摘要:通过借助传统风能,旋筒风帆的创新在于增强了船舶主推进力,从而降低燃料消耗、减少船舶污染物排放。经过10多年的船舶使用验证,挪世航力旋筒风帆已累计运行超过385000个小时,减少二氧化碳排放超过27000吨。挪世航力是一家正在改变航运游戏规则的公司,并帮助全球航
本刊记者 赵博
通过借助传统风能,旋筒风帆的创新在于增强了船舶主推进力,从而降低燃料消耗、减少船舶污染物排放。经过10多年的船舶使用验证,挪世航力旋筒风帆已累计运行超过385000个小时,减少二氧化碳排放超过27000吨。挪世航力是一家正在改变航运游戏规则的公司,并帮助全球航运业在节能减排方面发挥关键作用。近日,本刊记者对挪世航力首席执行官Heikki Pöntynen进行了专访,请他分享了对于航运业再扬风帆的独到见解。
问 :请您分享一下挪世航力与哪些著名企业有过合作?
答 :公司成立至今的 12 年时间,已有17艘船舶安装了挪世航力旋筒风帆,我们与包括Maersk Tankers、Oldendorff、Louis Dreyfus Armateurs SAS和SEA-CARGO在内的许多知名企业开展了合作,助力他们巩固了在行业脱碳中的领先地位。
2021年,滚装船“SC CONN-ECTOR”轮加装 2 桅高 35 米、直径5米的旋筒风帆,成为全球第一批安装折叠式旋筒风帆的船舶。同年,新造32.5万载重吨大型散货船“SEA ZHOUSHAN”轮安装 5 桅高24米、直径4米的折叠式旋筒风帆,这是当时采用挪世航力风帆技术的最大型船舶。2023年底,我们完成了船舶风力辅助推进历史上最大一笔交易。空客为租用的Louis Dreyfus Armateurs SAS新造滚装船队配备每艘6桅旋筒风帆,挪世航力为风帆配套独家的智能控制系统,通过调节帆与船舶之间的复杂空气动力相互作用优化效率,并能够提供实时风力测量、自动控制和节能报告。这些运力将助力这批滚装船成为全球首批采用全新挪世航力智能控制系统解决方案的船队。我们还改装了“MV KORYU”轮,这是一艘由必和必拓租赁的多功能运输船,采用折叠式旋筒风帆。
2024年11月,10万载重吨散货船“CHINOOK OLDENDORFF”轮安装了3桅折叠式风帆。由于采纳了可折叠基座设计,在货物装卸过程中,风帆可在甲板上保持放置状态,有效地避免了其对货物装卸产生的影响。未来可有效降低航行过程中船舶污染物排放的“CHINOOK OLDENDORFF”轮,则诠释了大自然馈赠与行业创新力量的完美相融。
问 :旋筒风帆适合安装在哪类船舶上?
答 :我们设计的旋筒风帆可以安装在新造船上,也可通过改装使在役船实现减排增效,它们特别适用于油船、液化天然气(LNG)运输船、散货船、汽车运输船、客滚船、杂货船及邮轮,但集装箱船囿于缺乏安装旋筒风帆所需的甲板空间,并不是风力辅助推进系统的重点市场。不过,旋筒风帆具有当今可用的典型场景,将来挪世航力也会为集装箱船开发合适的基座设计。
问 :贵公司设计的旋筒风帆有哪些尺寸可选?另外,有没有直观的减排详细数据可以提供?
答 :迄今为止,挪世航力已为17艘船提供了30桅旋筒风帆,涉及5种不同型号(18米×4米、24米×4米、28米×4米、30米×5米和 35 米 ×5 米),并帮助这些船舶减少了超过27000吨二氧化碳排放。同时通过减少对主要化石燃料推进动力的需求,这些船舶大幅减少了航运中的温室气体排放。经测量和第三方验证的节油和减排效果通常为5%-25%,在良好风况下的效果甚至更高。随着业界对风力辅助推进技术需求的日益增长,我们将继续成为市场主导者之一。预计到2025年底,还将有近20艘船安装共计40桅由挪世航力设计生产的旋筒风帆。
问 :挪世航力与海事软件和数据服务提供商NAPA之间的合作在哪些方面为客户带来了更好的服务?
