2025年的进步

前言

为系统总结发展成果、推广创新经验,智能新能源船舶技术创新产业联盟于2025年首次发起全国性创新案例征集活动。本次活动得到高校、行业科研院所、船舶制造企业、航运公司等单位的积极响应,经过严格评审,最终遴选出21项具有代表性的优秀案例,涵盖绿色船舶设计、技术装备研发、应用示范等多个领域,在技术创新性、经济效益、社会价值等方面均达到行业领先水平,充分展现了行业创新活力。


「 案例内容 」

GLA-1船用制冷生态循环系统

完成单位:旗浪海洋工程技术(上海)有限公司

完成人:王云章、王凌诚、张韶华、赵成旺、叶芬


主要建设内容

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2015年成立项目公司和产品研发团队,独立出来接手此技术历时9年多的时间,第一代产品于2020年6月完成并进行了20台设备的装船验,至今为止正常运行并产生良好的经济效益。2020年开始进行产品升级,由原先一体化的设计转为模块化设计。6月份获得国家知识产权局专利一百多项,新一代产品成品试验已于2023年1月完成。该技术利用柴油发动机工作室产生的高温废气作为能源,以氨水作为主要工作介质,在密闭空间中对其进行加温产生高温高压的气,然后通过冷凝器进行降温,形成低温高压状态的液氨,达到制冰制冷的效果。


工艺路线

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废气制冰技术主要指标定性:以目前提供的330千瓦柴油机废气可产生的制冰量

  • 柴油机额定功率:330千瓦

  • 通常柴油机在经济功率下运转,约为额定功率的70%左右,即330*70=230kw,柴油机耗油率在250g/kw左右,取其平均值 250g/kw*230kw=57500g/hr=57kg,得出每小时的耗油量为57kg。

  • 柴油每公斤的热值约10000kcal

  • 相当于热量为570000kcal

  • 排气占总热量在40%以上现取底值40%

  • 排气热量约为570000*0.4=228000kcal(大卡)

  • 排气用于制冰的热量转换率20-30%

  • 取最低值 228000*0.2=45600

  • 水变成冰,每公斤水降温1度需放出1Kcal

设定常温30度的海水,需结成-17度的冰块,则设备可制冰量/每小时=45600kg=970kg公斤,24小时制冰量=970*24=23300kg=23.3t吨冰。

  • 船只制冰分两个过程

A.船只从码头到渔场

B.船只捕捞作业自启动柴油发动机那时起 连续两者相加制冰量达到非常大足够的供给需求。


解决的主要问题及解决方案

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1.资源未充分利用问题:制冰过程中产生的高品质冰块用于渔获保鲜提升产品附加值,结合船舶尾气脱硫系统协同回收硫资源,增加收益。

2.能源成本高的问题:通过回收船舶柴油机废气余热驱动制冷,降低燃油消耗,节约能源成本,降低制冷成本,减少发电设备维护费用,降低全生命周期成本。

3.行业经济发展潜力挖掘问题:推动技术规模化应用,若全球部分远洋渔船采用该技术可创造显著经济效益,形成完整产业链。

4.碳排放问题:单船年减排大量 CO₂,避免使用高 GWP 制冷剂,减少等效 CO₂排放,助力碳减排。

5.海洋污染问题:冰鲜保鲜技术减少渔获腐败导致的海洋污染,避免大量渔获因保鲜不足被丢弃。

6.海洋热污染及生态保护问题:控制系统排热温度,降低海洋热污染风险,保护极地等敏感海域生态。

7.行业技术转型及特殊场景能源需求问题:推动船舶装备行业向 “零碳制冷” 转型,为北极航线、LNG 运输船等特殊场景提供能源解决方案,助力IMO 2030年减排目标达成。


成果示范应用效果

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(1)碳排放强度大幅下降

1.单船年减排量:以330kW 柴油机为例,系统年运行5000 小时可减少燃油消耗约 432 吨(15% 节油率),等效减排CO ₂ 1,357 吨(柴油碳排放系数 3.14kgCO₂ /kg)。

2.行业潜力:若全球商船队 10% 采用该技术,年减排量超1,800 万吨,相当于减少400万辆乘用车的碳排放。

(2)污染物协同控制

1.硫氧化物(SOx):单船年减少 SOx 排放约 3.4 吨(燃油含硫量 0.1%),助力船舶满足 IMO Tier III 排放标准。

2.氮氧化物(NOx):通过余热替代燃油发电,年减少 NOx 排放约 12 吨,改善港口及航线周边空气质量。

3.颗粒物(PM):柴油燃烧减少直接降低 PM2.5 排放,PM10浓度下降 15%-20%。

(3)能源效率提升与资源循环

1.余热利用率:系统回收柴油机废气中 30%-45% 的余热,驱动制冷循环,能源综合利用率达 85% 以上,较传统电制冷节能 30%。

2.CO₂ 制冷剂优势:采用跨临界 CO₂ 制冷技术替代 R22 等 HFCs,ODP=0、GWP=1,单船年减少等效 CO₂ 排放约 20 吨(传统制冷剂泄漏率 10% 计)。

(4)海洋生态保护

1.渔获保鲜优化:全程冰鲜保障减少渔获腐败,全球每年可避免约 200 万吨渔获因保鲜不足被丢弃,降低海洋富营养化风险。

2.热污染控制:系统排热温度≤40℃,低于传统制冷设备(50-60℃),保护极地等敏感海域生物多样性。

(5)特殊场景低碳突破

1.LNG 船 BOG 处理:结合氮氦膨胀制冷技术,将蒸发气冷凝回收,单船年减排 CO₂超千吨,同时消除 BOG 燃烧对大气的污染。

2.极地航线适配:在 Arc7 级破冰船上应用,通过余热制冰减少燃油消耗,降低极寒区域碳排放强度25%。


项目创新点

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模块化结构布局设计优势 :

1.利用柴油机排气实现制冰,制冷,冷藏冰块来保鲜,不用任何油耗;

2.体积小,不占船的有限空问;

3.海上航行重量平衡无负重;

4.不同部位产生不同功能能效制作冰块,冷藏冰块,制冷降温;

5.操作简单,程控自动化,无需人员看守;

6.经济效益在现有成本上达到百分之七八十降幅;

7.全国独有国家认证核心技术产品首发投放;

8.船舶减排,海洋环保,政府普惠工程政策大方向;

9.强大售后承诺系统装置设备五年质保,十年免费升级更换。


「 核心技术装备情况 」

核心技术装备名称

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发生器、冷凝器、冷藏柜、吸收器、输液泵



核心技术装备参数

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