風(fēng)起了！異軍突起的旋筒風(fēng)帆

風(fēng)起了！國際海事組織（IMO）的新船能效設計指數(EEDI)、現有船能效設計指數（EEXI）和船舶碳強度指數(CII)強制實(shí)施和推進(jìn)后，可再生可循環(huán)利用的風(fēng)能，必將在航運的綠色低碳革命中大行其道。

現代風(fēng)帆助推船，除了世人熟知的硬質(zhì)翼面帆，還有一種鮮為人熟知的旋筒風(fēng)帆——又名風(fēng)力助推轉子、Magnus轉筒、Flettner轉子等，目前正在中國市場(chǎng)異軍突起。它不同于傳統風(fēng)帆的造型，看上去好像是船上豎著(zhù)的一個(gè)個(gè)圓“煙囪”，通過(guò)驅動(dòng)圓筒在風(fēng)中旋轉產(chǎn)生垂直于風(fēng)速方向的力，為船體提供前行的推力。與其它風(fēng)力驅動(dòng)裝置相比，旋筒風(fēng)帆更輕巧、更靈活、應用更廣泛，可以在油輪、客輪、散貨船、滾裝船等多種具有空曠甲板面的船型上安裝。根據單船安裝旋筒風(fēng)帆的大小與數量不同，平均節省燃料可高達5-25%，被國內外業(yè)界廣泛關(guān)注與研究。

近兩年，隨著(zhù)國內外該項技術(shù)研究與實(shí)船實(shí)踐的成熟，旋筒風(fēng)帆在船舶上的安裝與應用即將進(jìn)入到一個(gè)“井噴”的時(shí)期。

旋筒風(fēng)帆的起步與發(fā)展

旋筒風(fēng)帆的起步與發(fā)展，源于歐洲，興于歐洲。

早在20世紀初，德國的工程師安東·福萊特納（Anton Flettner）與普蘭特爾（Prandtl）提出“馬格努斯（Magnus）效應”可應用于船舶的推進(jìn)。通俗來(lái)講，轉筒風(fēng)帆利用電機驅動(dòng)轉筒旋轉，使其逆風(fēng)旋轉一側表面的氣壓增大，順風(fēng)旋轉一側表面的氣壓降低，從而產(chǎn)生一個(gè)垂直于氣流方向的升力，將其投影至船舶前進(jìn)方向即為推動(dòng)船舶前進(jìn)的推力。通過(guò)調整轉筒的轉速和旋轉方向，可以調節筒體受力的大小和方向，從而為船舶前進(jìn)提供的輔助推力。

為了證實(shí)他們的理論，1924年安東·福萊特納在德國弗里德里希·克虜伯日耳曼尼亞船廠(chǎng)制造了一艘名為巴登巴登號（Baden-Baden）的海船，該船54米長(cháng)、9米寬、載重噸位625噸，以高18.3米×直徑2.8米雙圓柱轉子為輔助推進(jìn)動(dòng)力，并在1926年成功橫渡了大西洋，因而這類(lèi)風(fēng)力助推轉子裝置也被稱(chēng)為“福萊特納轉子”。

更名前的海船巴登巴登號（Baden-Baden）

近年來(lái)，在旋筒風(fēng)帆技術(shù)的實(shí)船應用方面，歐洲各國已經(jīng)走在了前列。國際上，旋筒風(fēng)帆商業(yè)化經(jīng)營(yíng)最成功的是號稱(chēng)全球領(lǐng)先的輔助風(fēng)力推進(jìn)系統供應商——芬蘭的挪世航力（Norsepower）公司，他們也是目前國內外旋筒風(fēng)帆訂單最多，實(shí)船應用經(jīng)驗最豐富的公司。

據挪世航力公司中國總經(jīng)理武效萱證實(shí)，早在2014年，挪世航力公司就已將生產(chǎn)的旋筒風(fēng)帆應用于芬蘭船東Bore公司旗下的一艘9700載重噸級的滾裝船“M/S Estraden”輪上，該輪安裝的兩個(gè)高18米×直徑3米旋筒風(fēng)帆，可以降低大約6.1%的燃料油消耗，相當于每年節約400噸燃料油，降低1200余噸CO2排放。

