通過無人機的引纜索（由鹿特丹Kotug提供）   在實務方面，最近出版的《港口中的拖船使用-實用指南》一書的第三版關注未來自主或遙控拖船-直到2050年之前，它有充分的理由成為值得關注的議題。 自主航行 每天幾乎都有關於運輸中的自動化和自主的出版物。在這些出版物中經常可以看到大型海事工業公司，這些公司被認為是這些自動化和自主航行發展的主要推動者。但問題是這些發展是否實際與務實；它們是否僅適用於某些部門或行業，或者根本不適用？ 未來輔助拖船的任務要素 使用拖船進行船舶的托運，涉及許多要素：港口、船舶、貨物、駕駛員、拖船及船員等。當一個要素發生變化時，例如船的尺寸，它將影響所有其他要素，例如港口、領港及拖船。 未來幾年將發生一些變化。舉例說明： 當船舶數量增長，運輸的總貨物量也將穩定增長。總貨物的組成將發生比例上的變化，例如石油和天然氣。 特殊類型的船舶機動能力提高，以促進自主性及成長的規模，就像現在的貨櫃船增加一樣。 預計將開發新的運輸方式，例如新的無排氣跟無油的相關海上活動。 在未來30年中，目前沒有或僅有少量的自動化艦隊將逐步淘汰，而自主化越來越高的新船型在海上交易將會增加，這將因國家和船籍而異。 這對港口和港口佈局以及輔助拖船都有影響。拖船應與船舶發展同步，也將跟進自主化的道路。 更多自主拖船的挑戰 一篇技術文章（此處）談及自由航行和輔助拖船的複雜性。例如，拖船在靠近船舶的操作，如果被輔助船舶正在托運行駛，則拖船與船舶的之間會產生相互的作用力，造成拖船的作用力和轉彎力迅速變化。這些相互作用力以平方速度而增加，隨著船與拖船之間距離的減小而增加，並隨船型、吃水量、縱傾度和龍骨間隙而變化 這種複雜的現象可能會對相對較小的拖船產生很大影響。如果拖船船長沒有預先做好充分的準備，拖船及其艏艉作業區附近的船員可能會特別危險。這些相互作用的影響很難預測，而且拖船船長也很難察覺。模擬這些影響並使拖船變得自主應對將是一個挑戰。機器可以克服此挑戰。一旦模擬成功，就可以更有效地預期這些相互作用，甚至可以進一步利用這些優點。在船上完全整合此項附加功能，拖船被添加到輔助船的控制系統功能中。 另一個至關重要的問題是將自主或遙控拖船連接到需要輔助的船舶。關鍵的問題在於：自主或遙控的船舶和拖船是否配備足夠的人員來連接拖船？在技術文章全文中提到的原因，未來幾年中，預計自主或遙控船穿梭於海洋並招喚在世界不同港口的自動駕駛船將會在沒有船員的情況下航行。但是，越來越多地使用自動繫泊系統會減少船上甲板乘員的需求，這又將對拖船的連接產生影響。除此之外，就像船舶一樣，由於多種原因，預計將會有部分的遙控操作或自主拖船。 在更多自主航行的過程中，現有老式系統使用纜索，透過拖纜連接拖船到輔助船，這之間包括拖船和拖船船員都有嚴重風險。取而代之，應由安全，快速和可靠的繫泊系統替代，這種系統得以在相對較高的船速下使用並可以遠端控制。為了解決這個問題，有人提出了各種系統，例如起重機，空氣手槍和無人機。 未來展望  從中期來看，船舶和拖船的自主性和遠程控制將有所增加，但結果會有很多變化。從長遠來看，隨之而來的是越來越多的自主操作或遙控操作的船舶和拖船。船舶和拖船初期將仍然（部分）有人值守。之後，人員值守將根據發展和經驗而減少。 同時，將朝著更安全的拖船發展的趨勢（例如，使用SaferVents，該系統可降低淹沒的風險），以及對於船舶和拖船推進更清潔及更經濟的引擎；此外，港口的基礎設施將發生變化，遠短引航將增加，也需要採用相關規則和法規，最終，貿易衝突，經濟的結構性變化及氣候變化等都有可能改變現在的前景。   資料來源: THE MARITIME EXECUTIVE ，09/07/2019

