展趨勢下的海事新技術研究與應用”為主題，來自船海領域的研究設計院所、高校、造船企業(yè)、配套企業(yè)及工程施工單位的近百名青年科技工作者參會，就船舶與海工高端裝備研發(fā)與制造的“綠色和數(shù)字化”轉(zhuǎn)型升級分享各自的研究與實踐成果。

中國船舶及海洋工程設計研究院工程師汪穎異發(fā)表了題為《低碳／零碳場景下海洋裝備體系發(fā)展研究》的演講。目前低碳燃料的制備路線尚不清晰，而根據(jù)供給端的能力預測，她所在團隊認為，2030年～2040年全球遠洋航線的低碳燃料船舶占比可能只有11%，低于不少業(yè)內(nèi)機構偏于樂觀的預期。低碳燃料動力裝備的成熟度、低碳燃料大規(guī)模穩(wěn)定低價供應這兩個因素將直接制約低碳燃料船舶的發(fā)展，基礎設施、創(chuàng)新船型將影響低碳船舶的發(fā)展。汪穎異著重介紹了氫燃料、氨燃料船舶的發(fā)展方向，二者作為航運燃料，如果要實現(xiàn)遠距離航行，在加注設施不完善的條件下，需要較大的燃料儲罐，如布置在甲板以下，可能會以損失貨艙為代價；氨燃料罐屬于壓力容器，且氨有毒，在應用時需要特別注意動力系統(tǒng)和液貨圍護系統(tǒng)的安全性。低碳燃料動力船的發(fā)展可能與液化天然氣（LNG）動力船類似，發(fā)展較為緩慢，航行區(qū)域以排放控制區(qū)和加注基礎設施較為完善的區(qū)域為主。

招商局郵輪研究院（上海）有限公司高級工程師蔣永旭發(fā)表了題為《雙碳背景下新型能源在船舶行業(yè)的應用及展望》的演講。“在尚未確定未來的替代燃料路徑前，我不認為應該將LNG稱為‘過渡方案’。” 蔣永旭表示，目前LNG燃料船舶占據(jù)手持訂單的半壁江山，并囊括集裝箱船、散貨船、客滾船、郵輪、渡船等多種船型，雖然其是化石能源，且價格受國際形勢影響而飆升，但他依舊比較看好LNG動力船的未來前景。國內(nèi)外企業(yè)在替代能源的船型開發(fā)上各有斬獲，他特別提到了中國船舶集團有限公司旗下江南造船（集團）有限責任公司研發(fā)的液化石油氣（LPG）雙燃料動力超大型氣體船（VLGC）的前瞻性與技術優(yōu)勢；“甲醇燃料是最可行的替代燃料。”蔣永旭介紹，馬士基航運公司對此高度重視，未來隨著甲醇產(chǎn)業(yè)鏈布局趨于完整，甲醇的成本優(yōu)勢將進一步凸顯，甲醇燃料的船型將獲得更多船東的青睞。“航運業(yè)脫碳轉(zhuǎn)型的本質(zhì)是科學技術的進步。我們也需要綠色金融以及更健全的監(jiān)管政策，鼓勵初始投資，建立一個碳稅框架來彌合化石燃料和零碳燃料之間的價差。”他補充道。

上海瀧洋船舶科技有限公司高級工程師付杰發(fā)表了題為《綠色船舶新規(guī)范背景下電力推進系統(tǒng)發(fā)展分析》的演講。付杰表示，我國幾大內(nèi)河流域綠色船舶相關產(chǎn)業(yè)的需求量巨大，給船舶行業(yè)施展的空間和發(fā)展?jié)摿σ埠艽螅�而且隨著國家相關法律法規(guī)的逐步完善，綠色船舶勢必將迎來一次發(fā)展高潮。他表示，根據(jù)電力推進系統(tǒng)發(fā)展趨勢，業(yè)內(nèi)應跟進完善消防滅火系統(tǒng)設備配套、機槳能一體化、岸電設施配套。付杰強調(diào)，鋰電池作為電動船舶的動力源之一，存在一定的火災風險，根據(jù)中國海事局 《內(nèi)河船舶法定檢驗技術規(guī)則（2019）》相關規(guī)定：蓄電池艙內(nèi)應配置固定式七氟丙烷滅火系統(tǒng)進行保護，同時還應至少配備4具手提式七氟丙烷滅火器。目前市面上可以提供帶船級社證書的固定式七氟丙烷滅火系統(tǒng)，卻很難找到帶船級社證書的手提式七氧丙烷滅火器。“這需要配套廠商持續(xù)關注跟進，促進行業(yè)規(guī)范化發(fā)展。”

