摘 要

从古代的木船到现在几十吨的海上轮船。可以说，船舶的发展是人类科学技术发展的一个重要体现部分。新世纪的到来，船舶发展面临着一个不可避免的问题，那就是环保。人类的科技发展对地球的环境造成很大的影响，造成很多物种的灭绝。保护人类赖以生存的地球家园，是新的历史使命。随着时代的发展，船舶发展取得了巨大的进步，保护人类赖以生存的地球家园，是新的时代在如何保证科技进一步发展的以外，另一个需要人们解决的问题，在船舶业也是如此。船舶的生产到再到最终的销毁，都会对海洋环境造成污染。绿色船舶的发展符合新时代节能减排的要求，符合我国可持续发展战略方针，是未来船舶行业发展的一大主流趋势。本文是结合现有的关于绿色船舶的资料与建造绿色船舶的技术，在适应新时代的绿色理念所写的关于绿色船舶的技术的展望和新的历史背景下关于绿色船舶的发展趋势和技术分析。

关键词：船舶;环保;减排;绿色

Abstract

From the ancient wooden ships to the present dozens of tons of sea ships.It can be said that the development of ships is an important part of human scientific and technological discovery.With the coming of the new century, the development of shipping is faced with an inevitable problem, that is, environmental protection.The development of science and technology has a great impact on the environment of the earth, causing the extinction of many species.With the development of The Times, great progress has been made in the development of ships. At the same time, how to ensure the further development of science and technology from the very beginning, another problem that needs to be solved by people is the same with shipping industry.The production and final destruction of ships will cause pollution to the Marine environment.The development of green ships conforms to the requirements of energy conservation and emission reduction in the new era and China's sustainable development strategy.This paper is combined with the existing information about green ships and the technology of building green ships. In order to meet the requirements of the current international laws and regulations, the technical analysis on green ships written to adapt to the green concept of the new era and the development trend and technical analysis of green ships under the new historical background.

Key words: ship;environmental protection; emission reduction; green

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 绿色船舶的介绍 1

1.3 绿色船舶的内涵 1

1.4国内外绿色船舶研究现状 2

1.5 研究目的和意义 2

1.6 本章小结 2

第2章 我国目前绿色船舶的发展趋势 3

2.1 我国与国外绿色船舶发展现状 3

2.2 目前我国对绿色船舶需求的应对方法 3

2.3绿色船舶行业面临的问题及发展趋势 3

2.3.1 我国未来绿色船舶的发展趋势 4

2.4 本章小结 4

第3章 绿色船舶设计与建造的技术分析 5

3.1 对于绿色船舶的设计阶段要求 5

3.2 绿色船舶准则以及应用 5

3.3轻量化结构设计在船舶上的应用 6

1.结构优化设计 6

2.破损—安全的设计方案 6

3.4 绿色船舶建造中环保材料的应用 6

3.4.1 新型抗腐蚀钢板材料在船舶上的应用 6

3.5绿色涂装工艺在船舶建造时的应用 7

3.6焊接技术的“绿色”改良应用 7

3.7精度造船技术在船舶建造时的应用 8

3.8虚拟现实与网络技术在船舶建造时的应用 8

3.9本章小结 9

第4章 船舶运营的绿色处理以及未来发展趋势 10

4.1 关于船舶运营阶段的环保研究 10

4.2 EEDI能效参数的引用 10

4.2.1 我国关于EEDI的应对措施 10

4.3 TIER III 标准的实施及柴油机的发展 11

4.4 绿色节能装置应用背景 11

4.4.1 绿色节能装置的应用实例 11

4.5 船舶运营的高性能推进装置应用及优化 12

4.6 未来船舶运营发展的实践与趋势 12

4.6.1 对于新能源动力船舶的技术分析 13

4.6.2 新能源装置的发展思路与研究 13

4.7本章小结 14

第5章 绿色拆船和绿色船厂的研究 14

5.1 拆船业的背景介绍 14

5.2 拆船业现状分析 15

5.3 我国的绿色拆船技术 15

5.4 船厂废水的绿色处理方式 15

5.5 本章小结 15

第6章 结论及展望 15

6.1 结论 16

6.2 展望 16

参考文献 17

致谢 18

第1章 绪论

1.1 研究背景

船舶是一项古老的交通工具，原始社会的独木舟和筏，使得人类在征服江河迈出了第一步。后来随着时代的发展和人类生产力水平的提高，由最开始的木板船到帆船，木板船和帆船的动力来源于风，后来蒸汽机代替帆船轮，然后推进装置由木桨改成螺旋桨推进装置。近两百年，人类又连续发明了不同动力来源的以涡轮机（蒸汽动力），柴油机（以柴油燃烧动力），汽油机（以汽油燃烧动力）和近几十年发展起来的核动力船舶。造船的主要材料，也由开始的以木材为主体发展到近代主要用钢铁以及各种合金材料为主体。随着船舶行驶的动力源跟船舶建造材料的不断发展，人类造大型船舶的能力越来越强；船舶里的设施越来越完备；功能越来越完善；装载的各种货物与运载的人数越来越多；行驶的路程越来越远。由于科学技术的不断的进步使人类的生产力不断的提高，对于环境的破坏越来越严重。在新的历史时期，船舶的环保节能理念使得绿色船舶的发展成为了未来船舶发展的重要方向。