新渡輪將主要以純電動模式運行，在瑞典南部載送汽車、卡車及乘客。航線全長 1.8 公里。 瑞典最大型混合動力電動汽車渡輪能同時載送汽車、重型貨車和將近 300 名乘客，瑞典宣布將於2019年夏末投入該國數一數二繁忙的海上航線。 Tellus 號渡輪由瑞典政府委託製造，將主要以純電動模式運行，投入瑞典西南部經峽灣往返烏德瓦拉鎮（Uddevalla）至呂瑟希爾鎮（Lysekil ）的 1.8 公里 Gullmarsleden 航線，最大承載量 80 輛汽車和貨車。這艘 100 公尺長渡輪由丹麥工程公司 Danfoss Editron 提供總發電量 949 度（kWh）的 12 個蓄電池架來驅動，以大幅減少柴油燃料需求，進而削減溫室氣體排放量。 Danfoss Editron 表示，這些蓄電池目前採夜間靠岸充電，也可在渡輪運行時利用柴油引擎充電，不過待所需基礎設施到位後，自動充電站將取代這項「過渡方案」。 根據瑞典政府環境專員 Peter Peterberg 所言，渡輪已於2019年7月完工交付負責營運的交通管理局（Swedish Transport Administration），一同協助該國實現 2045 年溫室氣體零排放目標。他說：「我們計劃持續讓旗下船隻升級為混合動力系統，以求近期內成為永續性最佳的船隊。」 這艘渡輪只是 Danfoss Editron 公司和愛沙尼亞造船公司 Baltic Workboats 最新的合作項目。2019年先前雙方還在斯德哥爾摩合作推出一艘相仿的混合動力電動渡輪，最大承載量 150 人。 Danfoss Editron 公司專案經理 Jani Hartikka 表示，未來海洋產業「必將達成零排放」。他說：「類似的渡輪已在芬蘭和挪威投入營運行列，所以我們很高興瑞典也跟進。越來越多國家立法減少航運業的碳排放，所以電動化趨勢會繼續成長下去。」   資料來源:BusinessGreen，7/23/2019

身為歐洲第一大貨櫃港口和世界第十大港的鹿特丹港就位於荷蘭，2018 年總吞吐量為 4.69 億噸，然而該國的內陸水運市場壯觀程度有過之而無不及，約 6000 艘船穿梭於河川和水道，將近佔所有歐洲內河船舶的八成之多，在市場上獨占鰲頭。而這塊市場現今正因低燃耗而重要起來。 在阿姆斯特丹的自主航行船舶技術（Autonomous Ship Technology）研討會上，荷蘭船舶交通暨水管理處處長 Nancy Scheijven-Westra 參與發言，強調藉由創新的自動化航運技術提升內陸水路競爭力、安全性和永續性是有其重要性的。 Scheijven-Westra 首先指出荷蘭基礎建設暨水管理部（Ministry of Infrastructure and Water Management）致力於發展智慧航運（smart shipping），並承認內陸水運相對於陸運的競爭優勢正面臨威脅。過去幾年來，陸運在無人駕駛技術方面大有進展，引起代工廠、軟體巨頭和新創企業的興趣。他們都努力想在十年內達成自駕車目標。內陸水運若想搶回霸主地位，則必須在自主航行船舶技術投入巨資。 問題是，內陸水運有著更迫在眉睫的隱憂 － 大範圍的歐洲河川和運河水位正在下降。雖然一直以來有呼聲要求在所有水道建造大型水閘門，以便大船航行於內河，但隨著水位降低，這些需求可能慢慢淡去。為了避免這個問題，業者應考慮採用更小型的無人貨船。