法國(guó)作家儒勒·凡爾納在其科幻代表作《海底兩萬里》中描述了一個(gè)充滿神秘色彩的海底世界：尼摩船長(zhǎng)駕駛著潛艇“鸚鵡螺”號(hào)進(jìn)行海底狩獵、參觀克雷斯波島海底森林、探訪海底亞特蘭蒂斯廢墟、打撈西班牙沉船的財(cái)寶……種種險(xiǎn)象環(huán)生的情節(jié)展現(xiàn)了人類不懈的開拓精神，鼓勵(lì)人們?nèi)ヌ剿魃铄涞暮５资澜纭?br />
著名未來學(xué)家雷·庫茲韋爾在《奇點(diǎn)臨近》一書中提出“加速回報(bào)定律”。據(jù)他計(jì)算，在2000年，只要花14年就能達(dá)成整個(gè)20世紀(jì)100年所取得的科技進(jìn)步；而2014年開始只要花7年，就能達(dá)到又一個(gè)20世紀(jì)100年所取得的科技進(jìn)步。以此計(jì)算，人類在21世紀(jì)的科技進(jìn)步將會(huì)是20世紀(jì)的1000倍。

如今，航運(yùn)技術(shù)的日新月異，使科幻變成現(xiàn)實(shí)，不僅在深邃的海底，更在廣闊的海上，人類的視角和腳步不斷向前。對(duì)于技術(shù)發(fā)展的走向，樂觀者有之，悲觀者亦有之。航運(yùn)業(yè)是全球性的產(chǎn)業(yè)，遵循全球經(jīng)濟(jì)的趨勢(shì)和力量，并始終與經(jīng)濟(jì)社會(huì)的大勢(shì)同行。

本期《策劃報(bào)道》將從DNVGL集團(tuán)最近發(fā)布的《2025年技術(shù)展望》報(bào)告出發(fā)，選擇其對(duì)大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、可再生能源和3D打印等領(lǐng)域的未來技術(shù)發(fā)展的探討，展望航運(yùn)業(yè)在運(yùn)營(yíng)模式、戰(zhàn)略發(fā)展和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等方面可能進(jìn)行的改革創(chuàng)新。

技術(shù)發(fā)展從來不是無本之木、無源之水，總是根植于現(xiàn)實(shí)的土壤中。依據(jù)現(xiàn)狀對(duì)未來經(jīng)濟(jì)、貿(mào)易、法規(guī)等領(lǐng)域的判斷，同樣影響著航運(yùn)技術(shù)的發(fā)展方向。

多元驅(qū)動(dòng)航運(yùn)技術(shù)發(fā)展

經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求新的技術(shù)，而新的技術(shù)又會(huì)帶來更大的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，兩者互相依存。技術(shù)能為經(jīng)濟(jì)帶來兩種變化——改造和顛覆。探討航運(yùn)技術(shù)未來的發(fā)展，不妨先看看與之緊密聯(lián)系的經(jīng)濟(jì)及貿(mào)易的發(fā)展趨勢(shì)。

經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)

未來15年，全球經(jīng)濟(jì)將持續(xù)增長(zhǎng)。2010—2030年，全球人均GDP將增長(zhǎng)50%以上，其中大部分增長(zhǎng)來自非經(jīng)合組織國(guó)家，但全球經(jīng)濟(jì)增速預(yù)計(jì)在此期間將穩(wěn)步下降。

從區(qū)域發(fā)展來看，經(jīng)濟(jì)實(shí)力加速向東轉(zhuǎn)移。世界經(jīng)濟(jì)重心是基于700個(gè)地點(diǎn)的距離加權(quán)GDP得出的地理熱點(diǎn)。1980年，世界經(jīng)濟(jì)重心在歐洲經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)與美國(guó)間的中點(diǎn)位置；到2030年，世界經(jīng)濟(jì)重心將在中亞地區(qū)，確切地說位于印度與中國(guó)之間。

未來10年，印度經(jīng)濟(jì)將強(qiáng)勁增長(zhǎng)，至2025年將與日本競(jìng)爭(zhēng)世界第三大經(jīng)濟(jì)體。與此同時(shí)，中國(guó)可能挑戰(zhàn)美國(guó)，成為世界第一大經(jīng)濟(jì)體。經(jīng)濟(jì)規(guī)模名列前10的其他國(guó)家可能為德國(guó)、法國(guó)、英國(guó)、俄羅斯、巴西等，而占據(jù)第10位的國(guó)家可能是意大利、韓國(guó)、印度尼西亞、墨西哥或土耳其。

英國(guó)經(jīng)濟(jì)與商業(yè)研究中心去年年底發(fā)布的《2016年全球經(jīng)濟(jì)排行榜（WELT）》對(duì)未來15年的全球經(jīng)濟(jì)格局變化進(jìn)行了預(yù)測(cè)。報(bào)告認(rèn)為中亞或?qū)⒊蔀槲磥?5年全球經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)最快的地區(qū)，預(yù)計(jì)其占全球經(jīng)濟(jì)份額將由2000年的2.8%升至2030年的9.9%，增幅達(dá)3倍；西歐或?qū)⒊蔀槿蚪?jīng)濟(jì)增長(zhǎng)最慢的地區(qū)，預(yù)計(jì)2030年其占全球經(jīng)濟(jì)份額將在2000年水平的基礎(chǔ)上下降42%。