上海海事大學教授張寶吉發(fā)表了題為《基于水動力學理論的綠色節(jié)能船型設計方法》的演講。張寶吉介紹，其研究成果可為綠色船型設計和節(jié)能減排提供有效借鑒。為了獲得低阻、高效的節(jié)能船型，其團隊以勢流理論和粘流理論為基礎，建立船型優(yōu)化數(shù)學模型，分別以總阻力最小、波浪增阻最小、興波阻力最小和船舶能效設計指數(shù)（EEDI）最小為目標函數(shù)，以型值非負和確保必要的排水體積為約束條件，采用非線性規(guī)劃算法和遺傳算法對Wigley船型、S60船型、DTMB5411船型和KCS船型的艏部進行了優(yōu)化設計，獲得的最優(yōu)船型總阻力最小、波浪增阻最小，在最佳縱傾下航行時，興波阻力最小，耗能和排放也是最小的。

上海交通大學副教授黃文燾發(fā)表了題為《無人船綜合電力系統(tǒng)數(shù)字孿生結構》的演講。隨著信息化技術和船舶行業(yè)的不斷發(fā)展，船舶自動化程度不斷提高，基于信息的無人駕駛技術為無人船 (USV)的實現(xiàn)提供了技術支持。船舶綜合電力系統(tǒng)（IPS）則將發(fā)電、推進和船舶服務分配整合到一個集成系統(tǒng)中，能夠有效提高船舶的承載能力、任務性能和可操作性，是USV主要采用的船舶運行方式。黃文燾介紹了IPS數(shù)字孿生系統(tǒng)架構設計，講解了數(shù)字孿生體與物理實體間的映射關系、數(shù)字孿生體的數(shù)據(jù)流要求，介紹了數(shù)字孿生體的船舶運行輔助方案。他表示，USV本身是一個跨學科、軟硬件結合的系統(tǒng)工程，但該技術難度很大，無論是建立數(shù)字孿生模型、完成建模與實際1:1的映射關系，還是實現(xiàn)船隊數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇罅髁亢蛯崟r性，都需要多行業(yè)、多專業(yè)的通力合作與研發(fā)。他表示，無人船數(shù)字孿生是一個強大的技術，也應尊重技術發(fā)展規(guī)律，腳踏實地、理性看待。

江南造船（集團）有限責任公司工程師阮洪浩發(fā)表了題為《船舶總段智能對接系統(tǒng)》的演講�？偠螌�接是船舶建造的關鍵環(huán)節(jié)，直接影響建造的質(zhì)量和效率。近年來，江南造船與國內(nèi)院校合作，開展船舶總段智能對接技術研發(fā)，重點圍繞大群組自主定位運轉(zhuǎn)技術、大空間在線測量技術、智能找準調(diào)姿技術、總段對接系統(tǒng)集成控制及評估技術、總段對接集成應用等研究工作，研發(fā)了船舶總段智能對接系統(tǒng)，實現(xiàn)了船舶總段高效、高質(zhì)量對接。阮洪浩介紹，傳統(tǒng)的對接過程通常需要4～8小時，使用智能對接系統(tǒng)后整個對接時間可控制在1小時以內(nèi)，且完成聯(lián)運、對準、解算、驅(qū)動等幾個動作僅需要3～6分鐘。同時，該工程大幅提升了對接質(zhì)量，可降低對接應力、提高對接精度，其系統(tǒng)調(diào)姿能力在1毫米（mm）以內(nèi)，在線測量系統(tǒng)精度在0.3mm以內(nèi)。全面升級的對接能力給船廠帶來了顯著的效益提升，以船塢周期30天的散貨船為例，每艘船能減少3天的對接時間，那么一年可減少36天，單個船塢每年可多造一艘船。

