江海“绿意”正浓时——中国船级社推动船舶产业绿色发展纪实
好风凭借力,江海绿意浓。12月3日,中国船级社、长江航务管理局与十三省市交通运输主管部门、上海组合港管委会办公室在武汉共同签署《加快长江航运现代化,推进绿色智能新发展合作协议》,共同推动新时代内河航运高质量发展。
近年来,随着国际海事组织(IMO)全球航运温室气体减排战略的持续推进,国际航运业的去碳化面临越来越大的减排压力,全球航运业的“绿色印记”也愈发明显,绿色低碳船舶发展呈现出百花齐放的态势。

作为国际国内造船业和航运业的重要技术支撑机构,中国船级社(简称“CCS”)多年来积极开展船舶绿色生态规范标准体系的研发工作,为绿色船舶的设计、建造和安全营运提供了强有力的技术支持和保障作用。2023年,中国船级社在交通运输部部党组的坚强领导下,全面履行国家赋予的职责使命,助力国内水上绿色低碳发展,服务行业高质量发展成效显著。
建立绿色生态规范技术标准体系
目前航运业面临的最大挑战之一就是安全脱碳。面对中长期的减碳目标,CCS安全可靠的绿色生态规范技术标准体系,具有丰富应用实践经验,可以为航运绿色发展提供安全、经济、可持续的解决方案。

中国船级社审图和建造检验的纯电池动力船“长江三峡1号”。
CCS自2012年推出全球首部《绿色船舶规范》之后,相继发布了《船舶能效设计指数(EEDI)验证指南》《船舶能效管理认证规范》等规范和指南,为我国开发绿色船舶奠定了坚实的基础。之后,CCS又陆续发布了《天然气燃料动力船舶规范》《液化天然气燃料加注船舶规范》《船舶应用甲醇乙醇燃料指南》《船舶应用氨燃料指南》等规范指南,《绿色船舶规范》全面升级为《绿色生态船舶规范》。
CCS积极开展替代燃料和绿色技术在船上的应用研究,建立了绿色生态规范标准体系,先后完成了一系列新能源船舶设计认可、建造和营运检验工作。例如,国内首艘LNG双燃料动力港作拖轮(2013年)、纯LNG动力港作拖轮(2015年)、LNG动力客船(2017年)、全球最大的30000立方LNG运输加注船、氢燃料电池船、全球最大电池容量纯电池动力船(长江三峡1号)、全球最大换电式集装箱船(700TEU级长江干线电动集装箱船)、全球首艘LNG动力“远瑞洋”号超大型原油运输船(VLCC)、16000TEU甲醇动力集装箱船、16000立方甲醇加注船等国内、国际首制/艘、大型的新能源船舶均由CCS检验完成。
CCS始终坚持“绿色交通助力可持续发展”发展理念,采取诸多重大举措持续完善构建绿色生态规范体系。

CCS审图和建造检验的全球首艘LNG双燃料“远瑞洋”。
2021年,CCS举全社之力,组建了由系统内主要从事绿色生态技术研究的专家组成的“绿色生态技术线”。“绿色生态技术线”成立后,主要围绕航运可持续发展、绿色生态技术以及清洁能源水上应用与安全技术等开展工作,相关研究成果将转化或支持规范体系建设。
同时建设“绿色实验室”,将航运“绿色”技术作为科研重点,通过加强“绿色”基础技术研究,形成绿色技术标准与规范指南,推广绿色技术,助力业界“绿色”低碳发展,提升水运安全管理水平。
CCS还先后联合业内高校、科研院所、相关企业共同承担科技部、工信部等船用绿色生态技术相关的国家项目,共同进行技术攻关。与中船集团、中远海运、招商局长航集团等行业重点客户合作,开展航运业低碳发展路径研究、新能源船型研发、替代燃料加注船型研发,相关成果支持CCS绿色生态规范标准体系的建设。
历经十年磨砺,截至2023年11月,CCS先后发布了88本绿色生态相关规范指南,覆盖了船舶新能源/清洁能源应用、能效技术、能效评估、温室气体排放、生态保护以及人员健康等相关方面。重点解决了船舶LNG、甲醇、氢、氨、生物柴油、电池等新能源/清洁能源安全应用技术、风力助航、空气润滑及能效设计指数等能效技术和能效评估。
目前CCS船舶绿色生态规范指南已在行业得到广泛的应用,据不完全统计,绿色生态规范标准体系支持了81项绿色生态相关附加标志供行业选择。船舶绿色生态规范指南已在5595艘入级船舶上得到应用,有力地支持了行业绿色低碳发展需求。
推动新能源综合开发利用
在航运温室气体减排政策要求和能源绿色转型趋势的推动下,业界围绕各种船用绿色能源开展了不同程度的研究和实践。近年来,CCS对LNG、甲醇、生物燃料等低碳能源以及氢、氨、核能等零碳能源的船用适应性及应用前景进行有益的探索实践。
针对船用甲醇燃料技术应用方面,CCS已为包括甲醇燃料动力VLCC、纸浆运输船、散货船、集装箱船、化学品船等在内的多种船型开展了设计认可服务,积累了丰富的经验。

