隨著全球溫室效應的加劇，國際海事組織（IMO）也越來越關注船舶溫室氣體排放對全球溫室效應的影響。在IMO第57次海環會（MEPC57）上，正式通過了國際防止船舶造成污染公約（MARPOL）附則6關于減少船舶有害氣體排放規則的修正案，并單獨成立了船舶溫室氣體排放工作組，對船舶造成的大氣污染問題進行研究。船舶溫室氣體減排已成為全球造船界熱議的話題之一。隨之而來的是，各式各樣新型船舶推進系統應運而生。目前國際海事組織和歐盟正在考慮制定更為嚴格的污染排放規則，業界也在不斷尋求采用商業可行的措施來替代傳統的船舶動力系統。

 

燃料電池推進船舶

     燃料電池是將燃料（如氫、天然氣、丙烷和甲醇等）中的化學能直接轉化為電能的機電裝置。 作為新一代船舶用燃料，船用燃料電池可以使船舶在行駛時幾乎不排出NOx、SOx、二氧化碳等有害氣體，符合日益規范化的環保要求而受到注目。船用燃料電池的研發是2000年代初開始由歐洲造船強國為中心進行的，所以目前大部分先進技術也由歐洲國家掌握。其中挪威船級社最為活躍。

目前挪威船級社正在開展有關船用燃料電池的全面研究工作，燃料電池動力單元的研制結合了新型電子技術、電子動力以及控制系統技術，且在岸上進行動力單元的測試和認證后，進行實船實驗。

船用燃料電池以燃料電池作為主電源、以蓄能電池組輔助供電模式的新型船舶電力推進系統，包括了至少一套燃料電池系統、一蓄能電池組、一電力推進系統、其它用電負荷、一次電網、二次電網；所述燃料電池系統和蓄能電池組連接在一次電網上，所述一次電網和二次電網連接，所述電力推進系統和其它用電負荷連接在二次電網上。

燃料電池系統從冷態起動到正常運行過程中，或者當燃料電池系統因突發故障不能輸出電能，電力推進系統依靠蓄能電池組應急供電；燃料電池系統進入正常運行狀態后，蓄能電池組處于浮充電狀態。能夠實現船舶的“零排放”，是一種真正的綠色船舶電力推進系統。

    已有的研究證實，燃料電池應用到船舶之上具有柴油機無可比擬的優點，一是應用燃料電池的船舶將比現有的柴油機推進船舶的效率提高50％，且實現零污染排放；二是使用燃料電池不會產生噪音和振動，將提高乘客的舒適感，并大大改善船員的工作環境；三是燃料電池的設計簡單，可移動部件較少，因此維護方面的投入將大大減少；四是燃料電池是標準模塊化設計，可以更加方便地合理利用船上空間。同時，燃料電池的廣泛使用存在初始投入成本較高的缺點，但由于燃料電池較低的燃料消耗以及石油價格的居高不下，再加上燃料電池運行成本較低，這些都大大彌補了這一不足。

2011年年底，DNV（挪威船級社）在上海宣布，該船級社將一枚燃料電池成功地安裝在了一艘在北海運營的海洋工程供應船VIKINGLADY號上，這是全球第一艘通過燃料電池技術進行船上發電試驗的營動船舶。這項由DNV主導的環保革新項目有望改變一部分船舶的動力能源。海洋工程供應船VIKINGLADY上安裝的這枚電池是320KW功率的燃料電池，與傳統發動機技術相比，能極大地降低二氧化碳排放量，提高能效，實現危害物質的零排放。                   

據了解，該項目名為FELLOWSHIP，于2003年啟動，船公司2005年完成了燃料電池的基本設計和研發。2006年，研究人員開始研發用液化天然氣作為燃料的輔助電力裝置。下一階段，研究人員將進行燃料電池電氣系統的測試、驗收和示范運行，裝機容量范圍為1MW到4MW。

     

LNG燃料船

LNG已被公認為船舶應對未來新環保要求挑戰的理想燃料。在運營成本方面，功效相同的情況下，使用LNG清潔能源比使用柴油節約55%—60%的費用。在能源利用方面，LNG是一種清潔能源，其應用可以大大降低氮氧化物和二氧化碳的排放量；由于天然氣不含有硫和殘留物，也杜絕了硫化物和微小顆粒等有害物的排放，具有非常明顯的社會效益和經濟效益。有數據顯示，1艘海洋平臺供應船采用LNG為燃料減少的氮氧化物排放量相當于2萬輛燃油汽車的排放量。

