滚装船

用滚装方式装卸载货车辆的船舶

滚装船

滚装船(Roll-on/Roll-off ship, Ro-Ro ship)也被称为"开上开下"船,是一种专门用于运输货物的船舶,利用运货车辆或牵引车来装载和卸载货物。[0]它可以运输各种轮式货物,如汽车、摩托车、卡车、半挂车、公共汽车、拖车和火车车厢等,也可以装运坦克、火炮、车辆和装甲装备。[1]滚装船多用于运输国际短途滚装货物,主要在地中海、波罗的海和北海航行。[2]滚装船是一种有效的货物装卸方式,通过内置或岸上的坡道或渡轮滑道,实现货物的快速装卸。它通常用于大型海船和小型渡轮,以短距离运输为主,如跨河流。滚装船配置多层连续甲板和各种滚装设备,能够灵活地进行货物装载。[3][4]相比其他船舶类型,滚装船具有以下优点:高效的货物装卸能力、便利的水陆联运以及对码头设备要求较低。[5]

滚装船(Roll-on/Roll-off ship, Ro-Ro ship)也被称为"开上开下"船,是一种专门用于运输货物的船舶,利用运货车辆或牵引车来装载和卸载货物。[1]它可以运输各种轮式货物,如汽车、摩托车、卡车、半挂车、公共汽车、拖车和火车车厢等,也可以装运坦克、火炮、车辆和装甲装备。[2]滚装船多用于运输国际短途滚装货物,主要在地中海波罗的海和北海航行。[3]

滚装船是一种有效的货物装卸方式,通过内置或岸上的坡道或渡轮滑道,实现货物的快速装卸。它通常用于大型海船和小型渡轮,以短距离运输为主,如跨河流。滚装船配置多层连续甲板和各种滚装设备,能够灵活地进行货物装载。[4][5]相比其他船舶类型,滚装船具有以下优点:高效的货物装卸能力、便利的水陆联运以及对码头设备要求较低。[6]

滚装船这一概念最初源自军用坦克或车辆登陆艇,[7]滚装船的发展始于第二次世界大战之后。英国利用退役的登陆艇,将可以直接登陆上岸的车辆装载,开辟了一条从英国通往德国汉堡的航线。[8]随后,于1958年,美国太阳造船公司建造了全球第一艘真正意义上的滚装船——"Comet"号。北欧的第一艘滚装船则是在1966年由丹麦建造的"苏墨赛特"号。"苏墨赛特"号首先在波罗的海投入使用,并迅速扩大到北海和地中海地区。如今,滚装船已成为世界范围内远洋和内陆运输中不可或缺的一类船舶。[9][10]

第一代(1950年以前)

19世纪30年代,英、美等国就开始用船运送轨道车辆跨越江河,以“Leviathan”号为代表的具有现代技术特征的火车渡轮,1850年投入苏格兰的Granton—Burntisland航线上营运。[11]1849年,苏格兰第一艘铁路轮渡由爱丁堡和北方铁路工程师Thomas Bouch设计制造,跨越Granton和Bumtisland外河口。自英国苏格兰福思湾于1850年开通第一条铁路轮渡线以来,铁路轮渡受到了许多国家的重视,被称为“蓝色高速公路”。[12]

二战后,英国曾用退役的登陆艇开辟条通往德国汉堡的定期航线,装载货物的车辆可直接登上陆岸。尽管用登陆艇运输经济性差,没有推广价值,但是,这却是在交通运输史上具有划时代意义的事件,因为由此在海洋运输方式中开创了新的形式滚装运输。[13]第1代集装箱船出现于20世纪50年代[14]人们在使用集装箱船过程中,发现装卸集装箱并不方便,要动用许多吊货装置和起重设备。人们设想将集装箱的装卸方式改为用运货车辆直接上下集装箱船,将货物装卸方式从吊上吊下改为水平方向的作业。[15]

第一次世界大战期间,火车渡轮服务得到广泛使用,并在运输战争物资和军队方面发挥了重要作用。第一次世界大战中,1914年政府责令英国各个分散的铁路公司,在战时铁路执行委员会的指导下统一运营,组织军队和物资的运输。[16]

在1914年8月,皇家海军把在英吉利海峡营运的3艘航速较高的渡轮“恩加丹”号、“里维埃”号和“女皇”号改装成了水上飞机母舰使用,每艘可搭载3架水上飞机,虽然搭载的飞机不多但航速很快,达到21节,足以随同舰队作战。[17]

