北斗系统构建完整绿色航运体系
2011-03-16 08:49 | 中国新闻周刊 配套动态
素有“亚洲第一大河”之称的长江,源远流长,孕育华夏。要说她与“北斗卫星导航定位系统”之间存在密切联系,恐怕没几个人信服。一个是在太空中游弋的瑰丽星座,一个是地球上壮美的文化血脉。然而,的确有一群智慧的中国人将二者构成“黄金搭档”。
长江千百年来默默承载着繁重的水路交通和运输重担。中国科学院对地观测与数字地球科学中心主任、世界著名的遥测专家郭华东教授告诉《中国新闻周刊》:2009年,长江的总长度为6547.6千米,总面积180 850 0平方公里,年平均入海水量9600余亿立方米,完全或部分流经包括中国西藏自治区在内的11省、直辖市、自治区,流域人口超过5.5亿人,干流通航里程达2800公里,是名副其实的“黄金水道”。截至2010年,交通部最新统计数据显示,长江沿线注册在籍的船只共有50.5万艘,该数据仅包括吨位在30 0吨以上船舶,使用传统柴油作为动力,如此之多的船舶,排放的二氧化碳无疑会对长江的水质及沿岸地区的空气造成污染,不利于全面开展节能减排工作。
解决日益紧迫的环境压力,北斗系统在船用清洁燃料以及船舶导航监控业务领域有了发挥巨大作用的空间。
黄金水道添绿裳
长期以来,在构建绿色物流体系中,长江航运的确具有运能大、投资省、占地少、节能环保、运输成本低、适于运送大宗货物以及存在国防安全方面的比较优势。但是,传统的柴油等成品油价格持续走高,2011年2月初的柴油市场价格比2005年同比增长了近100%,内河航运的燃料需求呈刚性增长趋势,航运企业的运输成本节节攀升;同时,为节省成本,大量船舶使用千秒油,甚至用重油做燃料,船舶行驶起来,所到之处浓烟滚滚,与国家推动节能减排、发展低碳经济、建设环境友好型社会背道而驰。
如何转变,才能实现绿色发展?
目前,发展航运业需与保护环境同步进行的观念成为业界共识,而包括长江航运在内的中国内河航运的燃料主要是柴油,液化天然气(LNG)等清洁能源的使用仍是空白。
长江航运集团凤凰货运公司副总经理赵伟告诉《中国新闻周刊》,“船舶发动机的‘油改气’存在一个技术难关,天然气和柴油不同,如何保证气体不外漏、汽缸中的气压保持安全数值、剩余气量的实时监测及加供气提示,甚至是寻找最近的加气站等。”
北斗系统的建成和使用,成功解决了这个困扰能源和运输领域多年的难题。将北斗卫星导航定位系统安装上船,集成北斗系统的导航技术、监测功能和多传感器技术,实现包括采集船舶吃水深度、航速、河水流速、水质等信息,以及进行位置报告、预警报警、航务查询、物流贸易、调度监控和应急救援等多项工作。
中兴恒和投资集团董事局主席王岩向《中国新闻周刊》自豪地谈起北斗系统在长江航运中的应用,“更为重要的是,北斗系统能对船舶的二氧化碳和硫化物等污染排放情况进行准确的实时监测。最终,船舶双燃料改造以及北斗卫星导航监控系统应用将形成联动,构建完整的绿色航运体系。”
作为北斗系统的民用分理公司之一,中兴恒和投资集团以长江的内河航运为切入点,大力推进内河船舶双燃料改造,在现有船舶柴油发动机的基础上,成功地研发了具有国内领先水平的船舶双燃料发动机改装套件,2010年,该套设备已经进行了台架测试,多次试验数据和结果均优过预期。
长江航运集团拥有和控制的船舶运力744万载重吨,载重1000吨以上的货轮近3700余艘。旗下长航凤凰公司是中国内河经营干散货专业化运输规模最大、江、海、洋全程物流实力最强的企业,拥有和控制的船舶运力260万载重吨。中国长江航运集团凤凰货运公司总经理粟道康告诉《中国新闻周刊》,“‘十二五’期间,公司面临着艰巨的节能减排工作,完成减排任务需要全方位、全产业链的工作创新,必须依靠技术创新,将相关高新技术引入到此次改革中来。”
2011年3月9日至10日,长江航运凤凰股份有限公司在重庆深水码头,成功进行了首艘双燃料发动机重型船舶的试航仪式,随后三艘试航船向湖北宜昌开进,这标志着由北斗卫星导航定位系统与中国的内河航运产业牵手实施的“内河船舶油改气双燃料动力改造技术开发”工作进入实质性推广应用阶段。由此,北斗系统和长江航运完美结合。
北斗创新换真金
2008年年底,“北斗船用安全监控系统”正式全面铺开,其间走过不少弯路。为实现可持续发展,大规模使用液化天然气(LNG)作为船舶燃料在航运领域势在必行。在中国,船舶油改气系统没有先例,没有国家标准,船级社无法给予具体指导。面对北斗系统的良好监测性能和独有的短报文通讯功能,各级交通部门、船运公司,甚至船长都期待系统能够上船使用。
北斗系统之所以如此受追捧,用王岩的话说,“利用中国自主知识产权的高新技术,创造性的使用新方法,换取真金白银的效益和双赢,没有人不愿意做。”没有标准就制造标准。
