淡水河谷迎来全球首艘且最大的“风动力”散货船
信德海事网 马琳
巴西矿业巨头淡水河谷与5月14日宣布，将接收世界上首艘配备旋翼帆的超大型矿砂船（VLOC）。这艘325,000载重吨的guaibamax型船由韩国泛洋海运所有，由中国新时代造船建造，叫做Sea Zhoushan轮，共安装了五个24米高的倾斜旋翼帆，由norsepower公司集团提供。上海船舶设计研究院负责船舶的设计和帆的安装。该船从新时代造船厂出场后，已经做过了试航，随后在太平洋海洋工程（舟山）有限公司安装了旋翼帆。
该电力公司首席执行官Tuomas Riski表示，这是迄今为止在船舶上安装的最大规模的旋翼帆项目。
此前马士基油轮公司的110,000载重吨产品油油轮和主要在欧洲运营的渡轮也有过一些旋翼帆安装案例。
Riski说，船舶安装旋翼帆的成本大约在100万欧元至400万欧元（合480万美元）之间，具体则取决于项目的规模。他透露，该项目耗资数百万欧元。
为节能减排而生
据说安装这种帆可以使该船在巴西和中国之间的航线上最多减少燃油消耗和排放量8％，每年能减少排放3,400吨CO2。按照该船的减排量估计，船舶每年能节省燃料成本50万至100万美元。
这次选用的旋翼帆处于中等高度，更多的考虑的是确保平稳的安装，但Riski表示，35米其实也未尝不可。
旋翼帆设计成可倾斜式，能不挡住舱口，也不会干扰货物装卸。
风辅助推进现在正越来越多地被视为帮助船东减少排放的一种手段。在IMO为提高燃料效率和环境绩效而制定的EEXI和其他碳排放法规下，船东们对减排技术的重视程度正在迅速提高。
今年年初，Sea-Cargo的8,843-dwt 滚装船 SC Connector轮（建于1997年）安装了该电力公司的两个35米旋翼帆，在北海这个有利的条件下营运。事实证明，它们产生的最大推力相当于7兆瓦的螺旋桨轴功率。
旋翼帆正等待安装到Sea Zhoushan轮上
贸易巨头嘉吉在一艘kamsarmax散货船上则安装了BAR Technologies WindWings的两个刚性帆，这艘船将于2022年初投入运营。
这种刚性帆最多可减少排放30％。该电力公司的旋翼帆则是Flettner旋翼系统的现代化版本，该系统利用旋转圆柱的马格努斯效应提供推力，能减少排放5％到20％。
如果该试验成功，则会大幅扩大安装规模
淡水河谷表示，将会监测该船的性能，如果结果与可行性研究预测一样好，就会考虑在其他船上安装更多的旋翼帆。
该公司的航运技术经理罗德里戈·贝梅里奥（Rodrigo Bermelho）说：“如果这条船的实验证明安装旋翼帆有效，那我估计淡水河谷至少有40％的船舶都能够使用该技术，公司每年矿砂船的海运排放量也能减少近1.5％。”
Riski在谈到脱碳新规时说：“我们的销售渠道正在快速打开。我希望这项新兴技术能快速占领市场。”
今年4月，该电力公司与吉宝的海上技术开发部签署框架协议，邀请后者协助其旋翼帆项目的初步勘测、设计和制造并组织设备安装的工作。该电力公司则负责项目管理、交付和安装监督以及帆的服务和保修。
各种现代风帆
马士基一艘109647载重吨的LR2型成品油轮Maersk Pelican上安装了两个Rotor Sails旋筒风帆，旋筒风帆呈柱状，30米高，采用轻质复合夹芯材料制成。
芬兰公司Norsepower与项目合作伙伴马士基油轮、能源技术学院（ETI）和壳牌国际贸易与运输公司宣布，马士基油轮产品油轮Maersk Pelican上安装的两个Rotor Sails旋筒风帆获得成功，一年来为该轮节省了8.2%的燃油，相当于减排CO2 1400吨。