1930年丹麦大贝特尔海峡首次出现了滚装运输,[18]滚装船真正的萌芽开始于第二次世界大战之后,英国用退役的登陆艇装载可以直接登陆上岸的车辆开拓了一条从英国通向德国汉堡的航线。[19]

第二代(1950年代至1980年代)

到了20世纪60年代,日本生产的汽车大批量出口美国,需要相应的船舶完成此项任务,在集装箱船基础上[20]促使一种兼运汽车和散货的滚装船问世并投入运营。[21]

1954年10月,“泛大西洋”轮船公司又将一艘C-2型油船改装成滚装船,航行于波多黎各航线,从而出现了专用集装箱船。1956年4月,美国海陆公司的前身“泛大西洋”轮船公司将一艘T-2型油船改装设置了用以在甲板卜装载集装箱的平台,一次载运60个集装箱航行在纽约——休斯敦航线。[22]1956年苏伊士运河危机之后,滚装船成为近海运输的主要运载工具。[23]

世界上第一艘滚装船“彗星”(Comet)号,是美国于1958年建造的,[24]可装载300辆汽车,[25]船的两舷及船尾均有开口,共有5个跳板,供车辆上下船,使用效果良好。[26]滚装运输体系初步形成,现代滚装运输体系的发展也促进了滚装码头的革新。[27]

1959年在澳大利亚墨尔本塔斯曼尼亚航线,1960年在美国纽约杰克森维尔航线营运,一开始滚装船发展十分缓慢,并不引起航运界和造船界的注意,直到1967年十年的时间仅有100艘32.5万总吨。直到1966年,丹麦建成了北欧第一艘滚装船“苏墨赛特”号,使得滚装船在波罗的海上开始使用,并快速扩大到北海以及地中海。[28]

直到1966年,丹麦建成了北欧第一艘滚装船“苏墨赛特”号,使得滚装船在波罗的海上开始使用,并快速扩大到北海以及地中海[29]1967年以后,瑞典、法、德、芬、挪、英诸国都陆续建滚装船,载重量约为10000t,航速20kn~24kn,尾部设直跳板供拖车上下,是第一代船型。[30]到60年代后期,由于集装箱运输迅速发展遍及第二世界,随之滚装船相应得到发展,至1970年初已达444艘186.1万总吨比1967年艘数增加了四倍多,吨位增加了将近6倍。[31]

20世纪70年代,国际航运界从20世纪70年代就已经意识到滚装船上车辆系固问题的重要性,并进行了一系列提高滚装运输安全性的研究与应用。[32]汽车滚装船的发展还属于初期阶段,汽车载车量约为2000辆左右,甲板层数也不是很多,最多只有3层,载车量也不大。[33]中国的滚装运输起始于同时期后期,1977年中国在琼州海峡首先开辟海安至海口的车客滚装船航线。[34]日本丰田本田等众多日本汽车企业的产品相继出口海外,为了配合日本汽车企业的运送需求,日本“海运三社”的汽车滚装船运输业务也开始走向世界。[35]

第三代(1980年代以后)

到了20世纪80年代,开始出现小规模的滚装船接卸汽车,[36]滚装船的载车量达到5000辆左右,甲板层高度提高到2.4m,甲板层数跃升至11层。[37]滚装船整体设计的核心专利在20世纪80年代就已经出现,该专利(JP1982086356)提供了一种早期滚装船的船体概念模型,提出滚装船包括外部船体结构和形成用于滚装货物单元的货舱,且设定了各个货舱壁之间的距离。[38]美国海军在这个时期开始对深海滚装船过驳系统开始进行研究,并且在这个时期进行了多次试验。[39]

1982年英阿马岛战争期间,为加强空中力量,补充战机损耗,英国采取紧急措施,采用2艘大型集装箱船(“天文学家”号和“竞争者·巴赞特”号)和2艘滚装船(“大西洋运送者”号、“大西洋堤道”号)在一个星期内改装成简易直升机航母,从英国本土向马岛战区输送了大约70架直升机和24架鹞式垂直起降歼击机,既加强了空中力量,又支援了登陆作战,为马岛战争胜利发挥了重要作用。[40]

1982年2月,一艘滚装船Mekhanik Tarasov轮在大西洋航行中,遇12级风、18米高巨浪沉没。[41]1982年“European Gateway”号客货滚装船与“Speedlink Vanguard”号客货滚装船相撞,造成很大的人员伤亡和财产损失。[42]国际海事组织曾对1965年至1982年间的341艘滚装船事故进行了统计分析,其中,碰撞占24%,机损占17%,触礁搁浅占17%,货物移动和操作过失占16%,起火和爆炸占14%。[43]英国Lancaster大学的水上实验室和瑞典的Mariterm Institute AB.这两个欧洲海运科研机构,开始关注滚装船海难事故的发生原因研究,它们认为主要原因是货物移动。[44]