国内首艘入级CCS的氧燃料电池动力示范船“三峡氢舟1”。
截至2023年9月,全球范围内共有200余艘订单船舶应用甲醇燃料。国内方面,已试点建造了4艘不同类型的甲醇燃料动力船,包括干散货船、渔船等。随着国际航运对绿色甲醇的加速应用,CCS正在开展30万吨甲醇燃料动力油轮、24000TEU甲醇燃料集装箱船、8万吨甲醇燃料散货船等船型研发和认可。
7月初,CCS武汉规范研究所为浙江欣海船舶设计研究院股份有限公司颁发了国内首张甲醇燃料加注船原则性认可(AIP)证书。2023年6月,国内首艘内河10000吨甲醇燃料散货船入级CCS,主要用于国能远海集团“一体化”海进江煤炭江船运输业务。该船的建造标志着甲醇燃料的技术在我国内河船舶应用拉开序幕。
目前,CCS已于2022年7月1日正式发布《船舶应用甲醇/乙醇燃料指南》(2022),并已编制完成《船舶甲醇燃料加注作业指南》,2023年10月正式发布;《甲醇燃料加注船舶指南》于2023年10月1日生效,CCS现已基本形成涵盖甲醇全产业链的配套服务能力。

CCS为世界首制江海直达700TEU纯电池动力集装箱船提供技术服务。
氢燃料被业界看作是“零碳”排放的高清洁能源,作为清洁、高效、灵活的二次能源,是实现交通运输、工业和建筑等领域大规模深度脱碳的重要路径。目前,入级CCS共有氢燃料电池船舶3艘,包括2艘试点船舶(大连“蠡湖号”游艇、广东“仙湖1号”)和“三峡氢舟1”。
2023年10月11日上午,氢燃料电池动力示范船“三峡氢舟1”在湖北宜昌三峡游客中心(九码头)完成首航,这标志着氢燃料电池技术在内河船舶应用实现零的突破。
CCS研发的规范指南有力支撑了“三峡氢舟1”等新能源船舶的设计建造。该船采用氢燃料电池和锂电池动力系统,其中氢燃料电池额定输出功率500千瓦,最高航速可达到28公里/小时,续航里程最高可达200公里,具有高环保性、高舒适性和低能耗、低噪音等特点。据测算,相比传统燃油动力船舶,“三峡氢舟1”号预计每年可替代燃油103.16吨,减少二氧化碳排放343.67吨。
氨作为富氢化合物,完全燃烧只产生氮气和水,也是一种“零碳”燃料。2023年2月,CCS携手新加坡新诚航运有限公司(SDTR)和上海船舶研究设计院(SDARI)联合发布了首创型85000DWT氨燃料散货船,项目开发中解决了在氨燃料应用中的多个技术难点,该船型顺利通过AIP认可。
2022年,由中远海运重工牵头,汇集国内一流科研院校、设备制造商、造船厂、CCS等各方伙伴的“氨动力双燃料发动机及供应系统研发和示范应用专项”科研项目进一步为船舶氨燃料应用按下了加速键。该项目是国内第一个氨燃料燃烧、氨柴双燃料发动机、供氨系统、尾气处理以及实船应用示范等综合性技术研究项目,CCS作为参研单位,组建专家团队参与子课题研发和实船建造检验,已完成了全球首个基于实船建造项目氨燃料拖轮设计AIP认可和国内首个船用四冲程发动机氨燃料供应系统AIP认可工作。
2022年10月,“氨动力双燃料发动机及供应系统研发和示范应用专项”科研项目在上海和大连两地,采取线上线下结合方式同步举行了项目首型氨柴双燃料性能试验机点火仪式和氨动力船舶和供氨系统设计AIP发布仪式。此次AIP证书的颁发标志着项目研发工作取得重大阶段性成果,也代表着CCS再次凭借其高质量技术支持和专业服务为绿色航运发展赋能。
记者了解到,CCS正围绕清洁能源新技术应用、安全验证和评估等技术研究,通过虚实融合手段、数字化仿真等新兴数字技术与船舶新能源应用技术的融合,重点开展低碳、零碳燃料发动机仿真技术与储供系统工艺过程仿真、锂离子电池热安全仿真、锂离子电池热失控后释放可燃气体扩散及燃爆仿真、直流配电系统可靠性验证仿真等研究,进一步加快推动绿色船舶发展。
打造新能源与绿色技术水上应用安全实验室
为引领绿色低碳发展新阶段,推动我国生态文明建设迈上新台阶,促进造船业、航运业和海洋工程业高质量发展,为科技强国、交通强国、造船强国等国家战略提供有力的技术保障,CCS于2020年开始建设“新能源与绿色技术水上应用安全实验室”。
三年来,以全球绿色低碳发展为导向,实验室面向新型绿色技术装备在水运行业的应用需求,开拓创新,勇于实践,在试验验证能力和数字化建设方面取得了一系列阶段性成果。
开发“船舶清洁能源综合评估系统”。该系统从技术环保、安全、供应、经济等多个方面梳理评价要素,同时考虑时期、航区和船型等环境条件对于清洁燃料各方面性能的影响,最终实现为不同的场景选择合适的替代燃料方案。目前,该系统已为中国长江航运集团、香港华光海运控股船务公司、希腊TMSDRY公司、山东海运股份有限公司、新加坡EasternPacificShipping公司和韦立国际集团等13个国内外知名航运企业提供服务,为19种船型的替代燃料方案和船型改造方案提供技术支持。