貿(mào)易更加自由

在經(jīng)濟(jì)實(shí)力向東轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)下，預(yù)計(jì)到2030年，亞洲占全球出口份額接近翻番，達(dá)到39%。至2025年，中國(guó)仍將是非洲最大的貿(mào)易伙伴，發(fā)展中國(guó)家將從基本商品貿(mào)易擴(kuò)大到價(jià)值更高的新領(lǐng)域，這將推動(dòng)更多的發(fā)達(dá)國(guó)家向?qū)I(yè)化和多樣化發(fā)展，以增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。

全球經(jīng)濟(jì)相互聯(lián)系處于不斷增強(qiáng)的態(tài)勢(shì)，推動(dòng)著更為自由的貿(mào)易，使未來10~20年6.5億人擺脫貧困。全球價(jià)值鏈的增長(zhǎng)以及中間商品與服務(wù)間日益增加的流動(dòng)性，都對(duì)此起促進(jìn)作用。

至2025年，新興的區(qū)域性和跨區(qū)域性貿(mào)易協(xié)定將會(huì)重塑貿(mào)易和投資流，刺激全球價(jià)值鏈的增長(zhǎng)，其中主要包括跨太平洋伙伴關(guān)系、跨大西洋貿(mào)易和投資伙伴關(guān)系以及東南亞、非洲和跨大西洋經(jīng)濟(jì)共同體。

能源結(jié)構(gòu)生變

煤炭、天然氣和石油在未來10年將繼續(xù)占全球能源產(chǎn)量的80%以上。然而，為了應(yīng)對(duì)氣候變化和成本壓力，石化燃料行業(yè)將更加重視降低成本、減少排放。到2025年，世界能源消耗量將較目前增加1/5；能源來源構(gòu)成將發(fā)生變化，尤其是電力部門，這種轉(zhuǎn)變的主要驅(qū)動(dòng)力為石油和天然氣行業(yè)的成本壓力、減少人為二氧化碳排放量的規(guī)定、太陽能和風(fēng)能發(fā)電成本的迅速下降及更加分散的、以消費(fèi)者為中心的電力系統(tǒng)的出現(xiàn)。

目前的趨勢(shì)表明，至2025年，可再生能源將超過煤炭成為最大的電力來源，并且每年還將承擔(dān)逾一半的額外發(fā)電容量。天然氣和可再生能源，及各種氣源所增加的靈活性綜合在一起，將共同對(duì)環(huán)境產(chǎn)生積極影響，還可帶來全方位的成本節(jié)約。這一轉(zhuǎn)變將幫助各國(guó)滿足更高的用電需求，以可持續(xù)的方式邁向全面用電這一全球目標(biāo)。

未來幾十年，盡管能源結(jié)構(gòu)中的天然氣份額將占據(jù)更強(qiáng)的地位，但石化燃料仍將是能源構(gòu)成的重要部分。面對(duì)油氣行業(yè)長(zhǎng)期的成本壓力及油價(jià)波動(dòng)，采取補(bǔ)貼和其他政策機(jī)制以保證國(guó)內(nèi)能源供應(yīng)安全的呼聲或?qū)⒏訌?qiáng)烈。如果低油價(jià)持續(xù)到2018年，將由于缺乏新的激勵(lì)，使得北極地區(qū)、深水環(huán)境、頁巖油和重油油田的吸引力依然不大。

至2025年，全球煤炭消耗量將穩(wěn)步下降，低排放氣體將成為主要的交通燃料，運(yùn)輸業(yè)、工業(yè)、建筑和家用電器將越來越強(qiáng)制實(shí)施能源措施，這些措施將與電力領(lǐng)域向可再生能源的轉(zhuǎn)變一起，推動(dòng)世界走上急需的、呈下降趨勢(shì)的碳排放軌跡。

監(jiān)管要求增強(qiáng)

航運(yùn)是各類運(yùn)輸中能效最高的模式，但在能效及相關(guān)排放量方面仍然有很大改進(jìn)空間，航運(yùn)業(yè)存在的安全問題、人員傷亡率也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于那些可比的陸上產(chǎn)業(yè)。解決這些問題的動(dòng)力，很大程度上來自于法規(guī)要求和競(jìng)爭(zhēng)壓力，但公眾對(duì)于更大透明度和可持續(xù)發(fā)展的需求也成為主要因素。另有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，航運(yùn)業(yè)應(yīng)該時(shí)刻準(zhǔn)備接受其他行業(yè)已經(jīng)推行的技術(shù)，以改善航運(yùn)的環(huán)境足跡、性能和安全紀(jì)錄。

