2026 年 11 月 11 日
来源：挪威科学与技术大学（NTNU）
尽管公共交通通常被视为环保选项，但高速渡轮在排放方面却是主要污染源之一。通过引入电池动力和水下翼片技术，这一现状有望得到改善。
挪威拥有开发零排放高速客船所需的技术储备和专业知识，甚至能覆盖最长航线的需求，但目前仍缺乏关键的推动力。
NTNU 海洋技术系教授 Sverre Steen 指出：“在不到五年的时间内，我们完全有能力制造出一艘零排放的高速客船。但这需要政治意愿和果断的行动。”
Steen 认为，挪威工业界具备将水翼客船商业化的广泛能力，这有助于解决乘客运输中的排放难题，包括长途运输场景。
挪威的目标是到 2030 年将国内航运排放量减少 50%，并在 2050 年实现零排放。这意味着高速渡轮必须从传统的柴油驱动转向电池、燃料或燃料电池驱动。
挪威具备完整产业链优势
挪威拥有高技术造船厂、成熟的水翼技术专业知识、强大的电池产业以及多家专注于控制系统的公司。
Steen 强调，当局需要在公开招标中制定明确的零排放要求并严格执行。这将赋予渡轮运营商投资信心。“如果挪威工业成功开发出零排放客船，其出口潜力巨大。”
全球依赖高速渡轮的国家都面临同样的挑战：这些船只每公里能耗极高，导致排放量居高不下。
重拾技术领先地位
目前，很少有国家或公司开发出可大规模应用的解决方案。瑞典 Candela 公司已成功推出小型水翼客船，英国 Artemis 公司也在研究类似技术。
早在 20 世纪 90 年代，挪威就开始生产时速可达 50 节（约 58 英里/小时）的潜水艇式船只，但因成本过高而未能普及。
如今，随着传感器、计算能力及螺旋桨技术的进步，水翼控制系统变得更加可行。此外，定期客运服务通常只需维持 20–35 节（23–40 英里/小时）的速度，无需追求极端高速。
挪威和澳大利亚是水翼客船开发的领先者，但挪威是唯一拥有完整水翼解决方案的国家。Steen 表示：“我们有必要重新夺回领先地位，因为我们具备所需的条件、工业专业知识、技术和知识。”
根据“零排放客船服务 (ZEVS)”项目的最新研究，多种技术路径可减少高速渡轮排放。发表在《海洋工程》杂志上的研究《零排放快速渡轮：双体船和水翼船技术可行性的高层次评估》指出，实现目标并无捷径，需综合考量路线长度、船只大小、速度及运营条件等因素。
四种减排方案的技术评估
来自 NTNU、运输经济研究所和能源技术研究所的研究人员利用 2019 年运营的 85 艘高速渡轮（共 95 条航线）的真实航行数据，结合以下方法进行分析：
- 挪威高速渡轮自动识别系统 (AIS) 数据
- 容器阻力与能耗模型
- 船舶质量模型
- 实际路线与速度配置模拟
该研究的主要作者 John Martin Kleven Godø 在其博士研究中开发了高速渡轮速度、重量与阻力之间的关系模型。这些工具用于优化船体尺寸，确保其在承受零排放推进系统额外重量的同时，不牺牲乘客容量、速度或其他关键操作参数。
研究人员评估了四种能源解决方案：
- 纯电动推进
- 纯电动推进配合一次电池交换
- 纯电动推进配合两次电池交换
- 燃料电池推进（行程中无需加油）
“飞行”模式大幅降低能耗
研究表明，用电池等零排放方案替代柴油在技术上可行。然而，电池能量密度低且重量大，增加了船只总重和水阻。
解决这一问题可通过延长船体或在航行中进行电池交换来实现。目前，奥斯陆峡湾正在测试电池交换技术，相关船只已延长船体以适应电池重量。