在这个时期,英国学者首先提出在船舶安全监管领域综合安全评估(Formal Safety Assessment FSA)方法,经过应用取得了不错的成效,后来FSA逐步在滚装船安全评估的得到应用。[45]英国于1980-1990年期间在船舶安全管理中提出了应用综合安全评估(Formal Safety Assessment,FSA)方法,并联合其他国家对滚装船和散装船的安全评估使用FSA。[46]

进入20世纪90年代,国际海事组织IMO)在1995年11月的SOLAS修正案中对滚装船进行了明确的定义,“滚装船是指具有一层或者多层封闭或开敞甲板的船舶,货舱能够贯穿船舶全长并能在水平方向装卸货物,包括散装货物和包装货物等。[47]滚装船船体建造技术的核心专利由瓦特西拉股份公司提出,该专利(NO19821701A)提出了外壳结构建造方法和内部舱室的建造长度。[48]这个时期,汽车滚装船的最大载车量达到了8000辆以上,汽车滚装船呈现出大型化、专门化快速发展的良好态势。[49]全球范围内有德国法国芬兰丹麦波兰韩国日本和中国都建造过滚装船。[50]

1994年,因为首门的锁紧和定位装置被波浪砰击载荷打断,爱沙尼亚号滚装船在芬兰附近海域沉没,900多人在这场事故中丧生。[51]1999年中国山东烟台“11·24”海难(“大舜”号滚装船沉没),是中国20世纪90年代最大的一次海难。“大舜”号滚装船在烟台附近海域翻沉,船上共有旅客、船员302人,其中280人遇难或失踪,直接经济损失9000万元人民币。[52][53]

在1998年的MSC会议上,英国提议针对散货船的FSA研究开展国际性合作。[54]英国在1998~2004年间,新建6艘军用大型快速滚装船,大大提高了海上快速投送能力。[55]第三代滚装船主要表现为电力推进系统的火车滚装船,[56]服务航速多为20Kn。[57]

第四代(21世纪时期)

2000年后,由于航运经济的大量发展,滚装船的需求也越来越多,这对滚装船的质量要求也越来越高。[58]船舶呈现大型化、重型化的趋势,从而提高了码头通过能力。[59]从全球专利申请态势的角度分析,2003年之前为滚装船技术缓慢发展期,2003年之后开始步入技术快速发展期。[60]2008年,ISO对该标准进行了重新审核。[61]

日本的最大的海运公司之一商船三井株式会社,于2005年、2008年、2012年陆续完工了三艘太阳能辅助动力滚装船,分别为“Euphony Ace”“Swift Ace”和“Emerald Ace”号。[62]2006年和2010年,美军采用一艘重型运输船代替机动登陆平台与一艘大型中速滚装船对接,分别进行物资转移和车辆转移试验。[63]中国海运集团在2006年10月成立了汽车轮渡公司,并从日本航运公司订购了两艘二手滚装船,每艘可以装载1000辆汽车。[64]2006年,中国天津新港船厂两艘烟台一大连火车轮渡船是中国首次采用全电力吊舱式推进系统的滚装船。[65]

全球滚装船新船价格在2008年三季度初达到历史高点,2300~2700米车道滚装船新船价格在2008年7月达到了7607万美元,之后随着金融危机的爆发一落千丈。[66]2001~2008年的年均增速达到8.0%,危机之后的2009年,全球汽车运输船船队运力增速一度下挫至-3.4%,运力增速创历史新低。[67]

2008年8月,日本邮船公司耗资1.5亿日元,在旗下一艘船长200m,排水量达60213t的滚装船“御夫座领袖(Auriga Leader)”号上安装太阳能光伏系统。[68]

2012年出现了12300载重吨的重型滚装船,被称为具有21世纪水平的未来型船舶。[69]7500车双燃料汽车滚装船是处于运营状态的全球最大的双燃料汽车滚装船,可装载大卡车、翻斗拖车和公路拖车等重型工程车辆,契合船型大型化的发展趋势。[70]

2020年,挪威启动研发以液态氢为燃料的零排放滚装船Topeka号,计划于2024年投入使用。[71]2021年6月8日,由中国船舶集团有限公司旗下上海船舶研究设计院(下称上海船院)设计,中船黄埔文冲船舶有限公司(下称黄埔文冲)为美国船东CG Railway建造的全球最大火车滚装系列船首制船“M/S CHEROKEE(切罗基人)”号完工交付。[72]