因此，金融、監(jiān)管和社會(huì)壓力將會(huì)持續(xù)發(fā)揮作用，鼓勵(lì)航運(yùn)業(yè)降低對(duì)環(huán)境的影響，這將要求越來越多的船舶在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)能量存儲(chǔ)的性能和操作進(jìn)行優(yōu)化，包括改進(jìn)水動(dòng)力性能、采用輕質(zhì)材料和先進(jìn)的混合發(fā)電系統(tǒng)等。未來還將出現(xiàn)可以減少對(duì)水和空氣污染的更加有效的新方案。多樣化的混合燃料也在預(yù)料之中，鎦出燃料及洗滌器的份額也將越來越大，以符合即將到來的低硫要求。替代燃料具有發(fā)揮更重要作用的空間，大型遠(yuǎn)洋船舶開始使用液化天然氣作為燃料，電網(wǎng)電力成為港口岸電供應(yīng)計(jì)劃的標(biāo)準(zhǔn)。

技術(shù)本身驅(qū)動(dòng)

埃森哲在其《2016年技術(shù)展望報(bào)告》中指出，數(shù)字經(jīng)濟(jì)占據(jù)全球GDP的22%，并仍在快速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2020年將達(dá)到25%（2005年為15%）。數(shù)字技術(shù)已無處不在，帶來空前的變革。信息流的數(shù)字化將激勵(lì)現(xiàn)有流程和功能的自動(dòng)化，并對(duì)安全和環(huán)境性能產(chǎn)生積極影響。船舶正成為復(fù)雜的傳感器、集線器和數(shù)據(jù)生成器，衛(wèi)星通信的發(fā)展將提高船舶連通性，使數(shù)據(jù)傳輸量大幅增加，而成本將達(dá)到前所未有的低點(diǎn)。

在岸上，新的云技術(shù)，如大數(shù)據(jù)平臺(tái)和數(shù)字模型技術(shù)，對(duì)行業(yè)的管理信息，以及船舶和組件的設(shè)計(jì)、建造和測(cè)試等都將產(chǎn)生很大影響，所有這些，都將見證新的數(shù)字商業(yè)模式的崛起。先進(jìn)的軟件和模擬能力將帶來由軟件控制的更為復(fù)雜的系統(tǒng)，接近實(shí)時(shí)的可能性評(píng)估也將實(shí)現(xiàn)，其與船員建議的糾正措施一起，可對(duì)供應(yīng)鏈的管理決策提供支持。可靠性高、可用性強(qiáng)、由軟件控制的信息物流系統(tǒng)的自動(dòng)化程度提高，會(huì)推動(dòng)自動(dòng)化和遙控操作的發(fā)展。

增材制造（3D打?。?，是航運(yùn)業(yè)另一個(gè)潛在的改變者。3D打印不僅可以為更高效的機(jī)械組件提供新的設(shè)計(jì)，還可使備用部件在世界各個(gè)港口就地生產(chǎn)，這將縮短維修時(shí)間，使船舶營(yíng)運(yùn)更加高效。

顯而易見，航運(yùn)是一個(gè)全球性產(chǎn)業(yè)，遵循著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展趨勢(shì)和力量。可以說，經(jīng)濟(jì)和貿(mào)易模式的變化、環(huán)保法規(guī)的加強(qiáng)、可再生能源對(duì)傳統(tǒng)化石能源的替代，以及由此導(dǎo)致的技術(shù)發(fā)展及新一代信息技術(shù)與航運(yùn)業(yè)的深度融合將會(huì)逐漸導(dǎo)致規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)減弱，滿足客戶需求的本地化生產(chǎn)趨勢(shì)加強(qiáng)，致使部分產(chǎn)業(yè)門類將由全球分工變?yōu)閰^(qū)域分工，由全球生產(chǎn)變?yōu)楸镜厣a(chǎn)。因此沿海運(yùn)輸替代部分遠(yuǎn)洋運(yùn)輸，海運(yùn)運(yùn)距由此縮短，以致后續(xù)影響深遠(yuǎn)的產(chǎn)業(yè)變革，并將產(chǎn)生新的生產(chǎn)方式、產(chǎn)業(yè)形態(tài)、商業(yè)模式和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。

論及航運(yùn)業(yè)未來時(shí)，技術(shù)一定是最為核心、最為復(fù)雜、也是人們最為津津樂道的要素之一，因?yàn)樗刂浦竭\(yùn)業(yè)未來的走向。

技術(shù)構(gòu)建航運(yùn)未來

不可否認(rèn)的是，未來20年里航運(yùn)業(yè)將會(huì)發(fā)生巨大變化，經(jīng)濟(jì)、貿(mào)易、政策及監(jiān)督法規(guī)等都是改變航運(yùn)業(yè)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力，在此過程中，技術(shù)起著控制走向和速度的作用。

技術(shù)如何影響航運(yùn)業(yè)？在哪些方面影響航運(yùn)業(yè)？影響航運(yùn)業(yè)發(fā)展的程度有多大？不妨從眾多機(jī)構(gòu)和專家的報(bào)告中，提取其中最為關(guān)鍵的四大領(lǐng)域——數(shù)字化、自動(dòng)化、燃料多樣化、3D打印進(jìn)行詳細(xì)解讀。

技術(shù)成為“變革者”

