跨国电力及自动化巨头ABB正与法国Hydrogène de France (HDF)合作,计划开发大规模的氢燃料电池系统,为零排放的电动集装箱船提供动力。氢能在2020年将重新成为其关注的焦点。虽然由于储存、运输和低效发电的固有困难,大部分汽车行业都对其避而远之,但事实上,它的能量密度仍是锂电池的10倍左右,加氢过程比插入充电过程更快。
航运业仍然多数使用不够环保的船用柴油机,而且基本上没有像汽车行业那样躲过监管部门的重重关注。这无疑是一种廉价而高效的方式,可以把东西散装运输到全球各地,但它仍然造成了约2.5%的温室气体排放。一艘大型集装箱船所排放的空气污染量相当于5000万辆汽车的排放量,因此,如果做得好,电气化可以在这一领域带来巨大的变化。
要实现远距离的电动化航运作业,需要几代人的电池开发,但氢气现在已经准备好了,至少在短距离的作业中可以有所作为。因此,电气化专家ABB公司与大规模燃料电池生产专家HDF公司签署了这份谅解备忘录。
在新协议中,ABB将利用HDF的大规模制造能力,为船舶开发 兆瓦级 的动力系统,并利用HDF的大规模制造能力来制造。该设计将与专门研发质子交换膜(PEM)燃料电池的Ballard Power Systems公司合作完成。
目前,一艘可装载18000多个集装箱的Tripleple-E级马士基集装箱船的发电量约为60兆瓦,每天可消耗21200加仑(约80250升)的燃料。而这些船是地球上最清洁、最高效的货轮之一。目前还没有迹象表明ABB计划将其首批动力系统的规模扩大,但有迹象表明,他们可能会在更大的船舶上制造出混合动力系统,氢气可用于 支持大型船舶的辅助能源需求。
郑和下西洋的船是什么动力?怎么做到的?
600多年前,明朝航海家郑和历经28年,7次远航,出访30多个亚非国家和地区,目前已知最远到达东非、红海和美洲,堪称史无前例的航海之旅。在没有“发动机”的时代,这么大的船是如何远航的呢?
万事俱备,只等季风他们是凭借自然动力——季风和洋流。
我们知道亚欧大陆是世界最大的大陆,东临世界最大的洋——太平洋,海陆热力差异大,因而亚洲南部、东南部和东部,季风气候显著。季风是随着季节的变化风向相反,又由于表层海水在风的吹拂下会沿着一定方向流动,这种现象称之为风海流,是洋流的一支,特别是在北印度洋,受热带季风的影响,夏季吹西南季风,海水按逆时针方向流动;冬季则相反。郑和就是巧妙地利用了不同时间的风向和洋流流向,从而完成了七下西洋的壮举。
郑和的宝船有着最先进的平衡系统,甲板下方隐藏的水密隔舱是宝船永不沉没的奥秘所在。
水密隔板将船舱分成了互不相同的舱室,哪怕有一个舱室漏水,也不会影响其他舱室,提高了船只航行的安全系数。隔水舱的设计保证了郑和的船队能在狂风暴雨中安全返航。
在没有发动机的中世纪,船只航行主要的动力便是风。
郑和的船队善于利用季风,他们一般都是选择东北季风到来的季节进行出海远航。洋流和季风为郑和船队提供了便捷的动力,但是海上的风向也会有捉摸不定的变化,那么调整帆与船的迎风角度,是应付不同风向保证船只能顺利前进的关键。
郑和船队于夏季自南向北在该区域行驶,此时西南季风盛行,且在七八月份达到最强风力,西印度洋沿岸的北向流速为一年最大值,非常适合船舶向北航行;冬季船队自北向南航行,该区域的海流也不会对回航造成明显阻碍。除了季风推动郑和船队前行外,海流和波浪也起着不可小觑的作用。第六次航行时,郑和选择春季出发,此时长江冲淡水向东南方向延展,同时江苏沿岸的表层流由北转向东,有利于船舶自北向南起航。
由于船只会根据风向和海浪变换航行方向,那么在那个没有卫星导航的年代,郑和的船队又是如何辨别方向的呢?
在福建泉州的清净寺,穆斯林人常在这里观察星月的变化,用于判定斋戒的时间。郑和就是利用这些穆斯林人的独特技术来给自己的船队寻找方向的。这些穆斯林人熟知航海技术,而且熟悉星相学的知识,当郑和在茫茫大海上寻找方向的时候,这些擅长观察星象的穆斯林人便发挥了巨大的作用。船队也就自然可以航行到遥不可及的彼岸!
还原历史,千难万险小冰期指近1000年以来的寒冷期,由于其大部分时间与我国历史上的明清两代时间吻合,所以我国又称其为“明清小冰期”。虽然对小冰期开始的时间存在争议,但是前人有研究认为公元1400年前后我国就开始进入寒冷时期。
曾经有研究者利用过去1200年间的气温数据,对每一年的温度进行滑动平均,采取局部回归的稳健形式,做出了全球异常气温变化情况。在公元1400年前后有一个温度降低的显著变化,说明在郑和下西洋的时间段里,气候确实较差,航行条件十分艰苦。郑和选择沿岸航行而非穿越大洋,除受政治文化等因素影响外,也可能和海温较低有关。
郑和宝船动力是硬帆+旋转橹,木帆船在海上的行动主要依靠风帆借助风力以及水手划水。