答 :NAPA 是我们在航程优化方面的合作伙伴之一,它结合我们的旋筒风帆设计为新造船或改装船提供更加有效的节能解决方案,使船东得以实现最大限度的燃料节省。具体而言,NAPA考虑整个航程中的天气条件及每艘船的设计剖面和操作要求来为船舶确定最佳航行计划。这种合作有助于船东获得更高的气候一致性合规分数,如碳强度指标(CII)评级,以及将从燃料生产到最终使用过程中产生的全部温室气体排放纳入考虑范围的波塞冬原则(Poseidon Principles)——该原则通过增加有关气候相关性指标调整了对金融机构所推出的航运投资组合产品的评估和报告框架。
航运业面临的监管压力越来越大,要实现国际海事组织(IMO)的碳减排目标,并为全球应对气候变化做出贡献,船东和运营商必须采用经过商业验证的气候技术解决方案。航程优化和风力辅助推进技术的结合将产生“1+1>2”的效果。这两套系统将互为补充,为提高船舶性能提供更大潜力,通过利用风力辅助推进和数字优化之间的协同作用,航运业可以在去碳化方面取得重大进展,为其他行业树立向绿色经济转型的标杆。
问 :数字化对选择采用清洁能源技术的船东有多重要?
答 :数据和人工智能是我们技术的核心,挪世航力从每艘配备旋筒风帆的船舶上获得了1000多条相关实时数据流,从研发、销售再到生产和维护,我们在每个阶段都使用这些数据。数字化可确保船东领先于监管要求和市场趋势。这种进步不仅有助于实现航运脱碳目标,也有助于船东从技术创新中受益,并在不断发展的海洋环境中保持竞争优势。总而言之,数字和清洁能源技术的整合对于引领海事可持续发展的未来至关重要。
优化航行数字化是打造更清洁航运的通道。对于数字化,Sentient Control 是一种利用船舶及其气象环境的数字孪生模型,挪世航力智能控制系统(Norsepower Sentient Control™)是一个实时测量、控制和节能报告系统,单独控制每桅旋筒风帆,通过管理帆-船复杂的空气动力学相互作用和船舶流体动力学来优化效率。设计阶段,我们进行了广泛的计算流体动力学(CFD)和风洞试验以优化风帆布置和设计,详细改进我们的产品产生的推力对能效的可观节约。
问 :请介绍一下可实现旋筒风帆有效功率更精确计算的“E-Cal”。
答 :挪世航力推出的计算方法“E-Cal”有助于确保船舶符合最新的IMO法规,降低船厂、航运企业和船东的业务风险。IMO在2021年引入的法规要求风力辅助推进系统的计算性能必须考虑来自船舶本身的空气动力学相互作用。为解决这一问题,挪世航力开发了一种创新算法,将CFD模拟、全尺寸测量结果和半经验/半理论方法结合起来模拟帆/帆相互作用。这种方法无需特别复杂的物理测量,简化了船舶设计能效指数(EEDI)和现有船舶能效指数(EEXI)计算验证过程,将其直接转化为符合欧盟海运燃料条例(FuelEU Maritime)的系数,更快地作出安装旋筒风帆对EEDI影响的初步评估,帮助运营商/船东做出更明智的决策。
问 :与其他风力辅助推进技术相比,旋筒风帆优势在哪里?在目前相对激烈的竞争环境下,投资回报率如何?
