基于绿色船舶制造技术浅谈其发展现状与趋势

韩雪明

（嘉善锦盛船舶修造有限公司， 浙江 嘉兴 314100）

0 引言

船舶制造业对人类的发展进程发挥着积极的促进作用，但同时也给环境带来了破坏。随着社会科技水平不断提升，人们越来越注重环保意识，因此在船舶行业中融入节能减排思想成为必然发展趋势。在制造业领域中，船只生产污染问题最为突出，且其耗费的能量较大，如果将节约减排思维理念融合到船只制造业生产当中，不仅能减少船只制造业生产经济运行成本费用，还能减少能源消耗。由于绿色造船技术的应用对于环境保护有着非常重要的意义，因此，世界各国都开始积极地研究绿色船舶制造技术。但海运事业面临着船舶技术革新，在这个新时代背景下，同样会变得日益迫切，人们对于生态环境的关注度日益增加，而作为一种先进的科学技术，绿色船舶制造技术正是符合这一要求的新型技术。伴随全球气候变暖态势的加强以及人们环保意识的提升，我国对于环保管理工作越发注重，将“低碳”概念引入到船舶工业之中，能为造船行业带来全新的机遇。在新时期下，一些相关的工作人员应该加强对绿色船舶制造技术进行进一步研究，使得船舶在制造和设计过程中逐渐得到完善，让更多绿色技术在船舶制造业中得到应用，推进绿色船舶制造。

1 绿色船舶制造的含义

1.1 绿色船舶制造的界定

所谓绿色船舶建造主要指对船进行工程设计，建造及后期经营与使用全过程中，借助现代化科学技术，以把经济效益、产品设计性能和需求得以提升为前提，实现资源和能源双节约，最大限度地减少船只生产给环境造成的负面影响[1]。从造船方面来看，绿色制造为绿色造船提供了基础力量，对于整个船舶业而言，具有决定性的作用与促进作用。船舶绿色制造并不只是仅仅需要在船上进行绿色设计，更需要于船舶建造全过程中，尽量把对环境的影响降到最低，各种有害物质和废弃物排放量降到最低，并且同时又要能够最大限度地提高资源的利用率，继而达到全船制造环境效益[2-3]。由此可见，绿色船舶的概念十分广泛，涵盖了船舶工业发展过程之中所涉及到的所有相关内容，包括船体结构以及配套设施等。

1.2 绿色船舶制造的内涵

2 绿色船舶制造技术的发展现状及工艺现状

2.1 绿色船舶制造技术的发展现状

为更好地应对越来越苛刻的环保要求，以及迎接未来船舶市场对船舶的要求，全球主要的船舶研究机构，先进的造船企业和有关机构正在加强研究与开发，不断引进符合绿色船舶发展需要的新技术、新的船型和新的动力等。尤其是近年来出现了一系列全新的环保型船种——“零污染船舶”，其发展对于世界的海运贸易以及全球造船工业发展而言，无疑将带来重大和深刻的影响。目前，从绿色船舶的开发方向来说，由最基本的先进节能船型向低污染方向发展，并研制出了环境温度较高的材料和轻质材料等，全方位打造未来的新型绿色船舶。这些创新成果也为船舶工业发展注入了强劲活力。船舶历来被视为最洁净的运输方式之一，但是IMO 有一批研究报道资料表明，2007年，船舶行业二氧化碳排放量为10.46 亿t，它在世界排放总量中约占3.3%，到2020 年估计将进一步增长[4-5]。在此背景下，航运界呼吁减少温室气体排放量的呼声越来越高。国际油轮独立船东协会也发表了类似的研究成果，报告还指出由于船舶数量不断增多，导致船舶废气排放量急剧上升，从而使全球气候变暖加剧[6]。而这种状况对于正在崛起的造船大国——我国而言，冲击与影响会很多，作为全球最大的造船国和消费国之一，我国船舶工业已经面临着严峻的挑战，特别是在低碳经济背景下，更是面临前所未有的机遇与挑战。为此，必须加快推进船舶制造业向低碳经济转型。具体而言，船舶企业要加快发展的步伐，多措并举，从船舶设计阶段，直至船舶建造、营运的整个过程，一直渗透着绿色思想，通过新技术的应用，发展新的绿色船型，提高今后船舶市场竞争力的砝码。