此外，駕駛高齡化也是一個問題，Scheijven-Westra 提到荷蘭的內河船舶駕駛人平均 50 歲左右。 水管理部認為，參與並推廣智慧航運和無人貨運有其重要性，因為科技能漸進地影響荷蘭的經濟福利、安全和道德永續性。針對有意在荷蘭水域測試無人船技術的企業，水管理部已推出單一窗口申請系統。Scheijven-Westra 說：「業者可提出想要的測試項目、合作對象和地點，幾乎任何地點都不成問題，我們會制定需符合的條件。」 除了內陸水路，企業亦可在荷蘭北海的 12 英里海域測試無人船。那個區域是測試避撞系統的好地方。為了測試這種未來性的技術，許多利益關係人，譬如學術機構、業內人士和決策單位，齊聚一堂討論業界該透過哪些調整讓貨船無人化進程加快。Scheijven-Westra 說：「我們不僅站在造船公司的角度，也站在立法機關的角度來看，因為後者必須了解如何制定相關法規。」 隨著無人船技術問世，造船公司和無人船軟體供應商之間的界線將逐漸消失，因為要完全實現無人船，一定少不了這兩種利益關係人的貢獻。Scheijven-Westra 說：「我們政府將擔任凝聚各方力量的角色，建立起一個共同體。大家共同努力，不是只有政府付出，因為政府不能決定這個產業的未來樣貌，而民間可以。」 資料來源: FreightWaves,  6/ 27/2019

造船業者最關注的NOx排放上限新規定即將生效，David Tinsley就此探討減排方法、挑戰和獎勵制度。國際海事組織(IMO) Tier III排放標準上路，預告著在北美及美國加勒比海排放管制區(Emission Control Areas)內，於2016年1月1日當天及之後下水的5000GT以上船舶，需遵守大幅下調的氮氧化物(NOx)排放限制。2017年7月召開的國際海事組織(IMO)海上環境保護委員會第71屆會議(MEPC 71)，確定將這項強制性規定大幅擴展至北海和波羅的海。Tier III NOx排放限制於2021年1月起生效，並且適用於所有之後新建造船舶。 此外，中國預計兩、三年內申請成為IMO排放管制區之一員，排放管制並非僅單純限制SOx排放量，還可能同時限制包含NOx和Sox排放量。有鑑於該國作為經濟強權，海上貿易規模龐大，此舉將大幅擴展全球航運版圖中的排放管制範圍。挪威船級協會(DNV-GL)建議，即使新造船舶計劃在現行或未來於NOx排放管制區之外航行，船主仍應審慎考慮採用Tier III合規技術，以配合此項標準後續的改裝要求。此一規定適用於柴油機輸出功率130kW以上的所有船舶。 在三井造船公司玉野船廠，Mitsui-MAN測試用柴油機搭載曼恩的新款高壓SCR系統 (圖/2017年副刊《船舶動力與推進》) 該協會指出，從Tier II升級的主要難處，在於Tier III減排技術、柴油機和監控系統的改裝，以及船上的合規測試和排放量測量，都面臨空間限制。柴油機必須在規定的負荷點做合規測試，且僅在測試台上順利進行，卻無法進行實際上船安裝後之測試。挪威船級協會在其近期出版的《DNV GL NOx Tier III Update—合規方面的選擇與挑戰》中提到：「添購Tier III NOx減排技術不僅符合排放法規，還有更多好處。」 「這能證明一間公司致力於確保永續營運，對其日益重視。此外，安裝Tier III合規技術能直接帶來經濟效益，船舶若配合ESI(環保航運指數)之類的第三方環保計劃，在許多大港皆能享有港務費的高折扣優惠。」根據挪威船級協會估計，船舶設備升級為Tier III之後，比起Tier II標準，ESI指數可增加五分左右。