神州又造新装设全世界第三个投入应用,海上特斯拉

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  科技日报官微11月22日文章新能源电动船添重量级新军。近日,世界第一艘千吨级纯电池推动载重船舶在广州整体吊装下水,填补了世界同吨位内河双电驱动散货船的空白。11月12日,该船举行了建成下水仪式,现正进行系统调试,预计下个月开始试航,并计划明年初投入内河煤炭运输。

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  科技日报2月4日讯 新能源电动船添重量级新军。去年11月,世界第一艘千吨级纯电池推动载重船舶在广州整体吊装下水,填补了世界同吨位内河双电驱动散货船的空白。记者近日从广州发展瑞华新能源电动船有限公司获悉,该电动船近日在珠江水道沙角在龙穴水域完成了试航,顺利完成了各项试验,现正进行涂装等收尾工作,预计春节后即可投入内河煤炭运输航线。

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  此艘“中国造”的纯电动货船有何技术创新之处?它的出现是否表明着未来货船的发展形态呢?

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  同时该公司还在做进一步研究试验,开发不同种类的船型和更大吨位的电动船。

以前总有人说,中国缺少创新能力,只知道学习别人,如今伴随着中国整体研发能力的上升,自主创新能力越来越强,许多项目能让人小小的吃惊一回,比如:纯电池推动船舶技术。

填补世界同吨位空白

本世纪以来,中国海军装备发展很快,如今又进入了型号更新的时期,水面舰艇方面已有不小的进展,尤其是055型大驱下水,那么潜艇方面会有什么变化?或说,未来一代潜艇到底长什么样?伴随着,中国整体技术的进步,应给人们以不小的惊喜吧。

  此艘“中国造”的纯电动货船有何技术创新之处?它的出现是否表明着未来货船的发展形态呢?

下水

  这艘由广州发展瑞华新能源电动船有限公司投资研发的世界首艘2000吨级新能源电动船总长70.5米,型宽13.9米,型深4.5米,设计吃水3.4米。

正在建造中的潜艇

  填补世界同吨位空白

2017年2月,中国造船企业开工建造全球第一艘千吨级纯电池推动载重船舶,让西方专家气恼的不是被我们领先了,又造出一款全新装备,而是它的用途:运煤,中国将全球领先技术,应用到一个最普通的用途上。

  该船突破普通运输船舶使用燃油、燃气作为动力的局限,采用高性能锂电池作为全船的动力源。船上安装有重达26吨的超级电容+超大功率的锂电池,整船电池容量约为2400千瓦时,相当于约30-50台电动汽车电池容量。船舶在满载条件下,航速最高可达12.8公里/小时,续航力可达80公里。

关于新潜艇的设计,目前没有什么明确消息,有关095或096型开工的传说不少,却难得证实,但是通过研究各类公开的报道,我们可以发现,新型潜艇可能摆脱完全现有技术的局限,采用许多全新技术,其中在动力方面,可能采用:电磁流体推进,一个与刚刚曝光的国产舰载电磁炮一样让人期待的技术。我们可以称之为电磁推进技术,电磁炮则属于电磁武器技术,虽不同属,却也有相当的联系。

  这艘由广州发展瑞华新能源电动船有限公司投资研发的世界首艘2000吨级新能源电动船总长70.5米,型宽13.9米,型深4.5米,设计吃水3.4米。

2017年11月,该船下水了,由于个头不大,它采用整体吊装的方式下水,由于完工度相当高,已经在试航,2018年初即可交付用户,从而成为全球首个投入应用。

  “本船充电时间仅需2.5小时,完成整船货物装卸时间大约也是2小时左右。当它停靠码头装卸货物时,可同步充电,充电过程不耽误船舶工作。”公司总经理严晓军说,此船在航行全程不消耗燃油,碳、硫等废气污染物及PM2.5颗粒实现零排放,入级中国船级社并满足《内河绿色船舶规范》绿色船舶III最高等级,将来可推广到内河的各种船型上,包括散货船、集装箱船、观光旅游船、客轮、交通轮、渡轮等。