1.2 绿色船舶的介绍

“绿色船舶”的意思就是相对于普通船舶更加绿色和环保。目前国内外对绿色船舶没有明确而统一的定义，但船舶行业在对绿色船舶的认识和理解上，却有着相同的观点。绿色船舶是指从船舶的设计到制造、航行和最后的拆解整个船舶的生命中通过绿色环保技术的应用最大程度上实现低污染，低消耗，少排放，多能效，健康安全的目标功能。该目标的实现体现了在船舶的整个存在周期内，包括设计和生产以及投入运营到最终的回收再利用等过程都有绿色元素。

1.3 绿色船舶的内涵

绿色船舶制造的目的是使船舶在设计、制造、运营和最终的拆解的全生命周期内，污染以及废弃物和有害排放物和有害气体减少，以降低对空气和水以及土地的污染，从产品要求到设计过程再到建造环节最后到产品的使用环节，通过整个过程环节的实践把船舶、自然、资源与人类社会经济文明发展并行考虑，综合考虑环境要素和自然资源利用率，力求对自然环境影响降到最小，对资源的利用率达到最高，从而进一步提高社会效益和经济效益。

1.4国内外绿色船舶研究现状

在经济和科技水平较发达的邻国，比如东南亚的日韩，面对造船工业普遍萎靡不振状况，他们依然坚持自主研发绿色造船科技。还有欧洲和北美一些经济水平相对发达的国家与地区都很重视绿色船舶的技术问题。他们在国家和船舶业层面做了产业布局和优化措施，制定了绿色船舶各项技术研发和改良的进度和计划表。在经过实际的生产和使用环节后，通过制定严格的节能减排措施加上各国政府政策的大力支持以及财政的帮助下，一方面通过推进更严格的环保标准来对不发达国家形成技术上的屏障壁垒，另一方面来保证自身的技术优势，进而依靠技术发展从中获利，针对越来越受人们重视的环境保护问题，船舶的绿色环保成为人们研究的重要方向，发达国家更是对依据其研制出的新科技成果制定并修改相应的国际海洋方面的法律规范。在目前看来，国内的大部分船企的生产基础相对薄弱，技术水平相对落后，仍然处于转型阶段。在接下来相当长一段时间内我们还要艰苦努力奋斗争取追赶上国际上先进的制造技术并提高建造材料的一次性利用率。当前我国的统筹计划安排较为混乱，有重复建设和资源不合理利用的现象以及耗能严重的问题，这些暴露出来的问题需要我们亟需解决，不然会对我国的绿色船舶建造和绿色船舶科技发展造成消极影响。

1.5 研究目的和意义

为了实现国家可持续发展的战略规划，我国船舶行业以节能保为目的建造的船舶是实现可持续发展的重要体现。船企要把目光放长远，在现代新型工业化制造发展的基础上，不能以牺牲绿水青山为代价追求最大化的经济效益，要加快将传统的以环境破坏为代价的野蛮型经济增长转化为绿色节能环保的可持续的经济发展的方式，哪怕是需要更多繁琐的工艺和低收益的经济效益也在所不惜。提高自身研发能力，加快船舶相关产业结构升级或者优化，用先进的科技技术改造传统船舶制造业，将落后的生产设施和低效率的生产设备全部淘汰，使船舶的生产过程中达到资源合理化、设施环保化来提高我国船舶的发展水平。

1.6 本章小结

本章首先对绿色船舶的概念和研究背景进行了介绍，通过对国内外的研究现状分析体现了绿色船舶的研究意义，突显出我国建造绿色船舶的意义以及建造绿色船舶的重要性，也体现出绿色船舶在未来船舶发展的重要价值。

第2章 我国目前绿色船舶的发展趋势

发展绿色船舶是我国未来船舶的发展的重要趋势，本章通过详细的介绍了现阶段我国绿色船舶的发展趋势，为接下来介绍绿色船舶设计和建造的关键性技术以及运营到销毁整个详细的绿色生命周期作铺垫。