依托借鉴荷兰、挪威等国家船级社,将参照新船的标准制定出为旧船改造的标准。长江上50万艘旧船,成为北斗的水上实验室。经历2009年、2010年两年的摸索,做了大量的实验,邀请中国国家船级社、重庆船级社、武汉船级社,在长江航运科技部的大力支持下,终于制定出一个符合中国实际情况的模式。
“小平同志的摸着石头过河,在其中得到了淋漓尽致的发挥。”粟道康意味深长地说
“当时非常艰难,国家没有具体的政策支持,更谈不到资金上扶持,全部是企业行为,2千多万的实验费用。不同的发动机,在长江的不同航段上,经历不同的航行条件,涉及到中国十几个型号的发动机。大的小的,土的洋的,要想改船,就对每一个船型的发动机都要做台架实验。”王岩对当时的场景记忆犹新。“记得当时的长迅三号,2550吨的船,做系泊实验,船头顶岸不动,开足了重载马力,一次不动,两次、三次、四次……每次都是剑悬心口,功夫不负苦心人,最后实验终于成功了。”
就这样,中国也有了全球领先的旧船动力改造试行标准。标准制定之后,需要细算一笔账。从台架实验和系泊实验,各方都取得了具体数字,现在的替代比是1:1.01,就是1吨柴油来比1.01吨天然气,在系泊实验中达到了天然气的75%正常燃烧,完全替代了75%的柴油。也就是说,在船舶航行时,只需再备用25%的柴油就可以,剩余部分全部由天然气替代。
这个关键数据从哪里来?北斗卫星导航定位监控来的,没有北斗系统,技术上不存在可能性。
现实问题是,企业以创造经济价值为第一要务。长江航运集团是一家央企,130多年的历史,拥有近10万名员工。作为中国最大的内河航运公司,承担着繁重的节能减排任务。面对激烈的市场竞争,需在承担企业经济责任的同时,将环境能耗降下来,务必需要增加环保投资,势必形成了额外的高成本,这种“赔钱做贡献”的生意往往不符合企业的发展逻辑。
在“北斗船用安全监控系统项目”合作中,北斗系统着实为长江航运集团送去了定心丸。
目前长航集团下属18家企业,所有统计在案,以柴油发动机为动力源的内河运输船舶,数量是15.58万艘,总装机功率是1560万千瓦,按每小时平均消耗柴油0.2千克来计算的话,那么每年消耗柴油总量为1671万吨,如果使用天然气80%替代柴油的话,最后折合市场现价,可以节约柴油1336万吨,现金962亿元。
据长江科学院研究表明,每1千克柴油的二氧化碳的排放量是2.8千克,一氧化碳在1千克左右,以长江航运集团为例,每年约消耗1670万吨柴油,按实际的柴油利用率为85%左右,那么就说每年将产生4530万吨二氧化碳和50.6万吨二氧化硫。改用北斗系统监测的天然气动力系统之后,每年可减少638万吨二氧化碳和35.1万吨二氧化硫。
小试合同能源管理
在实际操作中存在很多现实障碍,最典型的是如何统计具体的能源消耗比,如何能在合同约定的各方之间达成一个公开、公平、公正的公共数据平台。
王岩告诉《中国新闻周刊》,“北斗系统最为核心的作用也是表现在对合作形式创新上,这在全球水上交通运输领域独一无二,它将合同能源管理、新能源开发利用及节能减排和航运经济发展有机的整合。”
合同能源管理(EPC)是一种新型的市场化节能机制。这种节能投资方式允许客户用未来的节能收益为工厂和设备升级,以降低目前的运行成本;或者节能服务公司以承诺节能项目的节能效益,或承包整体能源费用的方式为客户提供节能服务。其实质就是以减少的能源费用来支付节能项目全部成本的节能业务方式。
目前中国鼓励实行合同能源管理,恰好北斗在长江绿色航运中可以帮助推进各方面的工作。假设改造一艘装机功率为600千瓦-800千瓦的自航载货船,需要的费用是60万元-80万元人民币,那么长江航运集团有近4000多艘船,如果全都由长航集团拨付款项进行改造,难度实在太大,总费用过于庞大,超出预算难以让企业承受。
解决路径在哪里?北斗系统给出了答案:改装船只无需长航支出费用,合作的企业出资,签约合作5年,5年间柴油消耗和天然气消耗之间有一个差价。差价间的利润合作方平分,各收益50%,长航集团未花一分钱,净利润50%,换算之后,50%的利润要远远高过当初的船只改造费用。“5年间把柴油和天然气的替代率差价加起来,基本上在300万元左右。”王岩如是说。
很明显,这一案例的利润率相当可观。“但问题是找不到办法解决油和气的流量数据。流量如果用仪表统计的话,就需要人力抄表,这涉及到合作双方谁来抄表。航运有一个共同特点,时间周期长。每次从出航到返航,少则一周,多则数月,抄录仪表信息难度很大,每艘船都派一人,未来单方就要组织50万人,双方组建共100万人的队伍,显然不现实。”王岩向《中国新闻周刊》列举着。
用了北斗系统,这一切都得以解决,在每艘船上都安装气表和油表,每个仪表内都安装一个北斗传感器,实时监控,所有参与方以北斗数据为准,重要的是北斗的传感设备在未经系统允许情况下,无法被关停,即使被关停也留有数据记录。
3月10日的首航仪式是第一次全面改装升级的重载船舶的试水,取得了圆满的成功。北斗系统第一次为自己的母亲河护航,为这条千百年来的“黄金水道”穿上绿色衣裳十足地出了一把力。