英國(guó)勞氏船級(jí)社（LR）去年發(fā)布題為《2030年全球海洋技術(shù)趨勢(shì)》的報(bào)告。這份報(bào)告由LR、英國(guó)QinetiQ公司與南安普敦大學(xué)合作完成。報(bào)告仔細(xì)審查了18項(xiàng)技術(shù)對(duì)船舶設(shè)計(jì)、海軍力量、海洋空間應(yīng)用造成的變革性影響，指出世界海洋在保護(hù)地球方面有著前所未有的重要性。這18項(xiàng)技術(shù)包括機(jī)器人技術(shù)、傳感器、大數(shù)據(jù)分析、推進(jìn)和動(dòng)力估計(jì)、高級(jí)材料、智能船舶、自主系統(tǒng)、先進(jìn)制造技術(shù)、可持續(xù)能源生產(chǎn)、造船、碳捕獲與封存、能源管理、網(wǎng)絡(luò)和電子戰(zhàn)、海洋生物技術(shù)、人機(jī)交互、深海采礦和人類機(jī)能增進(jìn)及通信。

《2030年全球海洋技術(shù)趨勢(shì)》將技術(shù)驅(qū)動(dòng)力分為兩組：一組為可以變革船舶設(shè)計(jì)和建造，帶來造船、推進(jìn)和動(dòng)力估計(jì)技術(shù)的改進(jìn)以及智能船舶技術(shù)的發(fā)展；另一組為能夠提升船舶安全性、盈利性，包括高級(jí)材料、大數(shù)據(jù)分析、通信、傳感器和機(jī)器人技術(shù)。LR認(rèn)為機(jī)器人技術(shù)、傳感器、大數(shù)據(jù)分析、推進(jìn)和動(dòng)力估計(jì)、高級(jí)材料、智能船舶、造船和通信技術(shù)8項(xiàng)技術(shù)能夠給商船帶來變革。

這些技術(shù)看起來過于冰冷，不妨從DNVGL海事部首席執(zhí)行官Knut Ørbeck-Nilssen描述的場(chǎng)景來一番暢想：“在對(duì)航運(yùn)業(yè)未來的展望中，我看到的是一個(gè)仍占據(jù)全球貿(mào)易核心的行業(yè)，它把人們聚攏一起，使世界經(jīng)濟(jì)保持活力，蓬勃發(fā)展。但該行業(yè)本身、船舶、基礎(chǔ)設(shè)施及連接它們的系統(tǒng)，都可能發(fā)生重大變化。”

Knut Ørbeck-Nilssen認(rèn)為最大的變化是船舶的動(dòng)力提供方式，世界上現(xiàn)代化的船隊(duì)將依靠更大范圍的燃料和推進(jìn)解決方案。在長(zhǎng)距離貿(mào)易上，可以看到的趨勢(shì)是雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，或其他氣體（如乙烷）和新開發(fā)的可再生生物燃料正成為能源結(jié)構(gòu)的一部分。同時(shí)，越來越多地使用電池來補(bǔ)給主機(jī)，以穩(wěn)定動(dòng)力傳送，驅(qū)動(dòng)輔助系統(tǒng)，使能效最大化。在一些船型上，如渡輪和沿海船舶，更是朝著船舶動(dòng)力完全或主要由電力供應(yīng)的方向發(fā)展。

Knut Ørbeck-Nilssen認(rèn)為船岸之間的連通性將會(huì)大大改善，并將更加普遍。未來的船隊(duì)將持續(xù)與其管理者保持聯(lián)系，甚至也許與一個(gè)“交通管制”系統(tǒng)維持聯(lián)系，該系統(tǒng)能夠持續(xù)監(jiān)控船舶的位置、操縱和速度。船隊(duì)管理者能根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，就航行、天氣模式、燃料消耗、抵港時(shí)間等向船長(zhǎng)和船員提供建議，有助于減少人為失誤導(dǎo)致的事故風(fēng)險(xiǎn)，提高成本效益，并有助于提高環(huán)境績(jī)效，其中一些數(shù)據(jù)還將共享。港口將利用數(shù)據(jù)幫助規(guī)劃和優(yōu)化裝卸，船級(jí)社將根據(jù)數(shù)據(jù)檢查機(jī)械和船體的狀態(tài)，使船東和營(yíng)運(yùn)人了解根據(jù)系統(tǒng)狀況需要進(jìn)行檢驗(yàn)的時(shí)間，減少停機(jī)時(shí)間和避免不必要的維護(hù)。

數(shù)字化：既是驅(qū)動(dòng)力也是技術(shù)

數(shù)字化是航運(yùn)業(yè)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力，也是一項(xiàng)技術(shù)。智能數(shù)字網(wǎng)絡(luò)除了能促進(jìn)科技的應(yīng)用，在航運(yùn)業(yè)，可以模擬所有船舶周期的現(xiàn)狀。