                                               全球最大的“氨燃料”汽车滚装船
全球最大的“氨燃料”汽车滚装船

2022年,全球汽车滚装船呈上升趋势,增幅分别为135.1%。[73]克拉克森的数据显示,截至2022年11月底,6500车位的汽车滚装船一年期日租金高达10.5万美元,是2020年的十余倍,创历史新高。[74]2023年汽车滚装船运力短缺局面将持续,价格还将继续上涨。[75]国际机构普遍认为,汽车滚装船运力当前属于结构性稀缺,至2023年,滚装船运价或涨至12.5万美元/天,甚至达到15万美元/天高位。[76]克拉克松海运综合指数报告显示,至2023年全球滚装船市场规模将达到27.37亿美元。[77]

2024年7月10日,由厦船重工建造、中远海运特运运营,全球最先进的7500车位LNG双燃料新型汽车运输船“辽河口”轮在厦门远海码头正式命名首航。“辽河口”轮船舶总长199.9米、型宽38米,航速19节,续航力12000海里,拥有7500个标准车位。[78]

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“辽河口”号远航

构造与原理

滚装船的造型非常独特。它们具有高大的船身,通常有多层甲板。船首部常常装有球鼻shǒu,中部线型平直,尾部采用方尾,并设有大门或跳板。在航行时,折叠式的尾跳板会矗立在船尾,而驾驶台等上层建筑则设置在船首。可装载各类小汽车、卡车、翻斗车、高蓬车、载重车、大型客车、拖车及集装箱等各种车辆滚装型车辆运输船,配置单主机、单桨、艏侧推、半平衡悬挂舵等装置,具有艏、wěi楼、球尾、球鼻艏、双层底及双壳体结构。[79]

跳板

汽车滚装船是一种通过跳板采用滚装的方式装卸车辆的特殊船舶工程。[80]跳板是一种桥梁设备,架设在滚装船与码头之间,用于连接船舶和陆地。滚装船上没有重吊,仅在船侧或船尾设置承重跳板,需要运载的重大件货物通过滚动的方式装卸。[81]滚装船的跳板一般设在重车甲板,[82]跳板有三种形式:直跳板、斜跳板和旋转跳板。直跳板沿着船的长度方向设置,宽度接近船宽,方便车辆上下交替行驶。斜跳板与船体中心线成一定角度,由多节跳板组成。旋转跳板可以向船的两侧旋转一定角度,可以在船舶的任一侧使用。滚装船的跳板,其一般上层建筑高大,多具有多层甲板和双层底结构,船舱内支柱极少,采用的纵通甲板抗沉性相对较差。[83]装卸汽车的跳板多置于船艉右舷,船艉两舷外侧列板与艉部列板的夹角接近成直角。[84]而全球此类船舶除少数日本正在使用小型滚装船尾两侧皆有跳板外,都是右侧开启跳板。[85]

滚装船日趋大型化设计,新建大型滚装船舶由于汽车甲板层数增多,为保证装卸货效率,除了尾跳板外,有些滚装船舶也设置有舷侧跳板。[86]

升降机

升降机是在滚装船上用来装卸集装箱的设备,专门用于升降集装箱或升降装有集装箱的车辆,它的尺度与集装箱及拖车、叉车一致。[87]一般大型货物升降机主要安装于大型滚装船和大型集滚船的甲板及舱内通道位置,其主要功能是实现集装箱和车辆等滚装物资在各层甲板之间的垂直转运。[88]滚装船各个舱室之间通过升降机和斜坡道进行联系,便于运输轮式或履带式装备。[89]

定位器

为了避免船舶摇摆时集装箱或装有集装箱的拖车发生移动和碰撞,在滚装船的货舱甲板上设置有定位器,用于固定集装箱或拖车。[90]上世纪90年代初,在北欧波罗的海区域航行的滚装船Estonia号由于首门定位装置被波浪产生的砰击载荷破坏,导致该船体大量进水,九百多名船员和乘客在此次事故中丧生。[91]定位器的类型包括插销式和旋锁式,用于固定集装箱;固定拖车的定位器包括固定导板、三角支架、框形托架和制动链。[92]

