
船舶風力推進2026年將迎來拐點
船舶風力輔助推進的勢頭正在增長,業界預計2026年將呈現指數級的增長。
雖然新冠疫情一度減緩了風力輔助推進系統(WAPS)技術的發展,但國際風船協會(International Windship Association)秘書長Gavin Allwright日前指出,2025年將是過渡轉型的一年,將使該行業從2024年的經驗積累和信息驅動轉變為2026年的指數級增長。
Gavin Allwright稱,“剛過去的2024年是非常重要的一年,從我們協會的角度來看,這可能是我們進行市場大力推動的最后一年,我們進行了大量的教育,向市場提供信息,盡可能多的參加各種活動。進入2025年,這將是轉型過渡的一年,因為我們確定2026年將是真正的轉折年。”
到2025年年底,全球將有100個風力推進安裝,并且為進一步增長打好了基礎。風力推進原始設備制造商每年將能削減10-20%的制造成本,一些企業將能進行大規模生產。
DNV指出,由于行業興趣激增,加上系統制造商和船廠擴大生產和安裝能力,未來幾年風力輔助推進系統的訂單將加速增長。
中國船廠已經安裝了至少30套風力推進系統,英國的BAR Technologies公司和Anemoi公司以及芬蘭的挪世航力(Norsepower)公司均在中國設有生產工廠,中國本土的制造商則包括中船集團下屬企業和疊風新能源等。Union Maritime、商船三井、Maersk Tankers和Louis Dreyfus Armateurs(LDA)等船東已經訂造了多艘風力推進船。
Allwright表示,風力推進市場覆蓋三個領域:現有船改裝、對標準船舶設計進行改裝的新造船、風力優化的新造船。
其中風力優化的新造船包括Neoline公司和TOWT公司的貨船和客船,比如新設計的探險船“Captain Arctic”號,Wallenius Marine公司的汽車運輸船概念Oceanbird等。
使大型貨船主要采用風力推進的能力絕對是存在的,已經可以設計200-300米長的船,這是有科學依據的。
目前最大的擔憂可能是成本問題,建造一艘風力推進船的成本會更高。但從船舶全生命周期的運營角度來看,風力推進比燃燒燃料要便宜得多,以風力為主要動力的船舶,投資回報可能需要長達10年的時間,然后后面20年都是純利潤。
法規方面的推動力也越來越大。采用風力推進的船舶在2030年之前都能完全符合FuelEU的規定,如果安裝大型風力推進系統,合規期則幾乎完全可達2035年。因此,風力推進就是很好的合規解決方案,再加上節省的資金,將形成完美的風暴。
目前,75%的風力輔助推進系統是用于改裝船。船型方面,散貨船和油輪尤其適合風力推進裝置,因為這兩種船擁有風力推進裝置通常所需的甲板空間。
旋筒帆一直是散貨船和油船領域的首選技術,占54%的安裝份額。而吸力帆則是普通貨船的主要選擇,在貨船中占比67%。比如,Marflet Marine公司的182米長油輪“Santiago I”號正在改裝4個Bound4Blue公司的eSails,正在建造的油輪“Tern Vik”號也將配備4套eConowind公司16米高的Ventofoil系統。
“Sohar Max”號
2024年12月,Anemoi Marine Technologies公司為40萬載重噸超大型礦石運輸船“Sohar Max”號完成了5個旋筒風帆的安裝,成為迄今為止接受風力推進技術的最大船。
Anemoi公司商務總監Claes Horndahl介紹說,船東進一步使風力推進優勢最大化的重要方法之一是將Anemoi的旋筒風帆與航行優化解決方案相結合,該公司已經與軟件公司納帕(NAPA)合作,結合使用其天氣航線和航行優化工具,船舶運營商可以利用有利的風力環境來規劃航線,從而大幅提高效率。
