全球航運業(yè)正在經歷風力發(fā)電的復興。

“風助推進”的最新進展來自日本。Eco Marine Power（EMP）最近在廣島縣的尾道海洋技術測試中心發(fā)布了其EnergySail系統(tǒng)的全尺寸版本。這個剛性的長方形裝置稍微彎曲，可以放置在風中產生升力，幫助推動船只前進。沿工作面鋪設的船用太陽能電池板可為船上照明和設備供電。

EMP的首席技術官Greg Atkinson說，這艘4米高的帆船今年將接受岸基測試，為海試做準備。該設備將提供1 kilowatt/kWp的峰值太陽能，他說，但潛在的航行能力尚未確定。

EnergySail是EMP更大的技術平臺之一。這家總部位于福岡的公司還正在開發(fā)一個集成系統(tǒng)，包括安裝在甲板上的太陽能電池板；可回收的船用電池；充電系統(tǒng)；以及計算機程序，這些程序可以自動旋轉船帆以捕捉最佳的風力，在不使用或惡劣天氣時降低設備。Atkinson指出，移動一個能量電池（主要是為了優(yōu)化它的風能收集）可能會影響它接收到多少陽光，盡管當電池板平放時仍然可以收集太陽能。

這家初創(chuàng)公司的最終目標是在一艘擁有可用甲板空間的油輪或貨輪上吊起大約一打（12個）EnergySails。模型顯示，根據風況和船只的大小，這種大小的陣列可以節(jié)省高達15%的電力。

國際風帆協會秘書長Gavin Allwright表示，這一數字與其他風帆輔助技術的預測一致，這些技術可以幫助船只實現比一般船只節(jié)省5%至20%的燃油。（EMP不是協會的成員）例如，芬蘭Norsepower公司最近為一艘Maersk油輪配備了兩個旋轉的旋翼帆。在為期12個月的試驗期間，這些裝置平均降低了該船8.2%的燃料使用量。

隨著國際監(jiān)管機構削減全球溫室氣體排放量，航運公司越來越多地投資于清潔能源。幾乎所有的商業(yè)貨船都使用石油或天然氣在全球運輸貨物；加起來，它們貢獻了全世界每年化石燃料排放總量的3%。氫燃料電池和氨燃燒發(fā)動機等零排放替代品離商業(yè)化還有好幾年的時間。但風力輔助推進是一個更直接的解決方案。

EMP的EnergySail部門與Teramoto Iron Works合作，后者在20世紀80年代建造了第一個剛性帆，這些設備被稱為JAMDA帆，在日本海洋機械發(fā)展協會（Japan Marine Machinery Development Association）成立后，盡管存在一些技術問題，但在較小的沿海船舶上，這些設備的燃油消耗量仍減少了10%到30%。

在這次試航中，這家初創(chuàng)公司計劃安裝一個裝在甲板上的太陽能電池陣列，最大功率可達25kwp；另外還有電池組；計算機系統(tǒng)；以及一兩個能量電池。Atkinson說，可能需要兩到三年的測試，以驗證該設備是否能夠經受惡劣的條件，包括強風和腐蝕性海水。

另外，EMP已經開始測試其平臺的非航行部分。2019年5月，該公司在新加坡母散貨船擁有的一艘大型起重船上安裝了1.2千瓦的太陽能電池陣列。該裝置還包括一個由Furukawa電池公司制造的3.6千瓦時VRLA（閥控鉛酸）電池組。一個車載監(jiān)控系統(tǒng)自動實時報告和記錄油耗數據，并計算二氧化碳和二氧化硫的每日排放量。

EMP先前在希臘的一艘船只上測試了Furukawa的電池。白天，太陽能電池板為電池充電，保持電壓穩(wěn)定，可以直接為船只的照明負荷供電。電池還可以儲存多余的太陽能，以保證夜間照明。合作伙伴花了大約五年的時間進行測試，以確保系統(tǒng)穩(wěn)定。

Atkinson說，到目前為止，COVID-19的流行還沒有擾亂公司的工作，也沒有停止今年的計劃。

他說：“我們可以通過遠程和使用基于云的應用程序來完成大部分設計工作。此外，我們可以使用虛擬風洞和（計算機輔助設計）應用程序來完成海上試驗階段的大部分初步設計工作。”

然而，在整個行業(yè)中，冠狀病毒的爆發(fā)正在給經濟造成嚴重破壞。Allwright說，直到幾周前，船主對風力輔助推進的興趣“絕對瘋狂”。他說：“現在，航運公司說，‘聽著，我們現在不能投資于新技術，因為我們正在努力生存。”

盡管如此，一些技術開發(fā)人員仍在加速他們的設計工作，希望在行業(yè)復蘇后盡快啟動項目。“這一暫停給了供應商額外的12個月時間來測試這些東西，并為行動做好準備，”Allwright說。