以下為港口對Tier III系統提供靠港費優惠的例子： ⚫洛杉磯港(美國)：ESI指數50分以上船舶，每次減收2,500美元； ⚫漢堡港(德國)：ESI指數50分以上船舶，每次減收1,500歐元； ⚫鹿特丹港(荷蘭)：符合Tier III的船舶，每次減收20%； ⚫安特衛普港(比利時)：ESI指數31分以上船舶，每次減收10% 挪威氮氧化物基金(NOx Fund)、芬蘭投資補助、香港《乘風約章》(FWC)、深圳和海事新加坡綠色倡議實體等其他計劃都對添購Tier III的業者祭出減排的獎勵。 根據挪威船級協會，目前最能將NOx減排達到Tier III標準的方案有選擇性觸媒還原法(SCR)、廢棄再循環(EGR)和某些燃氣機。協會在報告中指出：「SCR、ERG和替代燃料之外尚有其它技術，但差在成熟度仍舊不足。其它開發中技術包括直接水噴射(DWI)、油水乳化(FEW)以及進氣乾燥系統。」 SCR能減少NOx排放量達80%以上，在業界有三百多個海上安裝案例，大多數已經過改裝，參考基礎值仍持續成長。相較於其他Tier III技術，SCR系統將作為還原劑的尿素溶液儲存於特殊的尿素箱當中，必須斷斷續續地補充尿素，是一筆經常性開銷。挪威船級協會認為SCR屬於「密集支出項目」，並估算在NOx排放管制區，尿素帶來的額外運作成本，相當於額外燃料費的8%左右。為確保SCR系統持續脫硝和避免阻塞現象，對於廢氣溫度須特別注意。 燃油中的硫對SCR系統而言亦為一項重要考量。柴油機處於低負荷狀態時，可能產生固態的銨鹽(硫酸氫銨)，因此廢氣入口須維持高溫來避免觸媒當中的硫酸氫凝結黏附，否則將嚴重影響減碳成效，並可能導致其他問題。此外，直驅式的二行程柴油機在低負荷狀態下運作和操控須關閉SCR等問題仍窒礙難行。因此SCR有必要配合標準的二行程推進系統實行技術改良。 曼恩動力設備公司(MAN Diesel & Turbo SE)於2016年生產世界上第一台經IMO認證的二行程柴油機，符合NOx Tier III排放標準並配備EGR系統，提升了此一合規方案的知名度。雖然挪威船級協會表示EGR的期初投資支出略高於SCR，但運作成本一般較低。另外，EGR組件與柴油機整合度高，在空間要求方面具有一大優勢。 EGR系統對柴油機內燃過程有直接影響，可能造成碳煙排放量和油耗量增加約4%。廢氣必須經清潔後再循環，以避免燃燒室遭腐蝕和產生碳煙，這時就需要小型洗滌器。至於洗滌水處理系統，可以有彈性裝配於任何一處位置。而採取傳統熱回收方式的「節約裝置」(economiser)，廢氣流中可利用的熱能較少，可能要另外安裝燒油鍋爐(oil-fired boiler)補其不足。 EGR分為高壓EGR和低壓EGR，分別在渦輪增壓(turbocharger)階段前後將廢氣從排氣管路中取出。目前的研究結果指出，在兩者之中，低壓EGR的初期及運作成本較為低廉。 現有的所有替代燃料當中，在採用稀薄燃燒(lean-burn)和四行程循環(又稱奧托循環)內燃機的方式下，以液態天然氣(LNG)最具減排潛力，能將排放量減少80-90%，符合Tier III標準要求。不過此種燃燒原則對去氮氧化物成效有根本性的影響，換成高壓二行程，僅能將氮氧化物減少約40%。LNG的附帶效益是完全不製造硫氧化物(SOx)，在全球的供應設施和使用度皆呈現成長趨勢，儘管LNG要價高昂，還是獲得許多定期在嚴格的硫排放管制區內營運之客戶，或航行至這些區域的船舶業者的青睞。   表(一)：SCR與EGR資本成本比較表 […]