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在“雙碳”目標(biāo)及全球應(yīng)對氣候變化的共識下，“中國智造”賦能航運(yùn)綠色轉(zhuǎn)型
原標(biāo)題：科學(xué)與健康丨風(fēng)力助航：“中國智造”賦能航運(yùn)綠色轉(zhuǎn)型
一根“柱子”如何像風(fēng)帆一樣為船舶提供動力？
在遼寧大連莊河基地，一座直徑5米、高35米的巨型圓筒就實現(xiàn)了這樣的突破。這是由中船集團(tuán)第七二五研究所自主研制的新一代船用風(fēng)力旋筒助推系統(tǒng)，達(dá)到目前全球旋筒帆技術(shù)的最大規(guī)格，已于近日完成陸基試驗。
中船集團(tuán)第七二五研究所自主研制的新一代船用風(fēng)力旋筒助推系統(tǒng)。新華社記者 劉禎 攝
船用風(fēng)力旋筒助推系統(tǒng)，也被稱作旋筒帆，其工作原理基于馬格努斯效應(yīng)，通過旋筒旋轉(zhuǎn)使流經(jīng)兩側(cè)的氣流形成壓力差，從而產(chǎn)生推力輔助船舶前行。
當(dāng)前，全球航運(yùn)業(yè)正面臨前所未有的減排壓力。數(shù)據(jù)顯示，航運(yùn)業(yè)承載了全球80%以上的貿(mào)易運(yùn)輸量，其溫室氣體排放量超過10億噸二氧化碳當(dāng)量，約占全球人為活動溫室氣體排放的3%。
“風(fēng)能是海洋上的天然綠色動力。旋筒帆占用甲板空間小、維護(hù)成本低、可調(diào)性和靈活性強(qiáng)，是目前航運(yùn)市場主流的風(fēng)力助航設(shè)備?！敝写瘓F(tuán)第七二五研究所副所長徐健說。
2023年，國際海事組織通過《2023年IMO船舶溫室氣體（GHG）減排戰(zhàn)略》，提出到2050年前后國際航運(yùn)業(yè)實現(xiàn)溫室氣體凈零排放。在“雙碳”目標(biāo)及全球應(yīng)對氣候變化的共識下，減排成為航運(yùn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的“必答題”。
然而，由于旋筒帆對材料、結(jié)構(gòu)、控制、安全等綜合性能要求較高，工程化難度大，其市場長期以來被芬蘭、英國等少數(shù)國外公司主導(dǎo)，形成了嚴(yán)密的技術(shù)壁壘。
近年來，我國在這一領(lǐng)域加速布局，逐步從引進(jìn)走向“自造”：2023年，連云港中復(fù)連眾復(fù)合材料集團(tuán)有限公司與英國公司合作，成功開發(fā)旋筒帆并建造批量生產(chǎn)線；2025年，中船澄西船舶修造有限公司實現(xiàn)了國產(chǎn)大型旋筒帆的實船應(yīng)用。
中船集團(tuán)第七二五研究所高級工程師趙超介紹，此次研發(fā)團(tuán)隊創(chuàng)新性采用“兩瓣式真空灌注成型”工藝，相比國際主流技術(shù)路徑，生產(chǎn)周期更短、成本更低。在設(shè)計強(qiáng)度上，該旋筒帆最大能夠抵抗17級超強(qiáng)臺風(fēng)，同時重量較國際上同類產(chǎn)品降低超過15%。
在基地測試現(xiàn)場，旋筒帆運(yùn)轉(zhuǎn)時的風(fēng)向、風(fēng)速、溫度等數(shù)據(jù)在電子大屏上一目了然，甚至可以看到實時的節(jié)油、減碳預(yù)估量。
現(xiàn)場控制工程師介紹，這一智能控制系統(tǒng)相當(dāng)于旋筒帆的“智慧大腦”，能綜合風(fēng)速、風(fēng)向、船舶航速、主機(jī)功率等信息，實時將旋筒調(diào)整到最優(yōu)轉(zhuǎn)速，確保平穩(wěn)安全運(yùn)行。
“我們不僅成功打破國外技術(shù)壟斷，更向著更強(qiáng)、更智、更可靠邁進(jìn)。”趙超說。
根據(jù)行業(yè)預(yù)測，2030年全球?qū)⒂屑s7000艘船會安裝風(fēng)力助航設(shè)備，其中旋筒帆的市場規(guī)模預(yù)計可達(dá)千億元級別，到2050年市場規(guī)模能夠達(dá)到3000億元。
面對這一廣闊市場，國產(chǎn)旋筒帆正展現(xiàn)出強(qiáng)勁的競爭力。趙超介紹，團(tuán)隊研制的旋筒帆平均可為船舶節(jié)省5%至25%的燃油消耗。以一艘18萬噸散貨船為例，安裝3套旋筒帆，預(yù)計年均節(jié)省燃油數(shù)百至上千噸，年節(jié)省費(fèi)用可達(dá)數(shù)百萬元。
憑借顯著的環(huán)保與經(jīng)濟(jì)效益，該旋筒帆已取得多家國際主流船級社認(rèn)證，并與多家公司簽署合作協(xié)議，商業(yè)化落地進(jìn)程正加速推進(jìn)。
“下一步，我們計劃將風(fēng)帆產(chǎn)品系列化，形成節(jié)能效率更優(yōu)、適配船型更多的產(chǎn)品，讓‘中國智造’賦能全球航運(yùn)業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展?！毙旖≌f。
策劃：陳芳
統(tǒng)籌：董瑞豐
記者：劉禎
新華社國內(nèi)部出品
【責(zé)任編輯:趙文涵】
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