中国のエンジニアが開発した第二世代気泡潤滑システムが商船のエネルギー効率を大幅に向上

中国のエンジニアは、高速水中弾薬に関連する減速原理を応用し、商船のエネルギー効率を改善した。報道によれば、最近建造された50,000トンの製品および化学タンカーに第二世代気泡潤滑システムが搭載され、5ヶ月間の運用試験で純エネルギー消費が約5%減少した。このシステムは上海海運設計研究院によって開発され、船体底部に圧縮空気を注入して気泡の層を形成し、周囲の水との摩擦を減少させる。油 tankerは現在運用中であり、この技術は航運会社が船舶の主要な推進システムを変更することなく燃料消費を削減するのに役立つ可能性がある。

さらに、同研究院はこのサイズの油 tankerにおいて、5%の削減が毎日約1トンの燃料を節約できると推定している。

気泡潤滑技術の原理

気泡潤滑技術は、物体と周囲の水との接触を減少させることを目的としている。超空泡魚雷を例に挙げると、これらの魚雷はガスで満たされた腔体内を運行し、水との接触を大幅に減少させることで、非常に高い水中速度を達成することができる。商業航運システムは、この原理の異なる実現方法を使用している。『南華早報』の報道によれば、このシステムは高速で運動する弾薬の周囲に大きな腔体を形成するのではなく、船体底部に圧縮空気を持続的に注入して微細な気泡の層を形成し、船体と海水の間に位置する。このことが船舶表面近くの水流を変化させ、気液混合物を生成し、摩擦抵抗を減少させる。

抵抗が減少することで、船舶が速度を維持するために必要な推進力も低下する。全体的な効率の向上は、船体摩擦を減少させることで節約される電力と、空気を供給する圧縮機が消費する電力とのバランスに依存している。報告された5%の純エネルギー消費削減は、この追加のエネルギー需要を考慮に入れているが、同研究院は詳細な試験結果の内訳を提供していない。

システムのアップグレードと自動化

第二世代気泡潤滑システムは、2022年4月に1,800 TEUの支線貨物船で行われた初期バージョンを基に改良された。アップグレードシステムの開発は翌月に開始され、エンジニアは初期設計の手動操作への依存を解決することを目指した。新バージョンには、圧縮機の電力消費を低減することを目的とした改良された空気供給構造が含まれ、自動制御および監視機能が追加された。スマート制御システムは、船舶の速度と喫水深に応じて船体底部に供給される空気量を調整する。デジタル操作支援システムは、エネルギー効率をリアルタイムで監視および分析することも可能である。

これらの機能は、変化する航行条件下での操作を容易にし、気泡生成に必要なエネルギーを削減することを目的としている。このシステムは、さまざまなタイプの商業船舶および推進技術と互換性がある。研究院によれば、LNG、電力、メタノール、アンモニアなどの動力を持つ船舶と互換性がある。この新たな発展は、商業船舶への展開に追加の基盤を提供するが、より広範な採用は異なる船体設計、運行条件、航路での性能に依存する。

気泡潤滑システムの商業的潜在能力と課題

気泡潤滑システムの開発は、航運業界におけるエネルギー効率向上の重要な進展を示している。摩擦を減少させることで、この技術は燃料消費を削減するだけでなく、運営効率を向上させる。新バージョンの導入により、システムの自動化およびスマート制御機能は、さまざまな航行条件下での操作をより柔軟にしている。しかし、広範な適用には異なる船体設計および運行環境への適応性を考慮する必要があり、これが商業航運における採用速度に影響を与えるだろう。