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新造油船“ONEX Peace”成为全球第一艘获得DNV颁发SILENT-E船级符号的货船

加拿大海港为符合环保水下噪音标准的船舶提供了极富吸引力的港口费用减免。新造的LR2油船“ONEX Peace”是全球第一艘获得DNV颁发SILENT-E船级符号的货船,该船符合加方要求。

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人们越来越认识到,海上交通产生的水下噪音是海洋污染的主要形式之一。加拿大海港迫切希望保护其得天独厚的沿海生态系统,因此为低噪音船舶提供可观的港口费用折扣。

首个水下低噪音船级符号

DNV是首家为不超过平均至中等水下辐射噪音(URN)水平的船舶提供水下噪音符号的船级社。近年来,DNV颁发的SILENT船级符号在原始海域作业的科研船、渔船和邮轮上广为应用。“ONEX Peace”是由现代三湖重工建造的阿芙拉型油船,也是世界上第一艘获得DNV的SILENT-E符号的商船。

掌握人为噪音对海洋野生动物的影响

近年来,有消息称鲸鱼的大量搁浅或者海洋哺乳动物的数量减少与人为水下噪音有关,引起了公众的警惕。在对该问题开展研究的同时,一个已知的事实是,船舶引发水下噪音的典型频率与鲸鱼(包括受保护的物种)及鱼类使用的频率相同,它们用于扫描周围环境、巡游、捕食或交流。“船舶噪音范围从几赫兹到几千赫兹不等,能掩盖这些动物发出的声音,导致它们迷失方向或者无法搜寻食物及繁殖”,DNV噪音与振动工程师Øystein Solheim Pettersen表示,他参与了“ONEX Peace”的噪音测量。

此外,声音在水中的传播速度是空气中的四倍,而且传播距离更远。这意味着船舶噪音能影响数公里以外的动物。

水下噪音的两大主要来源

据Pettersen介绍,船舶水下噪音主要来自螺旋桨,其次是机械噪音。“实际的噪音排放水平在很大程度上取决于船舶个体”,他指出,“轮机噪音可以通过安装弹性橡胶支架来降噪,至少对于小型轮机和发电机有作用。但螺旋桨空化才是最主要的水下噪音源——由于螺旋桨旋转周围的压力差,导致气泡的骤然形成和破裂。由此产生了非常大的压力波。螺旋桨噪音是宽频的,覆盖整个频率范围,但绝大部分是低频噪音。”

对于船舶设计师和船厂而言,降低噪音的困难在于可能需要在噪音和效率之间寻求平衡,Pettersen说。“在很多情况下,噪音很低的螺旋桨往往效率不是最高,意味着在相同航速下的燃料消耗可能更高”,他补充说,在效率和低噪音之间寻求良好平衡将是一大工程挑战,“很多时候,答案可能是加大螺旋桨直径和优化螺旋桨形状,但很难一概而论。要找到最佳解决方案,需要进行彻底的研究包括模拟,并考虑螺旋桨的尾流、转速和设计。目前还没有一刀切的方案”,Pettersen强调。“必须对特定船舶开展分析,无论是新造船还是营运中的船舶,才能找到最大限度减少水下噪音的最佳途径。”

西北太平洋沿岸率先垂范

加拿大港口城市温哥华所在的地区以丰富的海洋野生动物而著称,包括标志性的南方种群虎鲸。船舶产生的水下噪音会对鲸鱼通过回声定位进行捕食、巡游和交流的能力造成影响,温哥华弗雷泽港务局在认识到这一点后启动了ECHO计划,以减少商业航运活动对濒危鲸鱼造成的威胁。

该计划协调了每年的自愿倡议,鼓励航运公司通过减缓航速或者远离南方种群虎鲸的关键栖息地,来降低水下噪音水平。

该计划还包含了研究措施,如使用海底水听器监测水下噪音水平。去年,由于商业航运业对ECHO计划中自愿倡议的较高参与度,据水听器数据显示,在边界航路与哈罗海峡的船舶自愿降速期间,水下噪音强度降低了近50%。

通过EcoAction计划,该港务局还对已经获得船级社颁发的安静船级符号的船舶给予港务费的大幅折扣。加拿大西海岸的鲁珀特王子港也对具备安静船级符号的船舶提供类似折扣。

不止财务激励

作为北美洲最重要的海港之一,温哥华在航运界有着举足轻重的影响力。“港口费用的折扣对于大多数航运公司来说都是一种激励”,DNV海事咨询商业发展负责人Mathias Sørhaug指出,“此外,能展现对于更严格的环保标准和联合国可持续发展目标的承诺,越来越被视为是一种市场差异和商誉竞争优势。而且ESG原则(环境、社会和治理标准)在船舶融资中的重要性与日俱增。”

船厂成就显著

现代重工高级执行副总裁Won-Ho Joo认为,水下降噪在海事行业中的重要性将进一步凸显。他表示现代重工可以在实现船舶满足噪音限制方面发挥关键作用。“在竞争激烈的市场中,现代重工已经证明其有能力建造高质量的船舶,提高燃油效率,同时满足环保水下噪音标准。我们将加强低噪音和绿色船舶的研发工作,确保我们在未来的环保船舶时代延续竞争力。”

两大测量方法

传统上采用水听器测量水下噪音,从一艘小船上将水听器放入水中,被测量船舶会经过数次。但在Sørhaug眼中,这种方法实施难度较大,尤其恶劣的天气和海况会造成过多的背景噪音。“这就是DNV开发简化方法的原因,在满足精度的前提下,让测量条件放宽,同时帮助客户缩减测量成本和周期。”

如今,这种简化方法只能在柴油电力推进的船上实施,船上的机器对于螺旋桨引发的压力测量不会造成重大影响,Pettersen说。“我们将传感器放置在螺旋桨附近。这样我们能直接捕捉从螺旋桨到船体的压力脉冲。”

测量噪音的联合研究项目

DNV、现代重工和韩国船舶与海洋工程研究所(KRISO)正在推进一个联合研究项目,以测量和评估水下噪音。对“ONEX Peace”的水下噪音测量及分析正是该研究的一部分。

“在我们提供的技术支持下,很高兴获得了全球首个针对商船的DNV的SILENT-E船级认证”,KRISO主任Booki Kim说,“我们会积极支持行业,不断开发环保低噪的船舶相关技术,积极响应国际海事组织的环境法规,并在海洋环保技术的开发中处于领先地位。”

未来将有更多的沿海地区、海港和主管机关实施水下噪音限制。可以想象,国际海事组织最终将在北极水域实施水下噪音限制,而欧盟也在讨论沿海地区的类似规定。DNV能为设计公司和船厂提供咨询服务,帮助新造船和现有船舶找到低噪高效的最佳解决方案,从SILENT-E船级符号的额外市场差异化中受益。

DNV的不同SILENT船级符号

DNV中国自2013年起已经与国内的设计院,船厂和船东各方精诚合作,成功交付了多条满足包括Silent-R、Silent-A和Silent-S等水下静音符号在内的科考船,得到了客户的好评和市场的认可。

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