近年來，在航運燃料消費領域，傳統的柴油等能源產品一方面價格波動高居不下，導致航運企業運輸成本不斷攀升；另一方面也不符合國家發展低碳綠色經濟、節能減排實現可持續發展的能源發展戰略。在大幅降低船舶運輸企業運營成本的同時，更重要的是可以減少環境污染，具有非常明顯的社會效益和經濟效益。利用天然氣排放清潔的特點將實現航運船舶節能減排的目標，有力推動我國航運能源消費朝著綠色環保的方向發展。

    國際海運組織創造了能效設計指數，如果不達到排放要求基線標準的傳播，可能就要面臨退出營運的危險。應該重點加強支撐船型開發的基礎共性技術和綠色、安全技術研究。由于所在區域對船舶排放要求日益嚴格，丹麥、挪威等北歐國家已經開始使用以LNG為燃料的渡船、滾裝船、海岸警備船、LNG船和平臺供應船。這說明，隨著全球范圍內對氣體排放要求越來越高，石油資源越來越少，節能呼聲越來越大，船東和港口方面的障礙也正逐步被清除。

    因此，業內人士認為，一方面，應在船舶設計和建造方面加大創新力度，在主流船型優化和新船型開發中加入低碳概念，推進內河船舶向綠色環保轉變。例如在設計新船時考慮燃氣供應系統的布置，以及氣體燃料發動機的設計，以增強船舶續航能力。另一方面，國內船舶制造商也應積極參與到以LNG為燃料的高技術船舶的承造，用市場迫使自己技術升級，搶占氣體燃料動力船先機。此外，可以依據內河運輸的特性，研究建立船舶節能減排體系和標準，促使水路運輸企業制定能效管理計劃，以推進內河航運向“綠色”轉變。

    作為清潔型能源，LNG的應用可以降低氮氧化物和二氧化碳的排放，而且LNG不含有硫和殘留物，也杜絕了硫化物和微小顆拉等其他有害物的排放。從經濟性上而言，經測算，1立方米LN G氣體近似于1到1.1公升(汽、柴)油。目前柴油均價6元/公升，天然氣按照4.5元/立方米計算，如果按照70%的替代率來算，一年大約節省19.23萬元。

    但是這種環保的新材料，目前在推廣時卻存在一定的阻礙。首先是由于LNG燃料船的續航能力還較弱。目前，以LNG為燃料的船舶最高續航能力較低，達不到遠洋長途運輸要求。船舶的燃油艙體積雖大，但可以在船上見縫插針隨機安放；而L N G儲存罐體積雖小，卻系統復雜，布局難，安裝圓筒形LN G儲罐也會損失部分運輸的空間，這為船舶的設計和改建帶來了很大的難度。第二是由于大部分港口LNG補給設施不配套。盡管LNG補給并不困難，但是港口方面卻沒有建立起完備且實用的配套體系。

    

風能推動船舶

進入20世紀后，以風為動力的帆船因為不可靠而被視為落伍。國際海事組織（IMO）的數據顯示，國際貿易中約87%的業務都由航運業主導。聯合國最新的數據表明，航運業應為全球二氧化碳總排放量的4%負責。據國外媒體報道，2003年，出于對環境惡化以及日益高漲的油價的擔憂，英國最大的風力發電商B9能源公司研制出一種新式帆船，其擁有長長的船身、高聳的桅桿以及昂貴的帆篷，外形酷似從19世紀海上飄來的縱帆船。但其配備了一系列高新科技，研發人員試圖用它減少航運業的二氧化碳排放，還海洋一片純凈的藍色。

    這種新式帆船只是B9能源公司研發出的碳中性、風能驅動“帆篷船”艦隊中的一員大將。該公司正試圖向老式帆船取經，生產出新式帆船以替代現今消耗大量化石燃料、運送全球貨物的船只。

