C2I外卡冠军:漂浮在空中

为壳牌Patricia Camila液化天然气油轮加装空气润滑装置

为这艘巨型船舶节省了大量的燃料和排放。安德鲁·韦德报告。

与2022年C2I奖的许多参赛作品一样，我们的外卡类别的获胜者具有很强的环境资质。Patricia Camila航空润滑项目采用了一种新兴技术，首次对LNG(液体天然气)运输船的船体进行了空气润滑系统(ALS)改造，节省了约7%的燃料。

空气润滑系统在船体和海水之间的边界层上形成一层微气泡涂层，减少了船舶在水中航行时产生的摩擦。这项技术最初是在本世纪初构想出来的，最初在实验室中进行了测试，然后随着降低船舶碳排放影响的需求变得越来越迫切，在第一艘船舶上推广开来。

壳牌是帕特里夏·卡米拉液化天然气运输船的所有者，2017年在其第一艘油轮上部署了ALS。在看到节省燃料和减少二氧化碳排放的好处后，计划更广泛地采用这项技术，包括对帕特里夏·卡米拉的改造设计。

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Shell Shipping and Maritime创新研发项目工程师James Helliwell解释说:“该技术的安装工作包括两个主要阶段。“第一阶段是安装空气释放装置(Air Release Units，简称ARUs)。ARUs是焊接在船的平坦底部区域的前部的船体穿孔。”

ARUs是在船体上产生微气泡的设备。对于帕特里夏卡米拉号，当船在新加坡干船坞时，安装了16台这种设备。然后将阀门安装到这些单元上，以确保开口是水密的。

“一旦船回到水中，管道就会安装，”Helliwell继续说。“管道从船体底部的16个单元连接到船前端水线上方的一个机械空间。在这个机械空间内，安装了8台空气压缩机，为系统提供空气。电气电缆和控制系统电缆也可以为整个系统提供动力和操作。”

根据壳牌公司的说法，整个安装在37天内完成，其中16天在干船坞完成。然而，这包括与COVID大流行相关的一些轻微延迟。如果没有这些挫折，翻新安装通常可以在30天的干对接期内完成。

Helliwell说:“对于Patricia Camila来说，我们已经看到该系统将燃料消耗减少了6.6%。”“根据船只航行的地点和航行速度，将这些燃料转化为节省的燃料吨数，大致相当于一年节省2138吨燃料。”

到目前为止，结果是令人印象深刻的，但航行在整个项目的生命周期并不是一帆风顺的。由于两个主要的技术合作伙伴(壳牌航运与海事，银溪科技)位于伦敦，以及在新加坡胜科海运造船厂进行的改造，COVID大流行使远程合作变得至关重要。

“这真的是一个挑战，”Helliwell说。“设计阶段几乎完全是通过微软团队和电子邮件完成的，Silverstream通过这些工具与不同的利益相关者分享所有的技术文档。

“然后我们每周会通过团队进行设计电话会议，就关键的设计决策达成一致，审查文件并完成设计工作。这些电话变成了每两周打一次，随着我们越来越接近安装，最终变成了每天打一次。管理这个过程的关键是一个行动跟踪器和决策寄存器，它有助于跟踪所有开放的项目和所做的决定。”

Patricia Camila是首个安装了Silverstream空气润滑系统的LNG，这不可避免地要求创新，以满足一个开创性项目的挑战。例如，ALS系统必须与船上现有的Kongsberg海上自动化控制系统集成在一起，这是Silverstream首次尝试在液化天然气平台上这样做。此外，该项目团队还开发了有史以来第一个用于LNG运输船的ALS优化策略，考虑到燃料的减少和由此产生的额外气体的蒸发，这些气体必须重新液化，而不是用于推进。

Helliwell解释说:“ALS带来的任何油耗减少都意味着更多的货物需要重新液化并放回油箱。”“了解如何优化ALS和再液化是一项重要的发展。随着我们继续收集帕特里夏·卡米拉号的数据，这也会进一步发展。

“我们还为Silverstream ARU开发了一种改进的偏转板，现在已应用于所有Silverstream设计。当需要对系统舷外阀门进行紧急维修时，这种改进的钢板增加了潜水员的可接近性。”

在展示了ALS技术在LNG运输船上的有效性后，壳牌现在承诺将其推广到所有新建的LNG运输船上。这家能源巨头还计划将该系统改造为现有的船队，但这需要与多艘船的干船坞时间表进行协调，每艘船都需要根据其各自的特点进行量身定制的设计和实施。

“唯一的障碍是航运的五年干坞周期，”Helliwell说。“船舶每五年进坞一次，所以我们需要等待下一艘船舶在开始改装设计工作之前接近他们的进坞时间。”

航运约占全球贸易的90%，占全球温室气体排放的2%至3%，这是一个迫切需要减少碳足迹的解决方案的行业。一些人声称，到2050年，零排放航运将成为一个现实的目标，这得益于氢动力推进等新兴技术。然而，与此同时，像ALS这样的解决方案可以开始减少该行业的排放，提高效率，并帮助规划一个更绿色的海洋未来。