2.2 绿色船舶制造技术的工艺分析

2.2.1 精度造船技术

在当前绿色船舶制造工艺下，精度造船技术的应用能够在更大程度上实现节能与环保。精度造船技术是一种新的船舶设计理念，通过对船体结构以及相关零部件进行优化处理，能够有效提升船舶整体质量水平。精度造船技术能够让船体建造参数变得更规范，采用先进技术与工艺，对船体各构件实施精度制造，减少返工及后期修正，在某种程度上，能够减少制作船体材料的浪费，从而达到用绿色环保的方式开发船舶制作业的目的。

2.2.2 绿色焊接技术

船舶制作中起着至关重要作用的就是焊接，焊接技术直接影响船舶质量。在船舶建造时采用绿色焊接技术能够有效降低对环境造成的污染，同时还能节约大量能源，提高企业的经济效益。将绿色焊接科技应用到绿色船舶生产科技当中，能够在很大程度上解决舰船制造商所面临的各种问题。因此，在船舶工业发展中要重视对绿色生态造船科学技术的研究，并积极采用先进的焊接技术来促进绿色造船产业的进一步发展。所谓绿色生态焊接技术，就是采用绿色环保的焊接方法来对绿色船舶进行焊接生产，从而使绿色船舶领域更节能、更环保。通过采用绿色焊接设备，能够有效地降低焊接成本，同时还能使生产效率得到显著提升。高效的绿色焊接技术采用熔化极气体保护焊，能够有效降低焊接时烟尘排放量，使技术人员更容易掌握，焊接效率高。

2.2.2.1 节能型逆变焊机

采用逆变焊接设备能够达到节能和节约原材料的目的，目前已经引起了广大船厂的注意。我国也是如此，目前国内已有相当数量的焊接企业使用或正在研究开发新型的弧焊电源，以提高经济效益和社会效益。我国从七十年代开始引进国外先进技术，并对其进行消化吸收和创新研究，使逆变焊机的产量有了很大提高。据统计，2000 年我国逆变焊机占本年度弧焊机产量的8.4%。因此，大力推广使用逆变焊机，是提高我国造船焊接技术水平的重要途径之一。

2.2.2.2 搅拌摩擦焊

搅拌摩擦焊属于固相焊缝，可用来进行各种金属板材的全熔深焊。这种方法拥有机械设备简单、成本小、制造有效率高并且操作安全等优点。既可焊缝铝合金和其他低熔点金属材料，也可焊厚度小于25 mm钢材。摩擦焊不飞溅，不产生烟雾，不要求加焊丝及防护气体，没有气孔、裂缝和其他焊缝缺点，成形后焊缝强度较高，变形较小，是一种性能优越的新型、环保型焊缝工艺方法。从实际情况来看，目前我国船舶制造业对该项技术的应用相对来说较为广泛。

堂妹坐在沙发上，看见我只是略带笑容，我将红包递给她，单在心中矛盾，做不出任何礼仪动作，她连忙用手推开：“我怎么敢收你的礼物呢？姐姐！”我突然愣在那里，于是和她一起坐着品尝鱼肉。她也说不出什么话，不住地打量我。按照家族制度，我向她敬了杯酒，觉得很不自在。她点了点头，脸上现出平和的表情，动着嘴唇，向大人们汇报工作情况。她对我父亲的态度很殷勤，对我也很恭敬地说道：“请吃。”我小心翼翼地吃着菜肴，原本一直彼此冷淡的心在这一刻终于可以验证了，我和堂妹之间确实筑起了一堵厚厚的墙。

2.2.3 干式加工

加工时不用任何冷却液，因此干式加工技术正日益受到人们的重视并迅速发展。干式生产的流程简洁，这种实用新型加工技术在降低成本的同时还避免了由于冷却液所引起的一系列麻烦，比如母水的回收和排放。国内外对这项生产技术目前还没有很深入地广泛推广应用。目前在国外已经应用干式生产技术的有美国、日本、意大利等国家，实际应用的技术有干切削、干研磨、干镗削等，并做出了一定成果。但是需要注意的是，该项技术的应用成本相对较高，在选择使用时，需要进行综合考量。