上海國(guó)際航運(yùn)研究中心在去年發(fā)布的《2030中國(guó)航運(yùn)發(fā)展展望報(bào)告》中指出，船舶信息化發(fā)展方面，到2030年，將會(huì)出現(xiàn)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程駕駛和自動(dòng)駕駛的船舶；船聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將成熟并廣泛推廣應(yīng)用；中國(guó)將出現(xiàn)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的船舶自動(dòng)識(shí)別、船舶定位、自組織通信、能耗監(jiān)控等關(guān)鍵技術(shù)；預(yù)計(jì)有80%以上的小型船東將會(huì)使用云端的船舶管理平臺(tái)，100%大型航運(yùn)企業(yè)將建成基于私有云的船舶管理平臺(tái)，在中國(guó)超過80%的船舶將會(huì)實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)。在口岸信息化發(fā)展方面，可能出現(xiàn)“虛擬口岸”，非口岸城市可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上報(bào)關(guān)報(bào)檢和口岸查驗(yàn)。在海事信息化發(fā)展方面，預(yù)計(jì)中國(guó)自主研發(fā)的VTS系統(tǒng)將達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平；集交通和物流的多式監(jiān)控平臺(tái)將會(huì)出現(xiàn)，預(yù)計(jì)中國(guó)將率先研制出這類多式監(jiān)控平臺(tái)，并主導(dǎo)該領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)制定。中國(guó)將廣泛采用與AIS兼容的基于北斗技術(shù)的船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)。

中國(guó)航運(yùn)業(yè)信息化進(jìn)展?fàn)顩r是國(guó)際航運(yùn)數(shù)字化浪潮下的縮影。未來十年，航運(yùn)業(yè)將使用各種新的通信技術(shù)：沿海地區(qū)的手機(jī)網(wǎng)絡(luò)；VDES（VHF波段上的新數(shù)據(jù)服務(wù)）；港口內(nèi)的WIFI，還有最重要的，提高覆蓋面和帶寬的衛(wèi)星通信。目前，海事業(yè)推動(dòng)了船上VSAT（甚小孔徑終端）設(shè)備數(shù)量的增長(zhǎng)。

據(jù)COMSYS公司信息，使用中的海事VSAT裝置數(shù)量，從2008年的6001臺(tái)上升至2014年的21922臺(tái)，翻了近兩番。預(yù)測(cè)到2018年，該數(shù)目將超過40000臺(tái)，至2020年，大部分入級(jí)船舶將能夠使用寬帶。此外，由于引進(jìn)新的高吞吐量衛(wèi)星系統(tǒng)，吞吐量比傳統(tǒng)衛(wèi)星高2～10倍，因此VSAT在海事地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)總?cè)萘繉?011年的2.4Gbps上升到今年的12Gbps，相當(dāng)于每年增長(zhǎng)38%。依這種增速推算，2025年將達(dá)217Gbps，這意味著所連通船舶的數(shù)據(jù)傳輸速率將大幅增加，而每比特的成本卻在下降。

海事連通性的改進(jìn)也將為整個(gè)運(yùn)輸部門帶來諸多益處。例如，供應(yīng)鏈可以圍繞可改變的操作，平衡貨物、路線以及資產(chǎn)運(yùn)營(yíng)和狀態(tài)的及時(shí)信息，更高效地進(jìn)行組織。這將在很多方面提高效率，包括通過優(yōu)化到達(dá)時(shí)間來減少前置時(shí)間和燃料消耗，更好地組織岸上貨物裝卸作業(yè)和勞動(dòng)力，以及開展可能的維修或檢驗(yàn)活動(dòng)。除了加強(qiáng)安全和提高效率外，船舶連通性也能滿足更多的透明操作需求，并基于對(duì)共享信息的收集和分析，在不同的行業(yè)利益相關(guān)者之間幫助建立信任和合作。船舶連通性也為海事當(dāng)局提供一個(gè)獨(dú)特的機(jī)會(huì)，去監(jiān)控是否符合現(xiàn)有法規(guī)，以加強(qiáng)安全，實(shí)現(xiàn)環(huán)境目標(biāo)，提高行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

航運(yùn)數(shù)字化發(fā)展使得海事信息物理系統(tǒng)逐漸成熟，系統(tǒng)能夠通過智能傳感器、高級(jí)軟件和激振器進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制和優(yōu)化?，F(xiàn)代船舶已經(jīng)高度自動(dòng)化，越來越多地依賴于軟件控制系統(tǒng)如動(dòng)態(tài)定位，也擴(kuò)展到與安全相關(guān)的重要功能和應(yīng)急控制，如應(yīng)急關(guān)閉和防噴器。船舶機(jī)械系統(tǒng)越來越多地由軟件控制，裝有低成本的智能傳感器，可監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和性能參數(shù)。例如，船舶推進(jìn)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，能夠與電氣部件和常規(guī)機(jī)械系統(tǒng)無縫集成，以在不損害安全的情況下優(yōu)化效率。同樣，海上導(dǎo)航系統(tǒng)將越來越依靠高級(jí)軟件和傳感器，提醒駕駛員前方可能的危險(xiǎn)，并推薦合適的行動(dòng)方案，維持安全路線。這些系統(tǒng)關(guān)聯(lián)度很高，加大了整體上的復(fù)雜性。