滾裝船“MS Estraden”號

2015年挪威海事展期間，芬蘭Deltamarin公司推出全新一代客滾船“DeltaChallenger”號，配備了6個(gè)挪世航力公司開(kāi)發(fā)的旋筒風(fēng)帆，可節約大約10%的輔助推力。

2018年，馬士基油輪、挪世航力公司、英國能源技術(shù)研究所(ETI)和殼牌海運公司合作，在一艘LR2成品油船上安裝了2個(gè)高30米×直徑5米的旋筒風(fēng)帆，降低7%～10%的燃料油消耗。

滾裝船“MS Estraden”號

2015年挪威海事展期間，芬蘭Deltamarin公司推出全新一代客滾船“DeltaChallenger”號，配備了6個(gè)挪世航力公司開(kāi)發(fā)的旋筒風(fēng)帆，可節約大約10%的輔助推力。

2018年，馬士基油輪、挪世航力公司、英國能源技術(shù)研究所(ETI)和殼牌海運公司合作，在一艘LR2成品油船上安裝了2個(gè)高30米×直徑5米的旋筒風(fēng)帆，降低7%～10%的燃料油消耗。

加裝轉子的LR2成品油船

2018年，世界第一艘液化天然氣/風(fēng)能推進(jìn)混合動(dòng)力郵輪“M/S Viking Grace”號誕生，安裝了1個(gè)高24米×直徑4米的旋筒風(fēng)帆，年平均節省液化天然氣約300噸，減少CO2排放量約900噸。

旋筒風(fēng)帆大戶(hù)落戶(hù)中國

挪世航力公司在歐洲一直是訂單滿(mǎn)滿(mǎn)，可該公司卻在2020年這個(gè)風(fēng)云突變的時(shí)期進(jìn)入中國。

2020年元月-3月，挪世航力公司分別在香港與江蘇鹽城先后設立了分公司。武效萱表示，挪世航力十分看好中國產(chǎn)業(yè)潛能與交通優(yōu)勢。目前，江蘇鹽城的中國公司承擔了挪世航力生產(chǎn)基地的重要作用，充分利用長(cháng)三角工業(yè)區的雄厚生產(chǎn)實(shí)力，服務(wù)整個(gè)太平洋西岸的亞太國家，為中國、日本、韓國、新加坡、越南等國家的造船廠(chǎng)，量身定制國產(chǎn)化的旋筒風(fēng)帆。

2021年，挪世航力公司宣布了其首次在新建大型散貨船上創(chuàng )紀錄地安裝五個(gè)傾收式旋筒風(fēng)帆。這艘32.5萬(wàn)載重噸的超大型礦砂船（VLOC），被安裝了5個(gè)高24米×4米直徑的可傾收旋筒風(fēng)帆，可以通過(guò)液壓油缸傾倒至貨艙口之間，靈活方便地避讓裝卸貨物的耙斗，科技含量很高。該船在舟山的太平洋船廠(chǎng)吊裝旋筒風(fēng)帆，船東是韓國泛洋海運（Pan Ocean Ship Management），并被巴西淡水河谷（Vale）租用。

“我們公司一直在致力于開(kāi)發(fā)風(fēng)帆航行的研究與計劃，研究各種船型適配的旋筒風(fēng)帆，為船東船廠(chǎng)定制科學(xué)高效的技術(shù)投資方案。在不降低航速的情況下，利用可再生能源獲得額外的動(dòng)力，降碳節能增效5-20%，受到了廣大船東船廠(chǎng)的青睞。” 武效萱透露：“公司目前最大的問(wèn)題是產(chǎn)能不足，供不應求，好在中國公司本土化國產(chǎn)化的旋筒風(fēng)帆產(chǎn)能正穩步提升。”

據了解，英國商船旋筒風(fēng)帆供應商——英國Anemoi船舶技術(shù)公司的旋筒風(fēng)帆在數年前就己經(jīng)進(jìn)到了中國市場(chǎng)，并通過(guò)與瓦錫蘭公司的合作在全球范圍內大力推廣。

英國Anemoi船舶技術(shù)公司的旋筒風(fēng)帆

瓦錫蘭公司的技術(shù)銷(xiāo)售總經(jīng)理周繼紅介紹，早在2018年，在江蘇南通一船廠(chǎng)，為一艘希臘船東6.4萬(wàn)噸的散貨船，安裝了4根高18米×直徑2.1米的旋筒風(fēng)帆。

