如何革新船舶涂料以解决日益严重的生物淤积问题

　　与目前大多数行业一样，海运行业的减排需求愈加迫切。由于该行业是世界碳排放的主要产生者，且其足迹难以消除，因此该行业正在努力寻找可行的解决方案，以尽量减少其对气候的影响，同时保持盈利和运营效率。尽管个别企业有ESG 目标，但监管机构（例如IMO）增加了对海运的环境要求，从而使社会压力增大了。

　　作为一家联合国机构，国际海事组织（IMO）负责海运时的监管安全、安保和上述的环境问题。根据IMO 的温室气体减排目标，到2030 年之前，海运业的CO2 排放量至少降低40%。

　　现在，海运企业要在不到十年内实现这一目标，就必须重点采用所有碳减排路线，尤其是那些隐藏的污染企业。

　　坚硬的生物淤积物成为重要推动力

　　由藤壶等生物产生的坚硬生物淤积物，有时会对船体造成最高程度的流体动力阻力。整个海运业每年约增加1.1 亿吨过量碳排放，直接影响海运业实现 IMO-2030。

　　事实上，Michael P. Schultz 于2011 年进行的一项调研表明，一艘带有10% 藤壶污垢的舰船，需要增加36% 的功率来保持相同的航速。很显然，坚硬的淤积物会显著增加船舶的耗油量，从而增加其排放物。

　　虽然生物淤积物令人头疼，但很难获得其出现的准确数字。然而，人们对船体被污染产生的成本影响有一些了解。由 I-Tech 和船用涂料咨询公司Safinah Group 在2020 年的调研数据估计，坚硬的生物淤积物使海运业的年均燃油费用增加约60 亿美元，这主要归由于耗油率。

　　如果现在全球的运输船队不解决生物淤积问题，这一数字可能还会增加。过去1 年内，由于全球都在努力应对疫情及其持续性影响，因此船舶停运时间达到了前所未有的水平。在容易出现藤壶等物种的地区，闲置船舶更容易被生物淤积问题困扰，部分原因在于船舶缺乏频繁和高速的移动，部分原因则在于缺乏维护。

　　然而，导致坚硬生物淤积的原因不只是停机。I-Tech 和 Safinah Group 根据对各类船舶的观察认为，船舶行驶里程数越少，则出现生物淤积的情况就越多。事实上，调查表明， 45% 低航程船舶的生物淤积率超过10%，而只有27% 的高航程船舶的生物淤积率超过10%。

　　当然，船舶闲置或低航程，再加上全球变暖引起的水温上升，为生物淤积物的形成创造了良好的环境，特别是已经被视为“热点”或“红色地带”的地区，尤其适于藤壶和其他生物淤积物的生长。

　　不利区域：更多隐藏点

　　尽管很难获得数据，但对于全球航运船队来说，诸如水线区、海水箱、螺旋桨和格栅等不利区域可能占船体水下总表面积的10%——这一比例并非微不足道。I-Tech 和Safinah Group 的研究发现，全球商业船队至少95% 的船舶存在被严重污染的不利区域，这不仅使与船舶运营效率相关的风险提高（不利区域的污垢会显着影响船舶的技术能力），而且入侵物种危及船舶的生物安全性。

　　IMO认为，多项研究已经表明，与未经处理的压舱水相比，船舶的生物淤积在水生物种入侵方面，是一个可比的，甚至更重要的因素。有证据表明，在全球某些地区，70-80% 的入侵物种是通过生物淤积而被引入。因此，谈及生物淤积时，我们不能忽视船体的水下部分。而且，越来越多的区域性法规被颁布，旨在保护当地海洋生态系统。

　　随着大量新法规的出台，所有运营商和船东都需要积极主动地确保遵守有关船体防污和生态系统保护的所有规定。但为何生物淤积会首先广泛出现于不利区域？

　　由于水流在不利区域受限，从而限制了抗生物涂层消除顶端污垢的能力。这意味着被消耗的杀菌剂形成较厚的“浸出层”，从而使防污涂层无法发挥正常功能。同样，与更加光滑的船体区域相比，这些区域容易被较大湍流所影响，从而对涂层产生更大的影响。

　　这样一来，施涂就出现难题。众所周知，不利区域难以进入，且维护时存在危险。所以相比之下，这些区域有时在表面处理和涂层覆盖方面，未得到适当的关注。

　　施涂方式的改变和选择何种涂料是解决不利区域被污染的关键。如果未按正确方式完成施涂，即使是最好的防污涂料也不会产生令人满意的效果。不利区域往往没有得到应有的关注，其表面处理的质量水平应与船体其余部分相同，而施涂质量也应处于同一水平，包括涂膜厚度测量。

　　同时，用于控制船体的生物淤积解决方案也许并非是不利区域的理想选择。这类解决方案应在不利区域内的不同水动力条件下使用。在该类方案中可使用高抛光型涂料，应对航速较低和闲置期较长的船舶。或者通过提高生物杀灭剂的释放速率，产生类似的生物淤积防止效果。

　　如何降低生物淤积风险

　　通常情况下，为了防止出现生物淤积，检查和保证船舶的闲置期很关键。大多数加入船用涂料的防污剂只能确保14-21 天的闲置期。然而，由于目前的闲置期具有不确定性，因此业主需要考虑在生物淤积问题经常出现时，防污剂是否可以应对。观察表明，含有针对藤壶的特种防污剂的防污系统（例如 Selektope®）的闲置期可达30 天，业主能够从中受益，活性防污剂Selektope® 的作用在于排斥生物体，而非杀灭。

　　Selektope® 可在最恶劣的污垢条件下（例如生物淤积的高风险区域）产生较长的闲置期。然而，与大多数生物杀灭剂的区别在于，Selektope® 可以纳米形式和摩尔浓度产生功效，达到与其他生物杀灭剂相同的功效，但用量却显著降低，从而降低了生物杀灭的总体负荷。