此外,滚装船在装卸货过程中往往会使船舶横倾和摇摆,[93]滚装船还配备了防摇水舱和其他防摇设备,以减少船舶的摇摆。[94]为了提高船舶的操纵性,滚装船的船首水线下通常设有侧向推进器,便于船舶机动航行、规避及回旋。这是一种可以向任何方向旋转的水螺旋桨,可以安装在船尾或船首,使滚装船具备灵活的操纵能力,甚至可以原地转弯。[95]

制造工艺

滚装船的制造工艺分为整体建造工艺和局部建造工艺两个方面。[6]

整体建造工艺方面

早期的滚装船建造工艺相对粗糙,仅对船的各个部分结构进行粗略建造。提出了双壳式舷侧结构的建造方法,采用分段加工分段拼接的方式施工,以提高滚装船的结构强度和稳定性。此外,还提出了可注水的底部和舷侧空舱的建造方法,通过注水压载来降低船舶重心和提高稳定性。还提出了多分段的总段划分方法,以及将上建总段划分为独立的甲板分段和外板分段的方法,提高了分段的结构强度、改善了总段的保型效果,并利用自动化设备提升了生产效率和质量。[6]

局部建造工艺方面

主要涉及甲板、C型柱、车库和上层建筑等局部结构的设计和安装。研究活动甲板水下安装工艺和船舶用C型支柱制备与安装等方法,能够控制重心以提高稳定性,降低生产建造成本,提高生产建造效率。另外,通过安装预制支撑件再进行切割的方法建造船舶车库及上层建筑,提高搭载精确度,避免上层甲板下塌现象,减少后续修改工作量,提高船舶的美观性。[6]

在特殊部件的实验方法方面,船舶试验是滚装船制造过程中的重要环节,用于检查船体、机械设备、电器设备和动力装置的完整性和可靠性。针对滚装船的试验,改进的倾斜实验和载荷试验使船舶试验过程更加简捷、可操作性更强。[6]

稳定性

滚装船载运的货物主要是车辆和集装箱,采用水平装卸方式,装卸时,将跳板放到码头上,汽车或拖车通过跳板开上开下,驶到船舱的各层甲板,实现货物的装卸,故又称“开上开下”船,或称“滚上滚下”船。[96]滚上滚下方式,是先将集装箱装在半挂车上,待滚装船到港口后,再由牵引车通过与船首门、尾门或舷门jiǎo接的跳板进入船舱,并将船内停放的半挂车拖带到码头货场。[97]

滚装船作为一种特种船舶,其稳定性特征对于乘客安全和货物安全都有重要意义。滚装船艉跳板是连接岸桥和船体的重要结构部件,直接承载着车辆在跳板上行驶时产生的荷载,其强度和刚度直接影响着车辆在跳板上行驶时的安全性和稳定性。定位器和固定设备用于固定车辆和集装箱,以确保在船舶运行过程中的稳定性。[98]

滚装船的船首部设计为球鼻,船体中部线型平直,尾部采用方尾。[99]这样的设计使得船舶在水中行驶时具有较低的水阻和较好的稳定性。船舶配备了侧向推进器,可以灵活操纵船只,包括原地转弯和侧向移动。为了减少船舶在航行中的摇摆,滚装船配备了防摇水仓和其他防摇设备。这些设备能够减轻船舶的摇晃,确保装载的车辆和集装箱的稳定性。[100]

装卸车

装卸车是用于滚装船上装卸集装箱的设备。[101]滚装船进行装卸车作业时,船体的艉跳板或zhōng跳板打开,跳板底端搭在码头前沿上,驳运司机自行驾驶汽车开上、开下滚装船完成装卸船业务。[102]装卸车分为拖车和叉车两种类型。拖车主要用于运输集装箱,它只有底盘和车架,底盘尺寸与集装箱相同。拖车可以与集装箱一起固定在货舱中的指定位置,纵向排列,方便进出。叉车既可用于集装箱的装卸,也可用于集装箱的搬运。

汽车滚装船(PURE CAR/TRUCK CARRIER,简称PCTC)