此外，航運(yùn)數(shù)字化進(jìn)一步催生了數(shù)字模型的發(fā)展。數(shù)字模型是對(duì)實(shí)船系統(tǒng)的數(shù)字模擬，它把船舶的可用信息綜合在數(shù)碼世界中。一艘船舶的數(shù)字模型在其整個(gè)生命周期內(nèi)有諸多用途。設(shè)計(jì)期間，數(shù)字模型可用作虛擬測(cè)試臺(tái)，改進(jìn)系統(tǒng)性能，改進(jìn)用以支持工作流的信息管理系統(tǒng)，減少開發(fā)成本；用于第三方驗(yàn)證，對(duì)安全保證提供自動(dòng)化和系統(tǒng)化的方法。在操作中，數(shù)字模型與設(shè)備的操作數(shù)據(jù)連接時(shí)，能夠以幾乎實(shí)時(shí)的方式，對(duì)性能和臨界性提供多種評(píng)估，并提出糾正措施。未來十年，隨著數(shù)字技術(shù)的進(jìn)步，船舶系統(tǒng)和相關(guān)數(shù)字模型的設(shè)計(jì)，將受到云信息管理和多模型模擬平臺(tái)的支持。然而，這個(gè)新時(shí)代還處于起步階段，對(duì)大量信息的組織和利用，需要進(jìn)一步的探索。至2025年，探索結(jié)果應(yīng)能為航運(yùn)業(yè)新數(shù)字時(shí)代的管理提供新標(biāo)準(zhǔn)和最佳的時(shí)間依據(jù)。

自動(dòng)化：智能船舶引領(lǐng)潮流

隨著傳感器技術(shù)和連通性越來越穩(wěn)健，遠(yuǎn)程操作船舶甚至無人駕駛船舶可能成為現(xiàn)實(shí)。在過去十年中，一些無人駕駛的自動(dòng)化、遠(yuǎn)程操作工具，包括無人機(jī)、遙控潛水器等已在近海使用，為航運(yùn)業(yè)提供服務(wù)。

對(duì)航運(yùn)業(yè)來說，遠(yuǎn)程操作需要發(fā)動(dòng)機(jī)和其他集成系統(tǒng)達(dá)到高度自動(dòng)化和可靠性。此外，先決條件是具有先進(jìn)的導(dǎo)航系統(tǒng)和精密算法，能夠在規(guī)定的安全系數(shù)內(nèi)，在不斷變化的海況和天氣狀況下維持船舶航線，避免碰撞，高效操作船舶。這些系統(tǒng)依賴于衛(wèi)星和岸基系統(tǒng)提供穩(wěn)健而安全的通信，船載控制與決策管理系統(tǒng)可進(jìn)行調(diào)整，允許不同級(jí)別的自動(dòng)化。但是，隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，一艘完全自動(dòng)化的船舶，可以做到在只需要人工介入或出現(xiàn)緊急情況時(shí)，才向岸基操作人員報(bào)告。

近海、航空、航天以及汽車行業(yè)的發(fā)展驅(qū)動(dòng)著自動(dòng)化和遠(yuǎn)程操作的進(jìn)展，航運(yùn)業(yè)因此而受益。航運(yùn)業(yè)可能首先將這些技術(shù)應(yīng)用到船用儀表機(jī)械，然后逐步推廣到船舶航行，解決方案將越來越多地依靠傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)，以便遠(yuǎn)程管理船上系統(tǒng)。隨著更多的船上系統(tǒng)自動(dòng)化，船員數(shù)量將減少，岸基控制中心將制定更多的決策。

控制中心將負(fù)責(zé)在航道擁擠、靠近港口以及應(yīng)急情況下的船舶操作。要管理這些工作，控制中心將配備系統(tǒng)模擬器，與岸基的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)一起，選擇最佳導(dǎo)航程序和界面。岸基控制中心將負(fù)責(zé)船舶的資產(chǎn)完整性管理，以及船撞設(shè)備故障可能引起的停機(jī)。如同許多新興技術(shù)一樣，系統(tǒng)管理人機(jī)互動(dòng)的能力非常重要，系統(tǒng)應(yīng)提供準(zhǔn)確的風(fēng)險(xiǎn)表述，使人能在必要時(shí)從遠(yuǎn)程位置完全控制船舶。

第一艘完全自動(dòng)化船舶的概念原型已經(jīng)存在。在邁向2025年的過程中，許多具有遠(yuǎn)程/自動(dòng)操作能力的船舶將交付使用，港口也將配備自動(dòng)化的貨物裝卸系統(tǒng)。盡管完全自動(dòng)化的船舶預(yù)計(jì)將到2025年進(jìn)入市場(chǎng)，但監(jiān)管障礙將阻礙自動(dòng)化船舶在國(guó)際水域營(yíng)運(yùn)，因而在不遠(yuǎn)的將來，這類船舶只能在國(guó)內(nèi)水域和近海營(yíng)運(yùn)。

多樣化：燃料替代和能效提升

《2030中國(guó)航運(yùn)發(fā)展展望報(bào)告》指出：中國(guó)船舶發(fā)展技術(shù)發(fā)展方面，到2030年，船舶能源結(jié)構(gòu)將呈現(xiàn)多樣化特征。液化天然氣很有可能成為未來船舶燃料的首選，而生物燃料也會(huì)逐步被采用。與此同時(shí)，岸電技術(shù)會(huì)更加廣泛的投入使用。

