全球航运业正在经历风力发电的复兴

全球航运业正在经历风力发电的复兴。

“风助推进”的最新进展来自日本。Eco Marine Power（EMP）最近在广岛县的尾道海洋技术测试中心发布了其EnergySail系统的全尺寸版本。这个刚性的长方形装置稍微弯曲，可以放置在风中产生升力，帮助推动船只前进。沿工作面铺设的船用太阳能电池板可为船上照明和设备供电。

EMP的首席技术官Greg Atkinson说，这艘4米高的帆船今年将接受岸基测试，为海试做准备。该设备将提供1 kilowatt/kWp的峰值太阳能，他说，但潜在的航行能力尚未确定。

EnergySail是EMP更大的技术平台之一。这家总部位于福冈的公司还正在开发一个集成系统，包括安装在甲板上的太阳能电池板；可回收的船用电池；充电系统；以及计算机程序，这些程序可以自动旋转船帆以捕捉最佳的风力，在不使用或恶劣天气时降低设备。Atkinson指出，移动一个能量电池（主要是为了优化它的风能收集）可能会影响它接收到多少阳光，尽管当电池板平放时仍然可以收集太阳能。

这家初创公司的最终目标是在一艘拥有可用甲板空间的油轮或货轮上吊起大约一打（12个）EnergySails。模型显示，根据风况和船只的大小，这种大小的阵列可以节省高达15%的电力。

国际风帆协会秘书长Gavin Allwright表示，这一数字与其他风帆辅助技术的预测一致，这些技术可以帮助船只实现比一般船只节省5%至20%的燃油。（EMP不是协会的成员）例如，芬兰Norsepower公司最近为一艘Maersk油轮配备了两个旋转的旋翼帆。在为期12个月的试验期间，这些装置平均降低了该船8.2%的燃料使用量。

随着国际监管机构削减全球温室气体排放量，航运公司越来越多地投资于清洁能源。几乎所有的商业货船都使用石油或天然气在全球运输货物；加起来，它们贡献了全世界每年化石燃料排放总量的3%。氢燃料电池和氨燃烧发动机等零排放替代品离商业化还有好几年的时间。但风力辅助推进是一个更直接的解决方案。

EMP的EnergySail部门与Teramoto Iron Works合作，后者在20世纪80年代建造了第一个刚性帆，这些设备被称为JAMDA帆，在日本海洋机械发展协会（Japan Marine Machinery Development Association）成立后，尽管存在一些技术问题，但在较小的沿海船舶上，这些设备的燃油消耗量仍减少了10%到30%。

在这次试航中，这家初创公司计划安装一个装在甲板上的太阳能电池阵列，最大功率可达25kwp；另外还有电池组；计算机系统；以及一两个能量电池。Atkinson说，可能需要两到三年的测试，以验证该设备是否能够经受恶劣的条件，包括强风和腐蚀性海水。

另外，EMP已经开始测试其平台的非航行部分。2019年5月，该公司在新加坡母散货船拥有的一艘大型起重船上安装了1.2千瓦的太阳能电池阵列。该装置还包括一个由Furukawa电池公司制造的3.6千瓦时VRLA（阀控铅酸）电池组。一个车载监控系统自动实时报告和记录油耗数据，并计算二氧化碳和二氧化硫的每日排放量。

EMP先前在希腊的一艘船只上测试了Furukawa的电池。白天，太阳能电池板为电池充电，保持电压稳定，可以直接为船只的照明负荷供电。电池还可以储存多余的太阳能，以保证夜间照明。合作伙伴花了大约五年的时间进行测试，以确保系统稳定。

Atkinson说，到目前为止，COVID-19的流行还没有扰乱公司的工作，也没有停止今年的计划。

他说：“我们可以通过远程和使用基于云的应用程序来完成大部分设计工作。此外，我们可以使用虚拟风洞和（计算机辅助设计）应用程序来完成海上试验阶段的大部分初步设计工作。”

然而，在整个行业中，冠状病毒的爆发正在给经济造成严重破坏。Allwright说，直到几周前，船主对风力辅助推进的兴趣“绝对疯狂”。他说：“现在，航运公司说，‘听着，我们现在不能投资于新技术，因为我们正在努力生存。”

尽管如此，一些技术开发人员仍在加速他们的设计工作，希望在行业复苏后尽快启动项目。“这一暂停给了供应商额外的12个月时间来测试这些东西，并为行动做好准备，”Allwright说。