作为滚装船的一种,汽车滚装船具有滚装船的一些共同特点,包括水平的装卸方式,复杂的通道设备,用于车辆上下装卸的跳板,内部转移车辆和货物时可活动坡道和升降机,不需要垂直起重设备等。[103]作为滚装船的一个发展分支,汽车滚装船具备普通滚装船的特点和装卸方式,有复杂的滚装通道设备,船舷设有可供车辆在船岸之间上下的大型跳板,汽车在甲板之间转移是通过斜坡道或升降机来完成,船和码头不需设置起重设备等。[104]汽车滚装船不仅具备普通滚装船的特点:即有Ro-Ro的装卸方式,船舷设有可供车辆在船岸之间上下的大型跳板,车辆和货物在甲板之间转移采用活动斜坡道或升降机来完成,船和码头不需设置起重设备等。[105]“辽河口”轮采用了新型直艏设计,使其静水中性能良好、兴波小,同时兼顾低航速段的快速性。该型船推进系统设计成单机单桨,采用LNG双燃料主机、单艏侧推、电动RORO系统;设有13层汽车甲板,其中9层为固定式,4层为活动式,右舷设置艉门和边门;上层甲板可用于装运氢气和天然气燃料汽车;可同时进行天然气加注与装卸车辆,节省停靠港时间,增加装车效率;营运期间,可全航程开启燃气模式。[78]

货滚船

货滚船是同时承载轿车、各类货车的船型。[106]陆海联运滚装甩挂运输的海运部分是借助货滚船运输实现的。[107]滚装货船属于货船,应签发“海上货船适航证书”。[108]一艘2万吨级客滚船的建造成本约4亿~5亿元,而货滚船的建造成本仅为1.3亿元左右。货物滚装船货滚运输作为新兴运输方式已受到航运企业的关注,与客滚运输相比,货滚运输具有独特的优势:货滚船在造价、运价、成本回收等方面均更具竞争力。[109][110]

客滚船

客滚船是一种具有特殊要求的船舶,它通常拥有多层连续甲板用于装载货物,并配备高度发达的上层建筑区域。客滚船的船体结构与各个专业接口非常多,协调复杂。由于稳性的考虑,对于结构重量和重心的控制非常敏感。同时,为了提供良好的舒适性,客滚船对于减震和降噪的要求也非常高。[111]客滚船是一种载运乘客及其车辆,连接江河、湖泊、海峡的短途客运与货运两用运输船舶。[112]

相比于普通货船,客滚船的艉轴更长,需配置悬臂梁支撑,此种情况下的回转振动对艉部居住处所的舒适性影响较大,严重时会引起船体震颤、轴承磨损和螺旋桨锥部大端折损等。[113]

客滚船的货舱空间在整船空间中的占比很大,一般用甲板分隔为几层独立的封闭车辆货舱,也有将局部车辆货舱设置在露天甲板上的情况,主要用于运载带有燃油箱发动机的车辆、允许装载的货物和限制类危险货品。[114]客滚船货舱通风货舱通风系统通常根据稀释通风的原理设计,即对整个货舱进行通风换气,用室外的新风稀释(冲淡)货舱内含有危险气体的空气,要有足够的新风与之充分混合,并不断将其排出货舱。[114]

汽车滚装船爆发式增长

根据IHS的数据统计,2022年,汽车滚装船的新造船订单达到了126万载重吨,同比增长了135.11%,而2021年的同比增长率更是高达815.16%。在这些新造船订单中,替代燃料船型占比超过80%。以载重吨计算,近三年来替代燃料船型在新造船订单中占比超过80%,这反映了汽车制造商在供应链绿色转型方面正在付出努力。[115]

汽车滚装船新造船订单暴涨的原因主要有两个方面。首先,现有的运力增长缓慢,以载重吨计算,2018年至2020年的平均运力增幅仅为2.5%。同时,由于新冠疫情引发了全球港口拥堵问题,导致有效运能减少。其次,中国汽车出口量大幅增长,2021年同比增长了104.6%,2022年同比增长了54.4%,使中国跃居世界第二位。供需失衡导致汽车滚装船的运力严重不足,同时也推高了汽车滚装船的运价。[115]

全球前7大运营商主要集中在地中海波罗的海北海沿岸国家,共计运营109艘船舶,车道总长度达314 354 m,平均车道长度达2760 m。从车道总长度来看,前7大运营商的车道长度约占统计船队车道长度的60%,具有一定的垄断地位。[3]

                                            近 4 年主要造船国汽车滚装船新造船订单分布
近 4 年主要造船国汽车滚装船新造船订单分布

全球前 7 大滚装船运营商的船舶数量和车道长度[3]序列运营商船舶数量/艘车道总长度/m平均车道长度/m1Grimaldi  (意大利)2685 1143 2732DFDS  (丹麦)2062 7053 1353Cobelfret  (比利时)2260 5762 7534UN Ro-Ro  (土耳其)1243 5443 6295Transfennica  (芬兰)1025 6272 5636Seatruck  (英国)1118 7141 7017Stena  (瑞典)818 0742 260