在環(huán)保法規(guī)的壓力下，替代燃料是航運(yùn)業(yè)的一個(gè)有前景的解決方案。替代燃料本質(zhì)上不含硫，所以符合環(huán)保法規(guī)，也可以留下較小的碳足跡。今天或可預(yù)見的未來，可供選擇的替代燃料有液化天然氣（LNG）、液化石油氣、甲醇、乙醇、生物柴油、二甲醚、沼氣、合成燃料、電網(wǎng)電力、核動(dòng)力和氫。新燃料往往需要船舶配載新系統(tǒng)和新機(jī)械，而且從一種燃料如重油、船用柴油，轉(zhuǎn)換到另一種如LNG，需要花費(fèi)時(shí)間，先驅(qū)者還可能有預(yù)料不到的技術(shù)問題。因此，不要求機(jī)械和儲(chǔ)存設(shè)施作重大改裝即可使用的燃料將會(huì)優(yōu)先考慮使用，其具有簡(jiǎn)單低成本的特點(diǎn)。

航運(yùn)業(yè)的任何替代燃料，能夠得到廣泛采用的決定性因素是燃料的可供性和定價(jià)。加油設(shè)施的發(fā)展是大型遠(yuǎn)洋船舶使用替代燃料的先決條件，其他因素如建造或改造雙燃料船舶的高昂費(fèi)用，燃料艙的尺寸，以及對(duì)安全的擔(dān)心，都可能會(huì)限制這些燃料的使用。

LNG在上世紀(jì)60年代已在LNG運(yùn)輸船上作為燃料使用。第一艘LNG動(dòng)力船建造于2000年，目前營(yíng)運(yùn)中的LNG動(dòng)力船約75艘，另有80艘正在建造中，此外有40艘船設(shè)計(jì)為可改造使用LNG燃料。對(duì)于在北美水域營(yíng)運(yùn)的船舶來說，由于必須符合Tier Ⅲ氮氧化物排放要求，LNG是頗具吸引力的燃料選擇。除現(xiàn)有排放控制區(qū)外，歐洲水域在2020年將采用0.5%的含硫量限制，這將促進(jìn)LNG燃料船隊(duì)的加速增長(zhǎng)。一些其他不含硫燃料也可用作雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的柴油替代品，其中生物柴油、液化石油氣、甲醇特別引人關(guān)注，它們有助于大量減少氮氧化物和顆粒物質(zhì)的排放。

除此，航運(yùn)業(yè)還將越來越重視能效措施。船舶的大小和尺寸、船體結(jié)構(gòu)、材料選擇以及最終船舶在滿載和壓載工況下的性能特征等將影響燃料的使用及相應(yīng)的二氧化碳排放。至2025年，更多船舶將使用減少壓載水的設(shè)計(jì)，并且在非結(jié)構(gòu)構(gòu)件上，輕質(zhì)材料也將越來越多地替代鋼質(zhì)材料。這樣，通過減少水下船體面積進(jìn)而減少阻力，以獲得能效的大幅度提高。此外，更多的技術(shù)手段將得以利用，例如空氣潤(rùn)滑技術(shù)，利用在船體與水之間引入薄薄一層空氣潤(rùn)滑船體與水的接觸區(qū)域來減少船體摩擦阻力。強(qiáng)化的低阻尼船體涂層也將廣泛應(yīng)用，以減少摩擦阻力和污底。船舶機(jī)械推進(jìn)系統(tǒng)將引入高級(jí)控制系統(tǒng)用于改善能量流的管理，例如，電控的燃油噴射系統(tǒng)，能使燃油噴射反應(yīng)更靈敏，優(yōu)化柴油機(jī)在各種負(fù)荷下的性能。其他船舶電力系統(tǒng)日益自動(dòng)化和優(yōu)化包括發(fā)電機(jī)、變速泵、變壓器和廢熱回收解決方案?？傮w目標(biāo)是提供與需求和運(yùn)營(yíng)最佳匹配的能源管理辦法，為此所考慮的因素包括航行路線規(guī)劃、生活區(qū)電力需求、能源存儲(chǔ)、輔助發(fā)電技術(shù)、輔助推進(jìn)系統(tǒng)等。