2.1 我国与国外绿色船舶发展现状

我国的船舶工业化技术的发展起步较晚，与国外先进国家相比还有许多的路要走。欧美以及日韩等发达国家提出了环保型船舶设计的概念，通过改变传统船舶的推进方式、船体外形、动力系统、结构性能等方面来实现节能环保型的绿色船舶。相比而言，我国的绿色船舶技术由于现有的发达国家对我国进行技术封锁，在这种技术壁垒下，船舶行业的发展受限于人，并且在现有的船舶建造技术基础上，进行船舶绿色改装的优化与改良达不到国际新标准的要求，只能通过购买外国企业船舶产品的方式满足我国目前对绿色船舶的需求

2.2 目前我国对绿色船舶需求的应对方法

我国的船舶工业化技术的发展起步较晚，与国外先进国家相比还有许多的路要走。欧美以及日韩等国家提出了环保型船舶设计的概念，通过改变传统船舶的推进方式、船体外形、动力系统、结构性能等方面来实现节能环保型的绿色船舶。相比而言，我国在绿色船舶技术方面由于现有的发达国家对我国进行技术封锁，在这种技术壁垒下，船舶行业的发展受限于人，由于现在已有的技术基础上，进行船舶建造时的优化与改良达不到新标准的要求，只能通过购买外国企业产品的方式满足我国目前对绿色船舶的需求。

2.3绿色船舶行业面临的问题及发展趋势

这些问题通常由以下几种：加工的重金属废料、加工后所排放的废气，加工时的噪音污染等。不同的船企在建造船舶的过程中由于生产以及加工方式等方面的原因，会产生大量的气体、液体和固体污染物。例如加工剩下的废料钢材、废料合金、各种粉尘以及不同种类的加工废水，主要是含铬废水、含油废水等，其中所含的一些不同的化学成分很难分离，不经过处理直接排放会对环境造成很大的破坏。造船业废气污染相对比更加严重，主要由船体的焊接、锻造和喷漆过程中产生的粉尘会对人体健康和船体环境都有影响，这跟国内的传统船舶建造方式有很大关系。噪音污染也是造船业要面临的主要污染之一，在钢材以及合金等主要属的加工过程中，由金属碰撞切割产生的强烈噪音，还有其他噪音源是由于风动工具工作所产生。

2.3.1 我国未来绿色船舶的发展趋势

这些年，我国在国际新规则规范的基础上不断自强不息，埋头苦干加强自身的管理和研发，对于瓶颈问题集中解决，积极加入到国际海洋法的新准则制定中，不断加强各个行业领域之间的合作，并取得了一定的效果，这些努力使得我国在国际海洋组织立法方面有了一定的话语权。面对我们与国外的一些差距，能清晰的认识到我们和发达国家相比，参与国际上海事世界的事务的意识不够，缺少对于国际海事规则的制定和修改的主观能力。船舶制造需要一整套合理完善的方案，而绿色船舶更需如此。一套完善科学合理的方案是生产建造的基础。绿色船舶的发展应具体从船型设计，设备的更新与研发和节能优化等多方面来考量。通过不断的探索跟实践来满足未来越来越多的海事组织的要求，来保护我们的家园-地球 。

2.4 本章小结

本章主要是详细地介绍了我国绿色船舶的发展现状，并说明了目前我国的绿色船舶面临的船舶污染源的问题，在目前的船舶污染问题下，我国未来绿色船舶的发展趋势。为下一章绿色船舶设计和建造的关键性技术相呼应。关于船舶噪音污染我印象深刻，我记得在我们专业去广州粤海铁路公司实习使，同样的两艘船在外表看起来一模一样，我们通过下机舱，却发现了不一样的情况。1号船虽然比3号船运营时间多十年，其内部的结构设计却明显的简化方便，同时设备的噪音也小很多。我问了3号船的轮机长才知道，1号船是由国外船企建造，而3号船是由国内船企建造。我们十年后的技术居然还赶不上人家十年前的水平。这件事给我留下了很深的印象。我知道船舶业的发展不能一蹴而就，但是我希望靠我们一代又一代的研发建造人员的努力，一步一步的赶上别人。只要我们中国人坚持下去，我们就一定能实现海洋强国的梦想。

第3章 绿色船舶设计与建造的技术分析

3.1 对于绿色船舶的设计阶段要求

绿色船舶设计需要调查市场对于该产品需求进行供需分析，按照客户给出的明确设计需求进行修改设计目标，从概念设计到初步设计再到详细设计跟最终的实际样品。简单地将几种传统的设计方法杂糅是不能实现真正的绿色设计要求。绿色设计过程是传统设计方法和现代设计方法相结合的设计过程。绿色设计过程一般需要包含以下几个方面：首先对于要设计的产品有明确的设计目标，对于客户提出的要求对产品的最初设计目标进行修改，通过绿色技术实现这一明确的设计目标，为未来绿色船舶的设计到建造的过程提出了明确的步骤。传统的船舶设计一般考虑船舶的外观和功能，以及市场需求或者生产制造的成本和船舶所带来的经济效益。但是绿色船舶需要从产品的设计和制造再到营运以及最后拆解回收再生的整个生命周期过程都考虑在内，把产品、环境、人等因素并行考虑。绿色船舶生产的核心内容就是要在设计环节就将保护环境节约资源和预防污染的需求注入到产品设计之中，将保护环境节能环保作为产品的设计最终要求及目的，力求使产品对环境的破坏性降到最低。