滬東中華造船（集團）有限公司高級工程師段斌發(fā)表了題為《液氫運輸船的關鍵技術初探》的演講。氫能是中國能源結構由傳統(tǒng)化石能源為主轉(zhuǎn)向以可再生能源為主的多元格局的關鍵媒介。根據(jù)麥肯錫公司的預測，2035年全球氫能需求將達到1.77億噸，2050年達到5.36億噸/年；中國氫能聯(lián)盟的預計顯示，到2030年，中國氫氣需求量將達到3700萬噸，到2050年氫能將在中國終端能源體系中占比至少達到10%，氫氣需求量超過6000萬噸�；�于液氫自身特性，段斌認為，液氫運輸船相比LNG船設計難度更大，針對關鍵技術和設計難點他的建議如下：由于液氫密度小，液氫運輸船的重心高，雙體船設計是一種綜合提高船體穩(wěn)性、推進能效和安全可靠性的技術研究方向；氫燃料電池是液氫運輸船的首選動力系統(tǒng)，船上需要配備燃料電池管理和監(jiān)測系統(tǒng)來在線監(jiān)控氫泄露情況，評估燃料電池的老化和衰減程度；由于液氫儲存溫度低，建議圍護系統(tǒng)采用真空多層絕熱系統(tǒng)，并在真空層或者罐體外層敷設絕熱材料作為應急絕熱措施，使得即使在真空層破壞的情況下也能夠在一定時間內(nèi)穩(wěn)定液貨艙壓力。

上海船舶研究設計院高級工程師黎峰發(fā)表了題為《隨邊扭曲舵的性能研究及應用》的演講。隨邊扭曲舵是一種兼顧船舶操縱性和快速性的較新型折中舵型。其一定程度上保留了魚尾舵的高升力特性（增大速度環(huán)量），阻力相對于傳統(tǒng)魚尾舵顯著降低，推進效率相對于傳統(tǒng)魚尾舵得到改善。近年來，隨邊扭曲舵在中小型散貨船、液貨船、集裝箱船上已有一些應用，但公開發(fā)表的關于隨邊扭曲舵的研究尚不多見。黎峰介紹，其項目團隊應用計算流體力學方法對典型的隨邊扭曲舵方案進行了水動力性能研究，還基于實船項目，通過模型快速性實驗和實船操縱性試驗分析隨邊扭曲舵對船舶快速性和操縱性的影響。結果顯示，隨邊扭曲舵的升力性能顯著優(yōu)于常規(guī)NACA翼型舵，有利于提升船舶的應舵性和回轉(zhuǎn)性；隨邊扭曲舵的阻力較常規(guī)NACA翼型舵有較明顯的增加；對于具體船型，應用舵球等組合舵優(yōu)化設計措施，可有效消除隨邊扭曲舵的不利影響，實現(xiàn)船舶快速性和操縱性的綜合平衡。

意大利船級社（RINA）亞洲卓越中心新燃料技術專家魏昭發(fā)表了題為《船舶替代燃料技術展望》的演講。魏昭介紹了RINA在LNG燃料、甲醇燃料、氨燃料等減排燃料的國際合作項目，特別是RINA參與的、由歐盟投資的氨燃料船舶研發(fā)項目“ENGIMMONIA”，按計劃，待氨燃料發(fā)動機技術在近年成熟登船后，“ENGIMMONIA”項目計劃將發(fā)動機安裝到油船、貨運船和渡船上，助推氨燃料船舶的推廣應用。為了解決氫燃料密度低、難儲存的技術特點，魏昭還介紹了目前由多家國內(nèi)外龍頭設計、建造和配套廠商參與的新項目，通過在船上制氫的方式，解決儲氫瓶頸，運用碳捕捉技術進一步降低船舶的碳排放。

“青年科技論壇”是上海市船舶與海洋工程學會近年來打造的綜合性、前瞻性的船海工業(yè)青年科技人才學術交流平臺。按照上海市科協(xié)的部署，2022年第五屆青年科技論壇由上海市船舶與海洋工程學會學工委青年創(chuàng)新促進工作委員會策劃與籌辦，為加速實現(xiàn)“造船強國、海洋強國”的戰(zhàn)略目標貢獻船海青年應有的力量。

來源：《中國船舶報》 記者：李儼兒   攝影：趙仲弈