據悉，英國Anemoi船舶技術(shù)公司在國內的供應鏈已建設完成，近期內將為一系列散貨船安裝旋筒風(fēng)帆，安裝訂單正在穩步增長(cháng)，

中國旋筒風(fēng)帆國家隊迎頭趕上

中國作為造船大國，這樣的戰略機遇期豈容錯過(guò)？

2022年5月，中國船舶科學(xué)研究中心（中國船舶集團702所）首次加裝旋筒風(fēng)帆操縱性模型試驗順利完成。作為中國造船“國家隊”——中國船舶集團702所圍繞旋筒風(fēng)帆實(shí)船應用進(jìn)行了深入系統的技術(shù)攻關(guān)。

英國Anemoi船舶技術(shù)公司的旋筒風(fēng)帆

瓦錫蘭公司的技術(shù)銷(xiāo)售總經(jīng)理周繼紅介紹，早在2018年，在江蘇南通一船廠(chǎng)，為一艘希臘船東6.4萬(wàn)噸的散貨船，安裝了4根高18米×直徑2.1米的旋筒風(fēng)帆。

據悉，英國Anemoi船舶技術(shù)公司在國內的供應鏈已建設完成，近期內將為一系列散貨船安裝旋筒風(fēng)帆，安裝訂單正在穩步增長(cháng)，

中國旋筒風(fēng)帆國家隊迎頭趕上

中國作為造船大國，這樣的戰略機遇期豈容錯過(guò)？

2022年5月，中國船舶科學(xué)研究中心（中國船舶集團702所）首次加裝旋筒風(fēng)帆操縱性模型試驗順利完成。作為中國造船“國家隊”——中國船舶集團702所圍繞旋筒風(fēng)帆實(shí)船應用進(jìn)行了深入系統的技術(shù)攻關(guān)。

疊風(fēng)新能源旋筒帆系統，經(jīng)過(guò) CCS和LR 船級社認可

李智表示，疊風(fēng)新能源旋筒風(fēng)帆訂單已經(jīng)在手，今年下半年有望為一艘客滾船和一艘6.5萬(wàn)噸級的散貨船分別安裝2個(gè)、4個(gè)高24米×直徑4米旋筒風(fēng)帆。目前，依靠天津保稅區的強大工業(yè)基礎，疊風(fēng)新能源24米×4米旋筒風(fēng)帆年產(chǎn)能達30臺，并加緊研發(fā)35米×5米旋筒風(fēng)帆及其他風(fēng)力輔助推進(jìn)裝備。

李智介紹，疊風(fēng)新能源旋筒風(fēng)帆對船舶改造范圍小，無(wú)需進(jìn)塢，可在碼頭進(jìn)行，改造周期短至15-20天。而且，有固定式/可傾倒式/軌道式等多種形式供不同船型選擇，利用風(fēng)能實(shí)現對船舶輔助推進(jìn)，實(shí)現 5%-20%的節油效果，設備投資回報周期僅2-4 年。

針對旋筒風(fēng)帆的火爆預期，我國的相關(guān)規范指南也“應運而生”。

“中國船級社關(guān)于旋筒風(fēng)帆的規范馬上就要出臺了。”中國船級社（CCS）上海規范研究所法規與綠色技術(shù)研究部副主任顧雅娟表示，隨著(zhù)國際公約和國家規范體系的不斷升級，CCS每年都會(huì )緊跟行業(yè)“熱點(diǎn)”發(fā)布各類(lèi)規范指南文件。旋筒風(fēng)帆是目前商船上很受歡迎、風(fēng)險較小的降碳方案之一，除了集裝箱船，在散貨船、客船、游輪、滾裝船、油船上的旋筒風(fēng)帆改造升級相對簡(jiǎn)單，能實(shí)現5-25%的燃料節省。

顧雅娟分析，旋筒風(fēng)帆最佳的助力風(fēng)向為橫風(fēng)，我國沿海的季風(fēng)風(fēng)力資源非常豐富，近海航線(xiàn)以南北航線(xiàn)為主，平均風(fēng)力達到 4 級，旋筒風(fēng)帆的適用性十分廣泛�，F在國內具有實(shí)船安裝經(jīng)驗的廠(chǎng)家還不是很多，旋筒風(fēng)帆的科技研究及實(shí)船實(shí)踐前景廣闊。