风帆的新时代已开启

《经济学人》好文分享——

1926 年,一艘非同寻常的船只横渡大西洋抵达纽约。这是一艘经过改装的帆船,更名为“巴登-巴登“号(Baden-Baden)。船上的两根桅杆已被拆除,取而代之的是甲板上安装的一对15米高的旋转圆筒。这对转筒被称为“Flettner转子”,以首次提出这一想法的德国发明家Anton Flettner命名。它们不仅效率极高,且带动下船只的燃料消耗不到同等大小的燃油动力船的一半,还能让船只相较于帆布索具,更靠近迎面而来的风。

  • 一个全新的风帆时代已经来临

当时,转筒的诞生一度被人们赞誉为”伟大的成就“,直到愈发廉价的石油价格从根本上削弱了人们对此的兴趣。现如今,石油成本逐步上升,囊括了经济之外的因素。船舶运输承载着全球80%以上的货物,取而代之的是,其温室气体排放量也占据着人类总排量的3%左右,与航空排放量接近。因此,各大港口开始着手对船舶的排放量进行限制。IMO国际海事组织已经制定了”到2050年左右‘船舶排放量减少到净零’“的目标。之所以不能精确到具体年份,是因为目前还没有完全简单可行的方法来实现这一目标。

使用风帆一度被视为减少污染的不错方式。近些年来,行业对Flettner转子以及一些风力辅助推进技术(包括硬帆、巨型风筝和高大的吸力帆)重拾浓厚的兴趣。然而,与其他行业一样,船舶业同样需要很长时间才能完全扭转“航向”。在过去了一段仅限于构想草图和小规模试验的时期之后,船东们开始纷纷下单,对现有货轮进行改造,并建造全新的风力辅助船舶。一个全新的风帆时代已经来临!

风能尤其适合作为大型深海船只的辅助推进动力。目前看来,电池技术还不能为短途航行的小型船只以外的船舶提供更多的动力。此外,生物燃料、氢气和氨气等通过绿色工艺制造的替代燃料虽能提供必要的动力,但制造和分配这些燃料的基础设施却很少,且在最初阶段,它们的价格相对昂贵。因此,即便是替代燃料船舶,利用风能同样有助于进一步降低成本和排放。

  • 如何利用风推动船舶前进

现如今,Flettner转子仍然是一种极具吸引力的解决方案。当风围绕旋转的圆筒,将在一侧产生较高气压的区域,另一侧产生气压较低的区域。叠加马格努斯现象(Magnus effect)(一种让旋转球体在空气中划出弯曲轨迹的效应),形成的压力差将产生一种与风向成直角的力。

转筒能根据当下的风力条件进行“修正”,实现以不同的速度向不同的方向转动,而所有这些都是全自动的,不需要额外的人力辅助。

  • Norsepower旋筒风帆的经济效益

芬兰的Norsepower(挪世航力)公司是现代化Flettner转子供应商。今年初,Norsepower赢得了有史以来最大的风力辅助推进交易:为法国船东Louis Dreyfus Armateurs新造的三艘货轮各安装六桅35米长的转筒,这些船舶将租赁给欧洲航空航天集团的Airbus(空中客车)公司。每艘货轮将运载由机身、机翼和机尾组成的半成品飞机,运送至空中客车公司位于美国的工厂,用于组装成六架A320客机。

图:挪世航力旋筒风帆的应用 来源: shutterstock

Norsepower公司已经在八艘船舶上安装了Norsepower Rotor Sails™(挪世航力旋筒风帆),并积压了价值3000万欧元的订单。公司前首席执行官Tuomas Riski先生表示:这些投入使用的船舶显示,油耗降低了5%至25%,排放量也同样减少了5%至25%。每个转筒的成本约为100万欧元,但这笔钱可以在3-10年内通过节省的燃料偿还。

其他风力辅助推进系统也能节省费用,不过很难进行精确的比较,因为这在很大程度上取决于风力条件、船舶类型、航速和航向等因素。Riski先生认为,船长可以在大部分时间内实现引擎空转。航程则沿着风向最有利的路线规划,而不是拘泥于固定航程,与过去风帆时代的做法非常相似。打个比方,在新的规划下,不易腐烂的货物可能需要稍久的运达时间,但运输方将因此获得更低的碳足迹回报。

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