剖析新一代船舶能源动力系统的研究方向

随着社会的进步和发展，环境保护生态平衡和能源循环利用问题越来越被社会各界人士所重视，以及世界的能源发展与结构变化都让能源科学面临着新的挑战，也促使了对于新一代能源动力系统的研究，在这样的大背景和大环境下，关注新一代船舶能源能力系统的研究是极其重要的。文章从现今船舶动力系统的产业格局和种类出发，结合船舶柴油机动力系统的不足，浅谈研究应用新一代船舶能源动力系统的意义，并介绍了新一代船舶能源动力系统的研究方向。
　　一、现今船舶动力系统的产业格局和种类
　　船舶动力系统作为船舶上最重要和最主要的设备，其价值占全船总设备成本的百分之三十五，由船舶主机（蒸汽轮机、柴油机、燃气轮机等）、传动系统、推进器组成。现今世界上的船舶动力系统的推进方式主要有以下四种：首先本文由毕业论文网http://www.zgazxxw.com收集整理，往复式蒸汽机被蒸汽轮机取代，之后蒸汽汽轮又被柴油机所取代，现今主要在液化天然气船或是核动力军船上应用，蒸汽轮机的技术研究与发展趋势倾向于可靠性、机动性以及操纵性的不断增强，设备的简化等；第二，柴油机是现今最重要也是最主要的动力推进方式，全面取代了往复式蒸汽机和蒸汽轮机，应用于各类船型；第三，燃气轮机这一推进方式现今主要是应用于军船上，上世纪50年代开始应用于船舶领域，但应用范围比例一直无法突破；第四，电力推进系统，这推进方式是上世纪90年代开始应用在船舶领域，但应用范围比例也一直不高，只有军船或是小型商船会选择这一推进方式。现今船舶动力系统的设计、研发仍是由一些欧美国家和日本所垄断，且锅炉、蒸汽轮机、燃气轮机等也都由他们掌控，只有柴油机推进系统的制造现已转至中、日、韩这三国。
　　二、研究应用新一代船舶能源动力系统的意义
　　现今的船舶动力装置，基本都为柴油机动力装置，但是船舶柴油动力系统却与现今时代可持续发展的主题极为不符，环保和节能方面存在着明显缺陷。如：首先燃用的柴油和重油都是不可再生资源，现今石油资源日益枯竭，对再生能源的呼声越来越高；其次使用柴油，其废气排放问题很严重，虽然航运对废气排放标准限制较严格，但是一些小型的内河船舶使用的柴油设备过于老旧，排放性能不好，且维修费用和水平都不高，造成的环境污染也就更严重；第三，柴油机的工作原理和结构特点使船员面临着难以避免的振动、噪音问题，对于其工作质量和生活质量的影响都很大，特别是一些小型的内河船舶，听力受损程度更大。由于船舶柴油机动力系统面临存在着如能源类型、噪音和排放等一些问题，因此研究新一代船舶能源动力系统就显得更为重要和必要。尤其是从我国的能源消费结构来看，推广应用新一代船舶能源动力对可持续发展也有着重要的意义。
　　三、新一代船舶能源动力系统的具体研究方向
　　（一）风能动力系统
　　利用风能主要指利用风力发电或是风帆助航的风能为动力这两种形式，应用于船舶动力主要是作为船舶航行的主动力和辅助动力而言的，风力发电在船舶上的应用较少。但由于风能发电受限于航道的风力影响因此不太可能大规模推广。
　　（二）太阳能动力系统
　　现今对于太阳能动力系统的研究还是较多的，特别是大型太阳能动力船舶技术的研发，但一些关键性问题也需要继续探索。比如说：研制高效率的太阳能光伏装置、太阳能动力船舶船体平台研究不属于能源科学、储能装置的研究与应用、氢燃料电池储能装置的开发等等，由于这几点因素，大规模应用并不现实。
　　（三）民用核动力系统
　　对军用船舶来说民用核动力这一新能源动力系统的应用还是值得推广的，但是民用船舶则不适合，因为这一系统装置很特殊，它的整个系统的建设和设备的配套都是不同于普通船舶的，因此其在船舶建造、设计和验收各个环节的标准也是不同的，技术要求和水平的规格不适合民用船舶。
　　（四）液化天然气动力系统
　　未来液化天然气会成为天然气用于船舶能源动力的主要内容，其高于压缩天然气的储能密度和所占空间较小、安全可靠性很强等特点越来越受到能源科学研究的青睐。而且液态的储藏运输成本较低，维护管理简单，能耗和噪音也较低。
　　（五）生物质能动力系统
　　生物柴油的热值比柴油低10左右，而且密度比柴油高它是一种含氧燃料，着火后的自供氧效应，使燃烧速度高于柴油。是以掺混一定比例的生物柴油对发动机的燃烧排放动力性能进行研究实验的。
　　（六）燃料电池动力系统
　　现今同等功率的船舶，其燃料电池的应用与柴油发电机组在性能上是具有可比性的，且燃料电池的功率比、环保等性能指标也具有一定优势，因此研发燃料电池动力系统，改善不足，提高其稳定性，有效降低成本是以后的研究方向。
　　研究和应用新一代船舶能源动力系统是解决实话资源日益枯竭与污染排放日益加剧的关键，尤其作为世界主要石油进口国、石油消耗巨大的我国，加强相关技术的研发、树立环保意识以及寻求配套政策支持是极其必要的。