船用能源研究

摘要人类的发展进步离不开石油等传统能源,而这种能源是有限的且不可再生的,为了保证船用能源的持续性,发现新能源、利用新能源是现在社会发展急需解决的问题。本文着重对船用新能源进行了论述。

关键词能源;电能;核能;氢能

0 引言

随着全球经济的发展,各国之间的贸易往来日益密切,船舶运输的需求量大增。以2007年的世界船舶制造为例。07年世界船舶的完工量为8 110万载重吨,其中中、日、韩三国的造船总量约占世界造船总量的90%,我国的造船完工量为1 893万载重吨,展世界造船总量的23%。此外,每年世界造船总量以7%~10%的速度增长[1]。船舶总量的增加,极大的增加了船舶行业对能源的需求。这些能源主要包括传统能源(柴油、汽油等)和新型能源(核能、太阳能等)。

1 传统能源

传统能源主要是指使用时间较长、使用较广的能源。根据传统能源的定义可知,船舶用传统能源主要有柴油和汽油,其中柴油是船舶的主要能源。

1.1 柴油

柴油通常也被称为油渣,是石油提炼的一种产物,主要由不同的碳氢化合物混合组成。此外,柴油的沸点较高,其中轻柴油沸点为180~370℃,重柴油沸点为350~410℃。柴油的这些特点,使它成为了船舶理想的动力源。

柴油作为船舶的动力源,具体的工作工程是这样的:柴油在柴油机的汽缸中燃烧,推动活塞做功,将柴油燃烧产生的能量转化为动能,最终推动船舶航行。目前,柴油是船舶使用的最主要的能源,较大型的船舶动力基本都来自柴油。使用柴油作为船舶的主要动力源,具有两个原因:1)与柴油有关的技术发展比较成熟,特别是船用柴油机的发展比较成熟,对柴油的使用效率,机器的输出功率、降低油耗等方面,有了很大发展。以MAN B&W生产的船用低速柴油机为例。在90年代初,MAN B&W公司推出了MC系列船用低速柴油机的更新系列MK5。与MC系列相比,MK5系列柴油机的最高爆发压力、活塞平均速度和平均有效压力都提高了,柴油机的功率也增加了(整机输出功率提高了5%~10%,个别柴油机的整机输出功率提高了15%),然而油耗却没有任何的增加[1];2)目前,柴油资源相对丰富,购买容易,价格比较容易接受。

1.2 汽油