答 :旋筒风帆的高升力系数允许具有相同实质性能的更小甲板面积占用,无失速空气动力学特征也是其强大的动力保证,尤其控制对动态条件(风况变化)不敏感。与其他类型的风帆相比,旋筒风帆在极端天气条件下也是安全的,可以随时切断其动力以减轻负荷。从价格方面考虑,硬质翼帆造价高于旋筒风帆。挪世航力旋筒风帆还有一些优势,比如作为第一款商业化的风力辅助推进产品,自2014年成功安装和运行后,我们已经获得70项专利,另外大约有20项正在申请中,并受到很好保护。我们确保了旋筒风帆的耐用性、安全性、易操作性和低维护成本。此外,刚才介绍的挪世航力智能控制系统是产品的重要组成部分,它将安装在旋筒风帆上的数个传感器与高度先进的人工智能算法结合,连接位于船桥的控制面板和旋筒风帆,实现智能控制。该系统可向船东和租船人提供准确、实时的数据,向他们实时展示帆产生的推力。
投资与回报方面,挪世航力通过第三方验证真实的节约结果,节省下的成本通常可以让船东在大约3-5年内获得回报,而随着监管成本的上升,回收期会变得更短。进一步讲,单桅旋筒风帆产生的推进力成本约 4 美分(kW/h),这低于化石燃料成本和一部分电制燃料成本。
问 :旋筒风帆防爆设计有哪些特点?哪些类型船舶需要类似防爆设计?
答 :挪世航力设计的防爆型旋筒风帆已经获得船级社颁发的相关型式认可设计证书(TADC),这是风力辅助推进技术首次获得认可,说明该系统符合在危险环境中使用的严格安全和操作标准,尤其对于运载易燃货物船舶而言。
所有获TADC认证的挪世航力旋筒风帆均符合安装在油船或特定(如装载易爆液体或气体)船舶危险区域所必备的严格安全控制与性能标准。这项认证意味着对有需要安装风帆的造船商可享受到更为简化的审批流程,如直接减少了装配船舶所需的入级审批文件和相关会议耗时。我们全新防爆设计能提供多方位安全守护,覆盖旋筒风帆内所有关键部件(如动力装置和电气柜)。与以往基于组件的系统不同,其创新设计采用的是加压空气系统,能消除易燃气体,确保旋筒风帆内的所有关键部件均符合防爆设计要求。
问 :盐城(大丰)工厂已开工,为什么选择在此建厂?
答 :作为全球领先的造船国,中国市场对挪世航力的发展和未来将取得的成功至关重要。大丰工厂是全球首家专业制造旋筒风帆的工厂,我们做出在大丰开设工厂的战略决策,是因为大丰的位置靠近一个有竞争力的供应商网络,而且从一开始,我们就与当地政府保持着良好的合作关系。另外,江苏还提供通往全球主要航线和船厂的便捷物流通道,优越的地理位置、完善的产业配套和良好的投资环境吸引了挪世航力的目光。在此建立新的工厂不仅能够充分利用当地资源优势,更能进一步拉近与中国客户的距离,更好满足中国乃至亚洲市场对我们产品日益增长的需求。
问 :你对行业推进绿色减排解决方案有何建议?
答 :如果航运业要实现 IMO制定的脱碳目标,须致力于在可持续发展方面取得更大进展,无论是通过为政策制定者提供立法建议,将受专利保护的新技术和方法引入制造流程,还是利用数据分析和先进的人工智能来优化船舶性能。所有前提都应是使船舶受益于更低的污染物排放和燃料节省,同时保护我们宝贵的海洋环境及资源。安全地实现气候目标需要多种形式的跨行业合作,包括集中整合资源、推进技术研发、优化数据分析、制定有效政策,以及提供可持续的航运解决方案。
问 :挪世航力的长期目标及企业愿景是什么?
答 :我们的愿景是到2050年帮助航运企业达到IMO提出的减排目标,而大丰新工厂的建立是实现这一目标的重要一步。风力辅助推进市场正在蓬勃发展中,我们因此正在将中国工厂的产量提高到100台/年。我们希望在中国与更多的合作伙伴拓展合作,如供应商和船厂。合作至关重要,只有通过密切协作、知识交流和共享激励措施,才能实现去碳化。中国船级社(CCS)作为全球领先的船级社之一,我们与其有良好的合作关系,确保入级CCS的船舶的风力辅助推进系统能够顺利装备,达到所有相关方的满意。
来源:中国船检