郭巍

（武汉航道学校，湖北 武汉 430000）

基于阴极电位控制理论的船舶节能减排技术研究

郭巍

（武汉航道学校，湖北 武汉 430000）

随着工业化发展进程的加快，大气污染问题已经成为全球性的问题。船舶是我国主要的交通运输方式，在其使用的过程中，可能会排放出大量的污染物，这些污染会造成海洋和大气环境方面的污染，针对这一问题，就应该做好船舶的节能减排控制。阴极电位控制技术是利用磁化技术来进行节能减排，这项技术被广泛应用于汽车和排污水管的防垢处理中。本文根据阴极电位控制理论，来对船舶节能减排技术进行深入探讨和研究。

阴极；电位；控制理论；船舶；节能减排；技术

在人类和工业发展的过程中，地球环境已经遭到了严重的破坏，酸雨危害、气候变暖、臭氧层破坏、大气污染、水污染、固体废弃物污染等都成为环境恶化的产物。世界各国在保护环境方面也积极做出努力，并在2009年将节能减排、发展低碳经济作为各国发展的主要方向。

1 航运对海洋和大气的影响

在各国经济高速发展的情况下，运输业显得尤为重要，在保证安全性、运输量和低价格的前提下，航运业成为我国贸易运输的首选。据不完全统计，我国大约有8万艘船只用于贸易运输中，排水量在4亿吨以上，其运输量已经达到了世界贸易总运输量的97%左右，在航运业发展的过程中，会耗费大量的能量，这些能量大约占世界总能耗的3%左右，并且还会给环境造成严重的污染。由于船舶柴油机具有较大的功率，所以产生的污染物也较多，在世界贸易总量不断增加的情况下，经济和环境之间的矛盾也越来越突出。

节能减排和低碳环保已经成为世界经济发展的主要方向，走可持续发展道路是世界各国在发展过程中的共同目标。随着船舶使用量的增加，其排入海洋和大气中的污染物也在不断增加，这就使海洋环境和生态环境遭到严重的破坏，同时也对人类的健康产生了极大的影响。随着各国环境保护意识的增强，国际组织也在环境保护方面召开了多次会议，这些会议标志着环境保护已经成为亟待解决的重要问题。通过对全球船舶污染的调查了解到，船舶在使用中所产生的废气大约占大气污染总量的10%左右，虽然船舶污染排放的污染物不是最重要的污染物，但其所占的绝对数量相当大。

2 船舶节能减排的意义

2.1 船舶造成的海洋污染

一般来说，海洋污染主要包括船舶引起的污染、海底活动污染、大气污染、海洋倾倒等，其中船舶污染是造成海洋污染的重要因素。船舶能够造成的主要污染包括生活污水、船舶垃圾、有害物质、有害排气、石油制品和有毒液体等，这些污染物主要是由于事故性或者操作性进入到海洋当中。船舶污染在海洋环境污染中大约占35%的比例，由于船舶和海水存在可变性，这就导致船舶污染也存在一定的流动性和无界限性。水流和船舶的运动使海洋污染物的污染面积扩大，这就给海洋治理造成一定的困难。海洋污染不仅仅是一个国家应该面对的问题，也是具有全球性危害的问题。

2.2 船舶节能减排的意义

在柴油机发明之后，世界上几乎全部商用船舶都将柴油机作为主要的动力，但柴油机所造成的污染十分巨大，其排放的污染物主要有HC、COx、SOx、噪声和烟尘等。通过对商用船舶污染的调查可以看出，船舶所排放的污染物颗粒为汽车排放量的50%左右，氧化氮的排放量占全球的7%。由此可以看出，船舶造成的污染不仅危害到海洋环境和全球气候，也严重影响到人类的基本生活和身体健康。面对这一问题，必须重视海洋保护和环境保护，努力做好船舶的节能减排工作，这样才有益于人类的健康发展。随着燃油费用的不断增涨，船舶航运的费用也在不断增加，所以航运公司只有做好船舶的节能减排工作，不断提高节能减排技术，才能尽量缩小成本，从而获取最大的经济效益。