旋筒风帆Rotor Sails是大型圆柱型机械帆，当船舶航行时，在大风中会不停旋转。就是它们的旋转，通过马格努斯效应（当一个旋转物体的旋转角速度矢量与物体飞行速度矢量不重合时，在与旋转角速度矢量和平动速度矢量组成的平面相垂直的方向上将产生一个横向力，推动物体横向运行）产生了一种推动船舶横向运行的动力，从而为船舶提供辅助的风力。
2014年，Norsepower就已将生产的旋筒风帆应用于芬兰船东Bore公司旗下的一艘9700载重吨级的滚装船“Estraden”号上，该船安装的两个较小的旋筒风帆被证实可以减少大约6.1%的燃料油消耗，相当于每年可节约400吨燃料油。
2018年4月，Norsepower还将旋筒风帆技术应用于一艘LNG动力邮轮“Viking Grace”号，使其成为世界上第一艘LNG/风力推进混合动力邮轮，是目前最环保的邮轮之一。据测算，由于旋筒风帆技术的介入，“Viking Grace”号的二氧化碳排放量将减少约900吨/年，相当于年均节约300吨LNG。
新型折叠式转子帆
如信德海事此前报道《给现代船舶装上“翅膀”，风帆技术又有新突破！》介绍了德国船东Oldendorff准备给其散货船船队安装折叠式转子帆。
Oldendorff正在寻求实现“风能技术的全面功能应用，使船舶的整个生命周期都能既省油又减排。这项技术大概就是在甲板上安装竖直的风帆提供动力，折叠系统使得风帆能够在甲板上展平，使船舶能在桥和码头岸桥下通行。在设计实验取得良好结果后，这套系统才会被安装到实体船舶上进行更远距离的测试。Oldendorff说，测试将会使用207,000 dwt 的newcastlemax型散货船。
Norsepower成功为北海市场的船舶运营商SEA-CARGO的12251总吨的滚装船上安装折叠式转子帆安装了两座35米高的转子帆。SEA-CARGO的船SC Connector轮在挪威四部、丹麦和荷兰、瑞士、波兰之间航行，其间需要穿过很多桥、电线，所以转子帆在这时候需要倾斜到几乎是水平的程度才行。
在散货船上风帆动力的应用还不是特别成熟，据了解，日本商船三井将与大岛造船联手推出风帆助力散货船，计划在2022年投入实际运营。
商船三井与大岛造船等合作伙伴将共同开发硬翼帆式风力推进装置，在去年10月初已经获得了日本船级社(NK)颁发的原则性批准(AiP)。这种装置通过可伸缩的硬翼帆可以变换利用风能作为推进力，是商船三井与大岛造船主导的“Wind Challenger Project”的关键技术。
由此来看，Stena Bulk提出的InfinityMAX概念设计，不仅在“模块化”设计实现干、液散货同船是一个创新，在散货船上引入风帆技术，提供动力并发电，这一应用也是亮点和挑战，让我们拭目以待吧！
据大船集团官方消息，3月9日，国家高技术船舶科研计划“翼型风帆助推系统工程化应用研究”（风帆二期）项目风帆制作开工仪式在中国船舶大船集团举行。
风帆二期项目与此前的一期相比，重点是推进工程化应用。实船风帆应用由一对增加到两对，帆叶由金属变更为非金属，整体为金属与非金属混合结构，是国内大型船舶首次应用碳纤维材料，标准化、轻量化、智能化将成为未来研发的重点方向。而在后续的风帆制作、组装、路基试验、海上运输、吊装与实船安装调试以及海试等过程中，关键技术多、任务量大。
“翼型风帆助推系统工程化应用研究”项目是中国船舶集团推进船舶节能减排的重点项目，也是国家工信部重点支持的主力船型节能减排创新性重点项目。该项目于2019年工信部批复后正式立项，由大船集团牵头，联合招商轮船、中国船舶702所、中国船级社、中国造船工程学会、大连海事大学、大连理工大学及中船综合院等单位，依托招商轮船在大船集团订造的100号VLCC开始“风帆二期”项目研究。
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