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时间：2018-12-25

效率新浪潮

海运是较环保的长途货运方式。**较大的这些船舶的推进系统很快将变得更加高效。

丹麦海运公司马士基和韩国造船厂大宇公司正在韩国联合建造**较大的船舶。这些庞然大物般的运载工具长400米、宽59米、高73米。这些如海上巨兽的庞大船体可以容纳一个篮球场加一个橄榄球场再加一个冰上曲棍球场，并且每个球场都能配备数千个观众坐席。每艘船都能运载多达1.8万个标准集装箱——比当前正在服役中的较大集装箱船“Emma Maersk号”的额定载重吨位增加16%。据马士基公司称，一艘这种新建船舶能够运输1.11亿双胶底帆布鞋，足以让所有墨西哥人每人一双。

这艘达到了新的“3E”（经济、能源、环境）等级的船舶不只是在尺寸方面树立了成员，它们也是能效和环境友好性能方面的**。为了实现这一点，工程师特别在推进系统上付出了大量心血。西门子的船舶工程师Kay Tigges表示，“海运船舶的较大一部分成本源自燃油消耗。”譬如，“Emma Maersk号”满载航行一小时消耗约1.4万升重油，并向大气排放**过40吨二氧化碳——比德国一个5人家庭一年排放的二氧化碳还要多。因此，任何一点节省都能很快从船运公司预算和环境两方面取得回报。

因此，3E级船舶将配备更加高效的推进系统。西门子为这种推进系统提供了关键组件。两台总输出功率达8.6万马力的重油引擎将为船上的两只分别直径10米、重70吨的螺旋桨提供动力。这些引擎的运行速度比其他船舶推进系统更慢，冲程更长；换句话说，活塞在汽缸内的运动距离更远。这将燃油消耗量降低了2%到4%。不过，还可以进一步提高引擎效率。Tigges说：“如今，燃烧过程释放的能量有大约一半以废热的形式被浪费。因此，在3E级船舶中，我们安装了一个特殊系统，用于将这些废热转换为电能。我们已经将该系统用在其他船舶中。”

这样一来，引擎产生的滚烫的废气再也不会被直接排放到大气中，而是被用于加热水，产生水蒸气，以推动蒸汽轮机和发电机。因为船上有了这种能量回收发电，所以不必再辅助配备柴油发动机。得益于此，3E级船舶每年较多可发电2.5万度。但是，在远洋船舶上，需要用电的不只是船载电子装置；运输的货物本身也需要用电，因为许多集装箱都必须制冷。

3E级货运船代表着更好的经济效益、更低的能耗和致力于环保的努力。

西门子工程师在两个传动轴上都安装了具备电机功能的发电机。当船舶的用电量低于发电机生产的电量之际，便是这些设备大展拳脚之时。在这些情况下，额外的电量可被用于提升推进力。在理想状况下，可以额外向两个传动轴提供总共高达6,000千瓦的动力，同时保持相同水平的油耗。安装在传动轴上的具备电机功能的发电机也能发电。为了做到这一点，该系统将从电机模式切换至发电机模式，将传动轴在运动过程中产生的动能转换为电能。在集装箱船上，这种情况会有规律地出现。Tigges说：“汽轮发电机不能满足冷藏式集装箱的用电需求，这是常有之事。在气候温暖的地区，冷藏系统用电水平在8000至1.1万千瓦之间。”——这等于两台大型风力发电机的输出功率。Tigges透露，西门子提供的系统将燃油消耗量降低了12%以上，从而减少了温室气体排放量。Tigges表示，“就亚欧航线而言，拜西门子系统所赐，这种**级货船的每集装箱二氧化碳排量将比行业均值低50%。”

会学习的船舶。为了改善马士基公司船队的能源平衡，新船上还会安装一个西门子数字效率管理器。该系统已经在几艘船舶上运行。它可以评价多达1万项功能输出的信息——譬如，评价诸如推进系统的当前燃油消耗和能耗情况等信息。它也收集关于船舶的水平位势、舵位和天气等的数据。必要时，可以逐秒测量这些值。Tigges说：“我们的解决方案是一个开放式系统。就像智能电话一样，众多不同的供应商可以为该平台开发应用，对该系统中的所有数据加以利用。譬如，某个应用程序可以根据船舶数据和天气数据建议较优航线，或者它可以针对当前情形建议较佳水平位势。”

数据也可以通过卫星传送至船运公司，以实现高效的船队计划。Tigges补充道，“配备了数字效率管理器的船舶可以相互学习。此外，船长之间也存在竞争，因为船运公司可以看出哪一位船长的运行方式较经济划算。如果以较优方式利用该系统，还可以将运行成本再降低2%到3%。”

效率提升将为船运公司带来回报，其本身对保护环境也非常重要。譬如，在2011年开展的一项研究中，国际海事组织（IMO）得出的结论是，2007年国际海运排放的二氧化碳总量达8.7亿吨。这个数字**过了德国的年均排放量，占**总排放量的2.7%。因此，尽管就每吨每公里的温室气体排放量而言，海运是较环保的长途货运方式，效率提升依然十分迫切。马士基公司称，采用新的集装箱船来运输货物，每吨货物每公里的二氧化碳排放量仅为3克。相比之下，据马士基公司提供的数据，卡车运输每吨货物每公里排放的二氧化碳为47克，空运的相应排量为560克。

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