Horndahl指出,這些好處是可以量化的。以上述在巴西和新加坡之間航行的超大型礦石運輸船為例,將旋筒風帆與航行優化相結合,預計減排量將從10%提高到更令人印象深刻的25%。一艘在美國西海岸和中國上海之間航行的MR型成品油船,僅使用2個旋筒風帆,預計每年可節省大約1000噸燃料,減少近3000噸的碳排放,減少了23%。一艘配有4個旋筒風帆的21萬載重噸Newcastlemax型散貨船,也實現了超過14%的燃料消耗和排放減少。
納帕公司航運解決方案高級客戶經理Daniel Karlberg表示,任何船帆的位置都會對其有效性產生重大影響,因為風帆之間以及帆和船之間可以相互作用,甚至風帆位于船舶的不同側面也會產生不同影響。最大的挑戰是準確模擬風力對帆和船的實際影響,以及風力是如何影響和提供推力的,準確的建模是關鍵。
船東Berge Bulk公司已經在其船隊的自有船上采用了Sofar公司的Wayfinder平臺,包括2艘配備了風力推進技術的船“Berge Olympus”號和“Berge Neblina”號。該公司稱,這2艘船配備了風帆,使它們更加依賴天氣,具有推進力的風將明顯影響船舶性能。Wayfinder平臺能持續動態調整導航,找到發動機推進和風力推進之間的最佳平衡,以實現盈利最大化。在燃料價格高企時,風力推進變得更有價值。
法國船級社可持續航運技術負責人Aude Leblanc指出,具有預測算法的能源管理系統可以優化風力發電的分配,以滿足船舶推進和船上電力的需求。一些創新的項目甚至正在研究使用水力發電機,將風能轉化為電能,然后可以直接在船上使用或儲存在電池中。風力發電和能源存儲的這種耦合,有助于管理風力發電的可變性,提高風力推進的整體效率和自主性。通過減少發動機振動,風力推進還可以降低水下輻射噪音水平,這對海洋生態系統具有積極影響。
“Canopée”號是首艘配備可折疊翼的混合動力船,這種翼專門設計用于提供風力輔助推進。船東Alizée公司當時希望建造一種淺吃水的滾裝船,并且采用高效可靠的風力輔助推進系統,用于運營跨大西洋航線,設計標準包括一套重量輕、占用較小甲板面積的風力推進系統,以匹配穩定性約束和貨艙設計。
最終該船選擇了OceanWings技術,OceanWings公司首席運營官Romain Grandsart介紹說,雖然這是一艘新造船,但并沒有完全優化風力,因為該船是在法國的一條內河上航行,需要最大4米的吃水。
盡管如此,該船的船帆還是展現了35%的燃料節約。Grandsart表示,OceanWings具有59%的市場最高推力重量比,保證了穩定性和易于集成,同時最大限度的提高了商用貨物空間。
Sea Zero項目全球首艘零排放游輪
OceanWings公司還有可能被選定與SINTEF和VARD合作,幫助船東Hurtigruten繼續完善其Sea Zero游輪設計。初步估計表明,該船的船帆可以減少大約10%的能源消耗。
船東Wallenius Marine也正在進行先進的風洞試驗,希望打造全球首艘風力驅動的純汽車/卡車運輸船“Orcelle Wind”號,這是Oceanbird概念中的首艘船,目前正與Oceanbird、RISE SSPA Maritime等合作開發。
Wallenius Marine公司造船設計師和項目經理Carl Fagergren表示,該船的設計將針對航行進行優化,能將排放降至最低。該船的發動機只能實現大約17節的最大航速,配備翼帆后,在有利條件下航速可以超過20節。如果想最大限度利用風力,就需要放慢航速,以平均8-10節的航速航行可以實現最大的能源節約。一般來說,航速越快,所需的發動機功率就越大,節省的燃料/減排就越少。
該船也將采用用于控制翼帆、推進和方向舵的專門軟件,并且將集成至一套系統。
目前風力輔助推進系統技術都能使用先進的控制和自動化系統,并且結合空氣動力學、自動化、計算機建模和現代材料。雖然這些技術目前并沒有被廣泛采用,但卻顯示出了巨大的前景。

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