自 20 世纪 90 年代以来, 全球范围内有德国、法国、芬兰、丹麦、波兰、韩国、日本和中国建造过滚 装船。主要承建此类船舶的造船厂有德国的 FSG、波兰的 Szczecin、韩国的现代尾浦、日本的 kyokuyo 和中国的金陵船厂。[116]

全球前 3 位滚装船建造厂所建造的滚装船数量和车道长度[3]序列造船厂船舶建造数量/艘车道总长度/m平均车道长度/m1FSG  (德国)43143 4093 3352金陵船厂(中国)1749 6192 9183现代尾浦(韩国)1139 7673 615

Emerald Ace

商船三井委托三菱重工建造的6400CEU汽车运输船"Emerald Ace"号于2012年6月交付。这艘船是世界上首艘采用混合动力的汽车运输船,配备了一套混合电力系统。该系统包括一套由三菱重工、松下集团和商船三井共同开发的160kW太阳能发电系统,以及可以储存2200kWh电能的锂电池。这些锂电池将安装在船舶的双层底部,并作为压载使用。[117]

在航行时,太阳能发电系统会产生电力,并将其储存到锂电池中。当船舶停泊时,柴油发电机将完全关闭,船舶所需的所有电力将由电池供应,实现零排放。该船获得了2009年日本国土交通省关于"降低远洋船CO2排放量"项目的资助。[117]

这一混合动力系统的引入旨在降低船舶的碳排放量,提高环保性能。通过利用太阳能发电和储存电能的锂电池,船舶可以在停泊时实现零排放,并减少对传统柴油发电机的依赖。这项技术的采用标志着汽车运输船领域在环保方面的创新进展。[117]

RoRo帆船

2023年,挪威船东华轮威尔森集团(Wallenius Wilhelmsen)和项目合作伙伴宣布获得总计900万欧元的 Horizon Europe 资金,用于支持建造一艘RoRo帆船。Orcelle Wind轮是一种风力驱动的纯汽车卡车运输船,是一种深海滚装船。它将长220 米,可容纳7,000多辆汽车,但也能够运载杂货和滚动设备。Orcelle Wind是Wallenius Wilhelmsen船队脱碳战略的重要组成部分,其目标是在2026年底或2027年初开始航行。在接下来的五年里,设计规划、建造和运营风力船Orcelle Wind各方面都将陆续完成。[118]

                      Incat公司将建造的LNG燃料穿浪双体RORO渡船
Incat公司将建造的LNG燃料穿浪双体RORO渡船

Emerald Ace号

Incat公司于2011年建造了世界上首艘以LNG为主要燃料的高速滚装渡船。该船满足HSC法规,长99米,在Plate河上运营,连接阿根廷布宜诺斯艾利斯乌拉圭蒙得维的亚。它的最高航速达到53节,服务航速为50节。[117]

该船配备了2台双燃料GE LM2500燃气轮机,每台额定功率为22000千瓦,主要燃料为LNG,备用和辅助燃料为船用蒸馏燃油。船舶在点火和在港操纵时使用船用蒸馏燃油。船舶可容纳1000名乘客和153辆小汽车,每次往返航程由两辆油罐车提供LNG补给。乘客舱室包括旅游者舱、商务舱和头等座,船上还设有超过1000平方米的免税店,是快速渡船上设立的最大购物区。该滚装船采用LNG燃料主要是出于环保考虑,LNG的使用可以显著降低碳排放和空气污染物的排放。它代表着滚装船在可持续性和绿色航运方面的创新和发展。[117]

Dwt集装箱滚装船

沙特阿拉伯国家运输公司于2011年在韩国现代尾浦船厂订购了4+2艘深水集装箱滚装船。这些船计划在2013年和2014年交付使用。每艘船的载重吨位为26000吨,具备多种装载组合,可用于运输普通杂货、车辆、工程货物和集装箱,并配备重吊起重机和船舷跳板。这些船将取代沙特阿拉伯国家运输公司在阿拉伯湾、印度次大陆、红海、欧洲地中海和北美东海岸运营的4艘42000载重吨船舶,这些船舶都配备船舷跳板。[117]

尽管26000载重吨的集装箱滚装船相对尺寸较小,但它们专注于提供滚装功能,适用于工程货物和重货装载,并减少了集装箱的装载量。同时,船舶的单位货物运载效率将显著提高。这些船采用瓦锡兰提供的综合推进套件,包括瓦锡兰RT-Flex 58TD发动机、调距桨和瓦锡兰Energopac系统,以满足IMO Tier2排放标准。发动机能够稳定地以极低速运转,适应低速航行操作模式。螺旋桨与舵整合在一个装置中,并且Energopac系统的使用进一步降低了燃油消耗。船舶的设计具有良好的操纵性和优化的货物甲板,可以将停靠时间降至最低。[117]