更优的解决方案是在水下安装水翼。水翼将船体抬离水面，消除大部分阻力。无论采用何种推进系统，降低水阻都能带来显著收益。
Godø 指出：“水翼可减少约 38% 的能源消耗。”此外，水翼允许建造更小、更轻的船只，进一步降低能耗需求。经计算，挪威高速渡轮船队平均节能幅度约为 46%。
虽然水翼需要额外动力将船体抬升，但对整体能耗影响微小。这种额外电力仅占总需求的几个百分点，并非电动水翼渡轮的主要技术障碍。
电气化长途航线的可行性
研究显示，挪威 78% 的高速渡轮船队可在无需电池交换或水翼辅助的情况下实现电气化。但这些船只运营的是最短航线，柴油消耗量最少，因此电气化仅能减少车队约 31% 的排放。
真正的挑战在于少数长距离、多停靠点的航线，它们是主要的排放源。
“如果诺德兰快速航线（Nordland Express）能实现无排放运行，那么任何航线都可以。”
以博德（Bodø）至桑内斯乔恩（Sandnessjøen）之间的诺德兰快速航线为例，这是挪威最长且最具挑战性的高速渡轮航线之一，被用作案例研究对象。
该航线目前由两艘双体船运营，其中“埃尔莎·劳拉·伦伯格”号采用碳纤维建造，可容纳 220 名乘客。四台柴油发动机提供 33 节（38 英里/小时）的巡航速度，完成 220 公里（137 英里）的旅程。由于途中无时间充电，传统电池方案难以适用。
然而，结合固态电池等高能量密度轻量化电池技术与水翼，该航线可能在几年内实现全程零排放。即便使用现有技术，若配备两次电池交换，该航线也可实现电气化。若加装水翼，仅需一次电池交换即可完成全程。
氢能方案的局限性
氢气和燃料电池也是潜在的零排放方案，但从全生命周期能源需求来看，其表现不佳。
电解制氢消耗大量能源。与直接使用电力相比，高达 70% 的能量在转换过程中损失。
特别是在基于包含化石燃料的欧洲能源结构进行计算时，氢气方案的表现远不如使用 100% 可再生能源充电的电池电动渡轮。在最坏情况下，氢气产生的排放量比柴油高出 111%。
政策滞后与产业机遇
Steen 向政界发出明确信号：“忘掉氢气作为高速渡轮能源载体的想法。在县和市发布新的高速渡轮服务招标时，应引入零排放要求。挪威的合作模式将激发创新，产生具有巨大出口潜力的优秀解决方案。”
他指出，挪威曾朝正确方向迈进，但随后“失去了勇气”。受政府计划收紧高速渡轮排放要求的鼓舞，多个县政府于 2017 年启动了“未来高速渡轮”项目，汇集了从造船厂到设备供应商的众多挪威企业。
该项目开发了五种解决方案，但随着政府未能兑现承诺的排放法规压力，项目逐渐瓦解。地方政府未获得监管推力，造船厂和供应商也失去了财务激励。
鉴于最新研究的成果，Steen 认为现在是重启投资的合适时机。他提到日益严格的国家和国际气候要求，以及化石燃料成本的上升。
在今年六月议会审议修订版国家预算期间，挪威拨款 1 亿挪威克朗用于开发无排放高速渡轮。预算协议还要求政府推动更严格的排放标准，旨在从 2029 年起实施零排放要求。
尽管有进展，Godø 和 Steen 仍未感到乐观。
“进展太慢了。这个问题已讨论多年，但截止日期和要求不断推迟。”Steen 说道。
Godø 补充道：“并不缺乏努力或意愿。科研资金固然重要，但我们真正需要的是工业化激励措施。我们需要那些真正鼓励低排放或零排放解决方案的招标，以及支持这些航线运营的资金。”
“在不规定具体技术的前提下进行商业竞争，将确保我们开发出最佳且最具成本效益的解决方案。”