多年以前的一份宣传单

  该船突破普通运输船舶使用燃油、燃气作为动力的局限,采用高性能锂电池作为全船的动力源。船上安装有重达26吨的超级电容+超大功率的锂电池,整船电池容量约为2400千瓦/时,相当于约30—50台电动汽车电池容量。船舶在满载条件下,航速最高可达12.8公里/小时,续航力可达80公里。

这个样子

  据船舶设计方杭州现代设计公司黄佳林董事长介绍,该船拥有“五个第一”:世界上第一艘全部采用锂电池为动力、第一艘采用直翼舵桨为推进系统、第一艘采用新型轻型移动式货舱盖;国内第一艘采用封闭式卸煤输送系统的自卸式运煤船和第一艘具有绿色Ⅲ标志的内河大型运煤船。“内河轻型货舱移动式舱盖和封闭式的卸煤输送系统,分别解决了运煤船运输、卸煤过程中煤粉尘污染环境的问题。”

也许谈及这一技术时,许多会想到国外的进展,尤其是日本,1999年,由日本设计与制造世界上第一条试验船:大和1号进行了试航,却很少人有人知道,中国在1998年11月28日,已经成功试航了,采用电磁推进试验HEMS-1号试航成功,只是它的个头小了一点,排水量约1吨;但是技术水平不低,采用超导螺旋式电磁推进。

  “本船充电时间仅需2.5小时,完成整船货物装卸时间大约也是2小时左右。当它停靠码头装卸货物时,可同步充电,充电过程不耽误船舶工作。”该公司总经理严晓军说。

这艘电动船看起来普通,全长70.5米,型宽
13.9米,型深4.5米,设计吃水3.4米,设计载货量2000吨。却创下多项世界第一。在满载条件下,最高设计航速12.8公里/小时,续航力可达80公里。采用电动方式,没有发电设备,依赖电池供电,整船电池容量相当于30-50台电动汽车电池容量,整船充电只需要2个小时,也就是说在装卸货物时,即可完成充电工作。

  该船建成将填补世界同吨位内河双电驱动散货船的空白,广州发展瑞华新能源电动船有限公司在研发过程中形成了多项电动船专利技术。

HEMS-1号试验船,到今天,正好20年了

  此船在航行全程不消耗燃油,碳、硫等废气污染物及PM2.5颗粒实现零排放,入级中国船级社并达到《内河绿色船舶规范》绿色船舶Ⅲ最高等级标准,将来可推广到内河的各种船型上,包括散货船、集装箱船、观光旅游船、客轮、交通轮、渡轮等。

这时有人马上把它与环保联系到一起,没错的,纯电动推进,航行过程中不消耗任何一种燃料,也不会排放碳、硫等废气污染物,完全及实现零排放;现代海运船舶全部采用燃油为动力,既便将其中的一小部分,改为无污染的电动推进,也将极具价值,故而我们愿意抢先偿试一下,纯电推进。

攻克电池技术难题

如果再查找相关的资料,那么会发现在HEMS-1号试验船之外,似乎存在一个称为剑鱼或者:99工程的计划,实质为超导技术在海军潜艇领域的应用研究,更让人心喜的是,目前全球仅中国在研发电磁推进在潜艇领域的应用。如果能够拥有一种,即高速又低噪声的动力,那么将改变潜艇的战术应用。

  该船建成填补了世界同吨位内河双电驱动散货船的空白,在研发过程中也形成了多项电动船专利技术。

这样下水的

  世界首创背后有艰辛。该船在设计上突破大容量新能源电动船舶设计、岸电接驳及快速充电系统的成套技术难点,其双电管理系统瞬态响应性能优异,能量回收高效,船舶动力强劲。

这张照片公开前,有多少人不相信中国能抢在美国之前那?