3.2 绿色船舶准则以及应用

关于绿色设计基础环境的成立给出的几点个人建议：

1. 管理阶层应对绿色设计的实行有充足的了解并能足够的对此重视起来，绿色设计的成立主要在于观念上的改变，不能认为在某一点上是绿色设计就认为取得了很好的效果跟成就。绿色实施是系统的工程随着用户的需求、法律的要求、市场的需要而变化。因此，要有不断创新的理念跟大局观。

2. 建立跟完善有关的关于这方面的法律法规制度。在绿色设计实施的开始时期需要大量的人力物力的投资并能一直坚持。有许多的企业为了节约成本宁可花钱交罚款也不愿意采用绿色的设计方案，所以只有通过建立跟完善的法律法规来制约或者强迫企业采用绿色设计，从源头来消除污染，取消事后再处理的依赖。

3. 制定环境道德规章制度和绿色设计规范。环境道德是人类的社会道德向环境方面的延伸，用来规范和约束人们对于环境的态度和行为。对于工程技术人员来讲，在开发大型工程或者开发资源等方面这种规范意识相对于普通人更要有所提高，为了明确他们的环境道德责任跟义务，为了可持续发展社会的建立，许多国家通过例如工程师协会这种类似的组织为工程技术人员确定自己的活动中不滥用以及浪费资源，不危害环境的环境道德行为规范。

3.3轻量化结构设计在船舶上的应用

1.结构优化设计

结构优化设计的目的是减轻船舶重量。绿色理念体现在优化结构的过程中考虑各种意外事故以及不可控的船体损害等因素，满足船体在整个生命周期中关于船体强度和船舶可靠性的标准。随着科技的进步，使用复合材料和设计一些例如蜂窝式结构、智能式结构等的设计结构来解决绿色船舶的结构优化设计方面的问题。

2.破损—安全的设计方案

该方案的绿色理念在于减小安全系数，减轻船舶的重量。船舶结构的断裂和疲劳裂纹扩展是船舶与海洋工程结构的主要破坏方式。为了确保船体和大型结构物的安全，该方案的设计理念是承认材料和结构在制造过程中的缺陷，在结构设计时估计到原有缺陷，在其达到结构破坏点以前发现并弥补。损伤容限分析借助断裂力学，计算出初始裂纹尺寸到其使用寿命或者剩余寿命时前进行可靠性分析。

传统船舶生产过程中鉴定工艺质量的方法是通过相关实验的结果来预测，而绿色工艺模拟技术在传播制造生产过程中的应用，目的是达到一个具体的具体参数，通过计算机将给定的设计初值与通过计算机的物理模拟值相结合，实现进一步优化生产工艺效果的想法，并且在加工处理工作开展之前，通过工艺模拟技术可对生产制造过程中可能存在的问题及缺陷进行提前预测，并针对其中较为突出问题制定有效的应对策略，最大限度的提升绿色船舶制造的质量安全 。

3.4 绿色船舶建造中环保材料的应用

现在，我国船舶制造业领域内在船舶的制造材料方面，主要是通过优化、替代以及研发新材料来实现绿色船舶这一目标。如使用更加环保的材料来替代含有重金属或者有毒物质的材料，既可满足船舶的可靠性要求，也可降低环境污染。例如，通过用追踪补涂技术来减少或者替代二次除锈涂装，同时使用如粉末涂料、水溶性涂料等具有低能耗，材料价格低，污染少的绿色环保涂料。在船舶吃水线以下部分使用的涂料要具有无毒、无害、无污染、只起到驱赶海洋生物的环保涂料。老式的船舱壁里一般选用如玻璃棉、矿棉这类具有防火保暖以及良好的隔音效果的材料。在达到船舶的报废阶段后，由于这类材料的难分解特点以及会对人和动物的身体造成损害，随意丢弃会对环境破坏很大，因此在绿色船舶制造过程中要考虑这些问题，通过选用无毒无害可降解的材料来代替这类材料，来降低对环境的污染。

3.4.1 新型抗腐蚀钢板材料在船舶上的应用

图是中韩某船企国对耐腐蚀钢板利用情况如下，尽管还有一定差距，但这也说明我国在船舶制造业行业内相对以前有较大的改善。使用抗腐蚀钢板相对于一般的钢板可以延长船舶的运营周期，同时还减少潮湿环境对材料的侵蚀。同时，可以涂抹一些具有保护作用的环保材料在钢板上或者采用喷涂环保型油漆来保护钢板不被腐蚀。