                          “Orcelle Wind”轮将于2026 年底或2027 年初启航
“Orcelle Wind”轮将于2026 年底或2027 年初启航

“Jolly Diamante”号集装箱滚装船

意大利Ignazio Messina公司是世界第二大集装箱滚装船运输公司。2009年,该公司向大宇造船海洋订购了4艘集装箱滚装船,其中首艘船名为“Jolly Diamante”。该船于2011年年底交付,并用于从热那亚及其他地中海港口到红海、东非和南非的运营,而其余三艘船将在2012年至2013年交付。[117]

“Jolly Diamante”号集装箱滚装船具有四层甲板(包括露天甲板),可用于货物的装载。它相当于拥有6350米的车道长度,可装载各种滚装货物,或最多3001个标准箱的集装箱。船上还配备了200个冷藏箱插座。该船的宽度超过巴拿马最大型船,增加了装载的灵活性,可混合装载滚装货、sto-ro货以及在露天甲板上装载lo-lo货物。船尾跳板由麦基嘉旗下的Cargotec提供,净高7米,安全工作载荷为350吨。船内还设置了固定式内部坡道,用于在甲板之间转运货物。在露天甲板上最多可堆叠6层集装箱,可以利用岸边的起重设备进行起吊操作。滚装甲板也可放置集装箱,通过sto-ro方式进行操作。[117]

该船采用1台MAN 7L70ME-C8低速柴油机作为主发动机,最大输出功率为22890千瓦,航速可达21.5节。船上安装了洗涤系统,用于辅机和辅助锅炉,无需使用昂贵的蒸馏燃油,即可满足欧盟规定的港口内0.1%硫化物排放要求。此外,主机预留了今后安装洗涤器的接口,以满足IMO对指定排放控制区内0.1%硫化物排放要求。此外,船上还安装了Martek Marine公司的Mari NOX排放监控系统,可测量主辅机和辅助锅炉废气中NOX、SOX、CO2的排放量,并可持续优化发动机性能,最高可节省燃油4%。[117]

Mark V型滚装船

这是由Wilh. Wilhelmsen公司与三菱重工共同开发的船型,并由三菱重工建造。Wilh. Wilhelmsen公司及其合作伙伴Wallenius公司于2008年订购了4艘Mark V型滚装船,计划于2011至2012年交付使用。[117]

Mark V型滚装船将用于从欧洲至美国东海岸、澳大利亚、东南亚、远东美国西海岸等航线,整个航程约为110至120天。这些船舶在运输不同类型的货物方面面临巨大的挑战,因此货物类型组合的计划编制非常重要,直接影响货物甲板的建造、甲板间的高度和跳板的布置。[117]

Mark V型滚装船在设计中注重优化船体外形,以提高稳定性和减少阻力,并有效利用每一处货物空间,以确保安全有效的货物操作,并尽量减少对环境的影响。该船型采用可承受高载荷的船尾跳板设计,加强和优化甲板高度,增加了货物装载的通用性和高效性。此外,该船型具有低油耗特性,具备良好的运营经济性,并提供安全的货物操作环境。[117]

绿色化船舶的设计

滚装船的船体结构领域在未来会更关注绿色化船舶的设计,通过船体型线的设计进行节能减排是滚装船船体结构领域发展的趋势,建造工艺领域应更关注薄板分段加工的效率、结构强度以及美观设计问题,重心高而稳定性低是滚装船的通病,因此通过总体船体设计、局部结构改进、施工工艺优化降低滚装船重心并提高其稳性是滚装船建造企业在今后的船型研发中需要重点关注的领域。 [6]

氢动力滚装船

滚装船的大型氢动力船舶研制也是未来发展趋势。[119]2020年,挪威启动研发以液态氢为燃料的零排放滚装船Topeka号,计划于2024年投入使用。[120]欧洲国家一直比较偏向于应用探索,例如由挪威海事业集团威尔森(Wilhelmsen)联手多家欧洲合作伙伴共同进行的创韩国政府今年发布韩国绿色船舶中长期规划——《2030Greenship-K推进战略》76中国船检CHINA SHIP SURVEY2021.11新氢动力船舶项目HySHIP,将设计和建造一艘以绿色液态氢(LH2)为燃料的示范滚装船,并建立一个可行的液态氢供应链和燃料供应平台。[121]

参考资料 121

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