2.2.4 工艺模拟技术

工艺模拟技术多应用于水火弯板这样的热加工工艺中。由于受材料性质、设备条件及试验成本等因素影响，目前在实际生产中应用还不广泛。以往一般都要进行多次试验，以对加工工件实行初步的控制，确保加工质量。随着计算机科学的发展，在电子计算机上创建仿真模式能够大大节约时间与成本。运用工艺模拟高新技术，对其实行数值模拟，将物理模拟技术与专家控制系统结合，设定了最优化的技术参数，优化了工艺技术方案，对过程中可能会发生的问题做出预测，并采取措施加以预防，从而对被加工工件质量进行有效的控制与保证。

3 绿色船舶制造技术的发展趋势

3.1 增加节能减排技术应用

随着各界人士对绿色、节能、环保等问题的重视程度逐步提高，船舶制造业必须更注重绿色船舶制造技术的开发。船舶制造业属于高消耗产业，其生产效率直接影响着我国经济的可持续发展速度和质量，因此，必须要对船舶制造技术进行改革创新，从而达到促进绿色造船事业不断向前发展的目的。开发绿色船舶制造技术，需增加节能减排技术应用，例如，船舶制造中更多地采用新型绿色环保材料等，尽量减少含有害物质物料的用量，达到从根本上减少环境污染的目的。还必须进一步提高船舶制造业废弃物再利用率，尽量减少废弃物生成，从根本上达到环保的目的，这些均为绿色船舶制造技术的开发提供了必要条件。除此之外，这些技术的应用能够有效降低船舶制造的生产成本，并且起到保护环境的重要作用，促进经济和生态环境协调发展。

3.2 通信信息技术的持续发展

航海行驶对于通讯要求是十分严格和严苛的，尽管航海时能够实现可靠的收发资料，但是这种通讯费用却异常高昂，使得航海成本大幅上升。为了解决这一问题，人们发明了各种新的通信方法，其中一种就是使用对讲机通讯，这种技术能够很好地实现与外界的沟通。随着科技水平的进步与人们生活质量的提高，通讯系统也越来越先进，但是仍然有许多问题没有解决好。这就要求相关工作人员要不断地去研究、去开发、去更新，使通信信息技术得到不断完善和提高，促进船舶技术的全面发展，并推动我国水运事业的稳定进步。

3.3 采用风险评估技术

风险评估技术已经普遍应用于人类的生产和生活，在化工技术及海洋工程领域中具有重要地位。然而在船舶设计过程中，风险评估技术仍未得到人们的重视与应用。船舶是一个复杂、庞大、动态的大型系统，其制造工艺十分复杂，涉及到众多学科领域，因此，必须要对整个造船工程进行全面而科学的风险管理。有必要合理应用风险评估技术，最大限度地降低造船业的安全风险。目前，国内对绿色造船、节能减排方面研究较多，而关于如何利用风险评估技术来降低船舶设计制造成本以及减少资源浪费的研究则很少。如今，世界各国的人们都在重视环保，绿色产业将取代传统的高污染、高耗能产业，中国造船业发展还需借助现代科技，融入绿色产业链，不断地将绿色船舶产业进行建立健全。目前我国的绿色造船还存在很多问题，例如绿色船舶设计与建造过程中的风险分析不够全面，这也是影响绿色造船水平提高的重要原因之一。而如此创新的绿色船舶产业，风险评估的技术必须是理性的，就要求专业人员不断地探索，不断地研究风险评估技术，保证绿色船舶行业又好又快地进步。

4 结语

伴随绿色浪潮持续领跑，绿色制造概念逐渐得到各个制造行业的认可和运用。绿色制造是以环境可持续发展为基础，以减少污染，节约资源为手段，使产品或服务达到环保标准的过程和方式。总的来看，绿色制造并不仅仅是指单一的制作模式，更重要的是一种观念和想法，对于企业来说，就是通过管理的完善，减少材料，能源等耗损，提高资源利用率，从而增加企业经济效益。对于造船厂来说，在进行船体建造时采用绿色造船方法可以达到节约原材料，减少能源消耗以及保护环境目的。因此，进行绿色造船需要船厂的工程技术人员具备“绿色”意识，必须按照绿色制造技术要求进行设计。