船舶電氣化的最近發(fā)展，對(duì)改進(jìn)能量管理和燃油效率，帶來了美好前景。以電池為動(dòng)力的推進(jìn)系統(tǒng)，已經(jīng)用于小型船舶的設(shè)計(jì)，而發(fā)動(dòng)機(jī)制造商現(xiàn)在主要關(guān)注的是大型船舶的混合動(dòng)力解決方案。2020年后，船舶行業(yè)的混合動(dòng)力船數(shù)量將顯著增長(zhǎng)，將主要應(yīng)用在港作拖輪、海工支持船、渡輪。至2025年，新建造的商船中會(huì)有很大一部分將采取某種程度上的混合動(dòng)力。電力系統(tǒng)從交流電網(wǎng)轉(zhuǎn)到直流電網(wǎng)，使得發(fā)動(dòng)機(jī)可以變速運(yùn)行，從而在低負(fù)荷下更高效運(yùn)行?；旌蟿?dòng)力船的其他好處包括冗余電力，減少噪音和振動(dòng)，減少在港口和沿海居住區(qū)的排放量。能量密度是電池的一個(gè)限制因素，影響著電池的尺寸和電動(dòng)船舶的巡航航程。新的化學(xué)電池技術(shù)的能量密度，可比當(dāng)前水平高出一個(gè)數(shù)量級(jí)。隨著這種能量密度水平的電池達(dá)到商業(yè)化使用，并且價(jià)格合理，預(yù)計(jì)混合系統(tǒng)和電力推進(jìn)船舶的份額將快速上升，并逐漸與常規(guī)推進(jìn)船舶并駕齊驅(qū)。然而，2025年這一現(xiàn)象預(yù)計(jì)不會(huì)發(fā)生。

3D打印：行業(yè)影響力迅速提高

增材制造（3D打?。前巡牧弦员有问綄訉盈B加，直至物體最終成型的一種制造方法。過去十年3D打印技術(shù)獲得重大進(jìn)展，改變了產(chǎn)品設(shè)計(jì)、成形和制造的方式。它很少受到常規(guī)制造工藝那樣的設(shè)計(jì)局限，能夠顯著縮短制造時(shí)間。

雖然石油、天然氣和海運(yùn)業(yè)在整個(gè)3D打印市場(chǎng)中，所占份額僅為5%，但預(yù)計(jì)3D打印技術(shù)在這些行業(yè)中的影響力將迅速增加。美國(guó)海軍已經(jīng)開始測(cè)試在船上使用3D打印技術(shù)，以評(píng)估制造所需備件和其他設(shè)備的可能性。然而，這需要有受過培訓(xùn)的人員上船，并且打印機(jī)能夠承受有可能影響產(chǎn)品質(zhì)量的船舶運(yùn)動(dòng)。一個(gè)更有前景的方法是在生產(chǎn)階段使用該技術(shù)，制造使用傳統(tǒng)技術(shù)不易制造的輕質(zhì)部件或復(fù)雜部件，這可能會(huì)提高船舶的能效。另一項(xiàng)可能應(yīng)用是在世界各地港口視情況就地生產(chǎn)所需備件，從而減少交付時(shí)間和降低成本。

盡管3D打印為未來制造技術(shù)的創(chuàng)新帶來了許多可能性，但風(fēng)險(xiǎn)也需考慮。由于制定的規(guī)格存在多樣性，鑒定和認(rèn)證可能面臨重大挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的鑒定方法是對(duì)一個(gè)集中式設(shè)施生產(chǎn)的終端產(chǎn)品反復(fù)測(cè)試，這一方法現(xiàn)在已不適用。3D打印的分布式特征意味著產(chǎn)品根據(jù)制造地具有可變性，由于軟件和硬件差異，或者其他原因，某地生產(chǎn)的產(chǎn)品在另一地可能完全不同。在航運(yùn)業(yè)，3D打印技術(shù)的額外或二階效應(yīng)不利的一面是，所制造產(chǎn)品的分布式生產(chǎn)可能會(huì)降低對(duì)貨物運(yùn)輸?shù)恼w需求，這也是3D打印技術(shù)達(dá)到規(guī)模后，需要仔細(xì)分析的一個(gè)趨勢(shì)。

顯然，3D打印技術(shù)對(duì)于航運(yùn)業(yè)的潛在影響還遠(yuǎn)不止這些。3D打印技術(shù)引起的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)減弱和滿足客戶需求的本地化生產(chǎn)趨勢(shì)加強(qiáng)，致使部分產(chǎn)業(yè)門類將由全球分工變?yōu)閰^(qū)域分工，由全球生產(chǎn)變?yōu)楸镜厣a(chǎn)，沿海運(yùn)輸替代部分遠(yuǎn)洋運(yùn)輸，海運(yùn)運(yùn)距大幅縮短。隨著3D打印技術(shù)的興起，許多產(chǎn)品的生產(chǎn)再也不需要那么多環(huán)節(jié)，也不需要在全球組織生產(chǎn)，對(duì)集裝箱運(yùn)輸?shù)男枨髮⒋蟠鬁p弱。同時(shí)，隨著3D打印技術(shù)對(duì)人們個(gè)性化需求的激發(fā)，與此相對(duì)應(yīng)的是這部分產(chǎn)品的物流活動(dòng)更需要快捷的運(yùn)輸方式，航空運(yùn)輸將替代不少以往的海運(yùn)集裝箱運(yùn)輸。3D打印技術(shù)使得傳統(tǒng)的大機(jī)器生產(chǎn)逐步?jīng)]落，部分裝備制造業(yè)走向衰落，這直接影響對(duì)鋼鐵的需求，進(jìn)而影響對(duì)鐵礦石和煤炭的需求，并對(duì)海運(yùn)的大宗散貨運(yùn)輸產(chǎn)生重大影響。

來源：航運(yùn)交易公報(bào)