  据船舶设计方杭州现代设计公司黄佳林董事长介绍,该船拥有“五个第一”:

这不仅是在民用领域,我们又填补一项空白!军事价值也不小。电动推进的主要优点为低噪音,以前为潜艇注意降噪,如今水面舰艇也开始追求低噪音了。

  “为了这个技术,研发过程团队攻克了很多难关。”严晓军感叹道。他说,以电池为动力的千吨级的纯电动船属于世界首创,尚没有相关的技术管理规范。中国船级社武汉规范研究所一边制订规范报上级部门及时形成标准,一边抓紧电动船的设计图纸,逐个解决技术难题。

一旦这一技术取得突破,那么将让反潜鱼雷追不上。该技术在理论上,拥有极高的速度:150节,目前尚无一款反潜鱼雷敢保证到这一速度。至少美军在反潜技术研发方面的千亿美元投资将有成为泡沫的可能性。同时,因不采用机械结构,更具有低噪音和安全性等特点,为非常理想的潜艇动力技术。

  世界上第一艘全部采用锂电池为动力;

我们可以把这条运煤船当成一个试验船,目标让潜艇无声无息不是梦,试验潜用的新型电推进系统,仅就公开的来说,技术上连续突破电动船舶设计、岸电接驳及快速充电等技术难点,尤其中电池方面。别看电池总达重26吨,其实比传统电池减轻一大半。

  挑战最大的是大容量、超大数量的单体电池如何应用到大吨位的船舶上。他说,电动船的电池管理系统以及船舶推动设备的控制系统要求特别高。团队经过数年的研究,在500吨的旧散货船上不断试验,形成了比较完善的电动船动力管理系统。所有这些,为今天这艘2000吨级的新能源电动船的成功研制奠定了基础。

以前的宣传单

  世界第一艘采用直翼舵桨为推进系统,与以螺旋桨为推进的传统内河船舶相比,推进效率更高;

潜艇

  “纯电动船能否实现取决于电池关键技术能否取得突破。一般电池体积大且重,如果整艘船装满电池,那都不用运货,不现实。电池量少,又无法跑远。十多年前业界已有人开始研发电动船,但苦于无法解决电池问题而搁浅。”华南理工大学土木与交通学院船舶与海洋工程系吴家鸣教授说,此艘纯电动船的出现在于电池技术取得重大突破,虽然重26吨,相比传统电池量已减少一大半。

也许有人认为,这只是梦想,其实中国科研人员正在圆梦!但是笔者,可以查找到一篇本世纪初的军事刊物文章,有关记者采访了超导磁流体推进器潜艇的总设计师的记录。2008年时,在国内又有媒体报道,又发现了一则代号:洛神超导磁流体推进器潜艇成功试车的消息,可惜只是文字报道,没有任何细节与照片。

  国内第一艘采用新型轻型移动式货舱盖,以及国内第一艘采用封闭式卸煤输送系统的自卸式运煤船,分别解决了运煤船运输、卸煤过程中煤粉尘污染环境的问题;

当然了,伴随着这一技术的成熟,对军事应用也非常有利。比如:将其电池技术,应用于常规潜艇上,将其电能管理等,应用于水面舰艇等,潜力是巨大的。

引领内河船舶环保运输行业发展

国内刊物上的一份构想图

  国内第一艘具有绿色Ⅲ标志的内河大型运煤船,绿色Ⅲ是绿色船舶的最高等级,该电动船创下了内河船舶拿到此指标的先例。

  “绿色船舶是船舶业发展的主流方向,纯电动船正是在此背景下所催生的。”吴家鸣说,面对航运业节能减排日益增长的压力,很多国家港口已实施严格的船舶排放标准,如果不达标,船只根本无法靠岸,倒逼了船舶制造往此方向努力。

2012年时,国际技术交流会议上,中国首次介绍了有关潜艇磁流体推进的技术理念,2013年,又有报道中称及:中国计划在第四代常规潜艇上采用磁流体推进器技术。国内刊物上,也发表了有关的想象图等资料,至于国内的学术刊物中,有关磁流体推进的论文数量不少,而且数量呈现上升之势。