    B9公司宣稱，這種帆船將是首個利用可替代能源的商用船只，他們預計這種完全碳中性的帆船將于2012年開始量產，這標志著全球貿易或許重新回歸到更加傳統的商業運輸形式––在柴油提供動力的鐵船統治海洋之前，國際貿易主要依靠巨大的木質帆船。

    這種新式帆船擁有自動化的、能夠對風中微小變化做出調整以便讓推力最大化的船帆。這種新式帆船也會利用“天帆”技術––一種類似于風箏的先進系統，該技術目前廣泛應用于很多船只上，可提高燃油效率。另外，生物燃油提供動力的引擎在風力不足時也會“挺身而出”。

    B9能源公司主席戴維·薩普拉斯表示，大多數人都認為，石油遲早會被用光。因此，有必要生產出使用可再生能源的新式船只。

    薩普拉斯表示，配備了這些技術的新式帆船能攜帶9000噸重的貨物。該帆船最初可能僅僅在歐洲，尤其是北海和波羅的海上航行，因為這些海面的風力非常給力。他還補充道，目前約有1500艘同樣大小的化石燃料驅動的船舶行駛在這些海面的航線上，這些船舶將最終被新式帆船取代。

    相關專家表示，除非航運公司能夠建造一艘依靠船帆提供動力、并像現在海面上行駛的船舶一樣大的船只，否則，其很難在經濟上更富競爭力。然而，薩普拉斯表示，可再生能源（包括風力）在海洋上具有巨大的應用潛力。

 

太陽能利用

太陽能既是一次能源，又是可再生能源。它資源豐富，既可免費使用，又無需運輸，對環境無任何污染。為人類創造了一種新的生活形態，使社會及人類進入一個節約能源減少污染的時代。　　

    太陽能電池板運用于遠洋船舶并不新鮮，但到目前為止，太陽能電池僅用于船員艙和住艙供能。這款新太陽能電池系統，將節省6.5%的柴油消耗量，并減少1%到2%的二氧化碳排放。這些數字聽起來并不多，然而，不積跬步難以成千里，對于顆粒污染的數字來說，任何一丁點兒減少都會有所幫助，

平均一艘貨船耗費1加侖燃料能航行0.008里。換算一下，以這個速度，輪船每航行1里得消耗燃料艙里120加侖的燃料。這說明，從日本出發運載著新款普瑞斯6000的貨船，穿越太平洋到達美國得消耗至少72萬加侖燃料。然而，新太陽能電池系統航行同樣的距離，只會消耗46800加侖燃料。重要的是，不論能節省多少能源，任何一點船運污染的減少都是好事。

美國《環境科學與技術》研究結果表明，全世界每年有約6萬人，因船運產生的污染致死。沿海城市污染微顆粒物中約44%的硫酸鹽源于船運廢氣。基于上述數據，加利福尼亞州監管當局批準了美國最嚴格的遠洋輪船減排規定。從2009年7月開始，駛入加州海港的輪船需在距海岸24里水域內，使用更清潔的燃料。這些規定與2015年將實施的國際標準相似。

　　發展清潔船運當然是好事，全球發明家們也在努力進行這項事業。總部在德國漢堡的天帆公司，率先研發了依靠安裝在船上的巨型風箏拉動貨輪的“白鯨天帆”號，航行（取決于天氣和風力條件）節省了20%以上的油耗。在斯堪的納維亞半島，瑞典造船業巨頭華輪威爾森造船公司，正研究設計一款依靠太陽能、風能和燃料電池供能的航船。

    商船三井、三菱重工業和三洋電機正在共同研發的“利用自然能源的混合動力汽車滾裝船”被選為日本國土交通省“船舶二氧化碳減排技術開發業務”的扶持對象業務。目的是組合使用太陽能電池和鋰離子充電電池，確立削減船舶二氧化碳排放量的技術。

　　此次開發的系統可以在航海過程中將通過太陽能電池發電的電力存儲到鋰離子充電電池中，然后在停泊時使用。停泊時停止使用現有的柴油發電機，可以實現零排放。配備該系統的“混合動力汽車滾裝船”將在2012年完工，將通過實際航行檢測二氧化碳的減排效果。船舶計劃組合使用最大200kW的太陽能電池和3000kWh的鋰離子充電電池。