实验室。本图片由中国船级社提供
开展液化天然气(LNG)罐箱多式联运安全技术研究,开发“SMARTLNG罐箱多式联运安全监测系统”(简称“箱联网”)。该系统具有罐箱状态监测、信息分析、风险预警等功能,目前已成功接入老虎燃气有限公司的5台LNG罐箱和中国国际海运集装箱(集团)股份有限公司的50台LNG罐箱的实时运营数据,实现了实时监测预警。
开发“混合动力仿真验证系统”。可对被测系统的数据采集/检测报警一致性、混动模式切换的可靠性、逻辑/优化/故障诊断算法的合理性、安保策略有效性进行验证。
开发“温室气体排放综合服务系统”。在国际温室气体减排趋势和国内“双碳”战略背景下,系统建设切实围绕船公司、政府机构及产业链相关方的实际需求,具备符合国际公约规则排放要求的温室气体排放评估,符合区域碳税温室气体的排放、符合行业评级要求的温室气体排放评估、船用燃料的全生命周期温室气体排放评估,以及低碳/零碳优选船型谱的温室气体排放评估等核心功能。
开发“船舶能效在线智能管理系统”。该系统首次实现了营运船舶能效数据实时采集、传输、船岸一体化、智能分析优化与辅助决策功能。系统已在中远海运散运等公司的150余艘船舶上得到了应用,船型覆盖了集装箱船、散货船、滚装船等多种船型。
实验室联合全球甲醇行业协会、张家港中集圣达因低温装备有限公司,共同开展了甲醇燃料舱室通风与布置仿真及试验研究。通过仿真验证与物理试验相结合的手段,研究不同场景下舱室内的实际通风效果,解决行业在实践应用中对于甲醇燃料舱室需要提供与LNG舱室同样的通风能力的质疑。目前,正在基于该试验结果,修订完善甲醇燃料指南,提出IMO相关提案。
以科技赋能,“新能源与绿色技术水上应用安全实验室”大力发展重点场景及项目研发,提升高效能试验验证能力,积极助力航运业和造船业的绿色发展。
科技创新是高质量发展的核心驱动力。中国船级社将毫不动摇坚持“技术立社”的建设方针,以世界科技前沿发展趋势、国家战略需求为导向,更好统筹当前和长远,聚焦开展原创性引领性科技攻关,加快实现高水平科技自立自强。