  “‘五个第一’,更多是强调创新,对内河水路运输散货船的技术革命,以实现内河船舶的绿色节能环保,践行新发展理念。”严晓军说。

  他介绍说,控制二氧化碳排放一直是航运界关注的焦点,国际海事组织设立的船舶能效设计指数,就是要在船舶设计阶段提高船舶运输量并通过各种手段降低二氧化碳、氮氧化物、硫化物的排放量。2013年以后开工的400总吨以上新造船必须进行该指数计算。“这只是一个设计指标,鼓励船舶设计单位、造船厂、设备制造厂采取各种措施来改进船舶能效,促进技术进步和革新,而与船舶的运营情况无关”。

种种现象表明,我们确实在研究相关技术,而且中国海军很可能将成为第一个列装超导磁流体潜艇的国家。也许可以把所有的国家甩到身后,形成20年左右的技术差距。

  攻克电池技术难题

  迫于环境保护压力,
船舶新能源化势在必行,内河航运船舶电动化就是探索方向之一,特别是电动船、双燃料动力船,可大量减少排放氮氧化物、硫化物。
他表示,目前由于充电的限制,该船主要是在煤码头和电厂之间实现“点对点”运输,暂时无法出远海航行。但其迈出了绿色船舶设计的关键一步,将引领内河船舶环保运输行业的发展,对发展节能环保绿色船舶起到积极的促进和示范作用。

中国潜艇部队

  世界首创背后有艰辛。该船在设计上突破大容量新能源电动船舶设计、岸电接驳及快速充电系统的成套技术难点,其双电管理系统瞬态响应性能优异,能量回收高效,船舶动力强劲。

现代潜艇为海军主要装备之一,如果能获得一款全新动力,那么所带的战术价值如何,不言自明了吧!也许有人会怀疑,这一技术是否真的存在了,更会怀疑我们能否成功,那么让事实来说明一切吧。

  “为了这个技术,研发过程团队攻克了很多难关。”严晓军表示,以电池为动力的千吨级的纯电动船属于世界首创,尚没有相关的技术管理规范。中国船级社武汉规范研究所一边制订规范报上级部门及时形成标准,一边抓紧电动船的设计图纸,逐个解决技术难题。

  挑战最大的是大容量、超大数量的单体电池如何应用到大吨位的船舶上。电动船的电池管理系统以及船舶推动设备的控制系统要求特别高。团队经过数年的研究,在500吨的旧散货船上不断试验,形成了比较完善的电动船动力管理系统。所有这些,为今天这艘2000吨级的新能源电动船的成功研制奠定了基础。

  “纯电动船能否实现取决于电池关键技术能否取得突破。一般电池体积大且重,如果整艘船装满电池,没有装货的空间,不现实。电池量少,又无法跑远。十多年前业界已有人开始研发电动船,但苦于无法解决电池问题而搁浅。”华南理工大学土木与交通学院船舶与海洋工程系吴家鸣教授说,此艘纯电动船的出现在于电池技术取得重大突破,虽然重26吨,但相比传统电池量已减少一大半。

  引领船舶环保运输行业发展

  “绿色船舶是船舶业发展的主流方向,纯电动船正是在此背景下所催生的。”吴家鸣说,面对航运业节能减排日益增长的压力,很多国家港口已实施严格的船舶排放标准,如果不达标,船只根本无法靠岸,倒逼了船舶制造往此方向努力。

  他表示,控制二氧化碳排放一直是航运界关注的焦点,国际海事组织设立的船舶能效设计指数,就是要在船舶设计阶段提高船舶运输量并通过各种手段降低二氧化碳、氮氧化物、硫化物的排放量。2013年以后开工的400总吨以上新造船必须进行该指数计算。“这只是一个设计指标,鼓励船舶设计单位、造船厂、设备制造厂采取各种措施来改进船舶能效,促进技术进步和革新,而与船舶的运营情况无关。”

  迫于环境保护压力,
船舶新能源化势在必行,内河航运船舶电动化就是探索方向之一,特别是电动船、双燃料动力船,可大量减少排放氮氧化物、硫化物。吴家鸣表示,目前由于充电的限制,该船主要是在煤码头和电厂之间实现“点对点”运输,暂时无法出远海航行。但其迈出了绿色船舶设计的关键一步,将引领内河船舶环保运输行业的发展。

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