随着船舶节能减排意识的深入，世界各国在船舶节能减排方面也制定了较多法律，但这些法律法规不能完全抑制某些违法排放的现象。对于我国来说，船舶的节能减排是一项重要而又艰巨的任务，在不断完善法律法规的同时，还应该充分利用科技的力量，研制出更多船舶方面节能减排的新技术，这样不仅有利于环境友好型社会的构建，也能够提升航运公司的整体竞争力。

3 阴极电位控制理论在船舶节能减排方面的应用

3.1 阴极电位控制理论

3.1 .1 磁化节能技术。最早利用磁化节能的案例是在1936年，我国的渔民曾利用磁体来改变渔船中的燃油特性，以此达到降低能耗的目的。直到1945年蒸汽机防污垢技术的应用，使磁化节能技术有了进一步的发展。截止到上世纪90年代末，以欧美和日本为代表的部分国家，已经在电磁处理技术方面开展了大量的研究，并取得了一定的成果。

3.1 .2 阴极电位控制技术。永久性磁铁所能够产生的磁场不容易调节，为了解决这一问题，大量专业研究人员对磁化节能技术展开了进一步的研究。2008年日本的科研专家发明了阴极电位控制技术，这种技术能够有效地控制流体中的粒子电位，从而达到清除杂质的目的。这项技术已经在下水道维护、各类车辆污染物的清理方面得到应用，并且能够改善既有的使用效率，同时也能够减少车辆尾气中的污染物含量。

3.2 阴极电位控制理论在船舶应用中的可行性

3.2 .1 在对挖掘机或者小型卡车开展试验时，如果利用阴极电位控制器，就会使车辆所排放污染物中的NOx减少，而且能够使燃料得到充分燃烧，这样不仅提高了能源利用率，还节约了大量能源和燃料；阴极单位控制器还能够使车辆尾气中的SOx减少，从而降低对环境的污染；

3.2 .2 阴极电位控制器能对润滑油起到一定的净化作用，从而提高润滑油的使用效率，并且能够实现废油的再次利用，降低了润滑油的浪费，也起到了能源节约的作用；

3.2 .3 由于阴极电位控制器已经在柴油发动机和挖掘机方面取得较好的节能效果，这项技术也同样适用于船舶的节能减排中。

3.3阴极电位控制理论在船舶节能中的研究

在船舶中利用阴极电位控制理论的实践证明，在使用阴极电位控制器以后，船舶油表的整体流量要比以往少很多。在使用阴极电位控制器以后，船舶发动机的输出功率基本处于稳定状态。在功率相同的情况下，使用阴极电位控制器后的流量明显减小。在流量一定的情况下，发动机的平均功率有所降低，证明阴极电位控制的应用能够起到节能减排的效果。在使用阴极电位控制器以后，船舶的各输出功率段都有明显的节能效果。

虽然阴极电位控制理论能够在节能减排方面取得一定的成效，但这项技术的某些细节问题仍需深入研究，例如发动机的平均输出功率趋于稳定是否和阴极电位控制理论有关。科研人员只有通过不断的探索和试验，才能使阴极电位控制的作用得到充分挖掘，同时也有利于其在各项节能减排工作中的应用。

4 结语

在资源日益紧缺的前提下，我国必须同世界各国一起努力，共同来完成节能减排工作，这样才有利于资源能源的可持续发展。本文通过航运对海洋和大气的影响、船舶节能减排的意义的分析，对阴极电位控制理论在船舶节能减排方面的应用进行了深入探讨。通过分析可以了解到，阴极电位控制理论的应用，能够使船舶排放的污染物减少，从而保护海洋环境和大气环境。

[1]于伟峥，杨挺然.柴油机排放物的生成机理及降低排放的技术措施[J].交通节能与环保，2007（3）.

[2]李箭.浅谈船舶节能和环保能源的利用[J].中国水运，2007（8）.

[3]黄胜，郭春雨.船舶推进节能技术研究与研究[J].舰船科学技术，2007（1）.

[4]袁均福.船舶节能技术应用综述[J].科技经济市场，2009（10）.

[5]陈宝忠，傅爱庆，孙永明.船舶减速航行与主机减额输出节能技术的分析研究[J].中国航海，2005（1）.

U661

A

1003-5168(2014)03-0041-02