隨著全球航運業(yè)加速邁向零碳轉(zhuǎn)型，國際海事組織（IMO）提出了雄心勃勃的目標：到2050年減少50%的溫室氣體排放（以2008年為基準）。 為了實現(xiàn)這一目標，以電池、氫能或氨為動力的零排放貨船將定義未來的海上運輸格局。

然而，傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)船舶存在嚴重局限性。自重大、維護頻繁以及效率低下，阻礙了其與新能源系統(tǒng)的兼容性。此時，復合材料——結(jié)合模壓模塑、SMC模具、BMC模具和FRP模具等工藝——帶來了變革性的優(yōu)勢。

鋼結(jié)構(gòu)在零排放航運中的局限性

• 重量與續(xù)航：一艘2000噸的鋼船，僅為實現(xiàn)200海里的航程，就需要占總重量30%的電池組，從而大幅減少有效載荷。
• 腐蝕與維護：鋼材在海洋環(huán)境中極易腐蝕，每2–3年需重新涂裝一次，增加了全生命周期的成本與排放。
• 流體動力學劣勢：鋼制焊接船體的阻力比復合材料船體高15–20%，降低推進效率。

復合材料在造船中的優(yōu)勢

先進復合材料如GFRP（玻璃纖維增強塑料）和CFRP（碳纖維增強塑料）展現(xiàn)出無可比擬的優(yōu)勢：

• 輕量化效率：GFRP船體重量可降低44%，CFRP可降低50%以上，直接提升續(xù)航與載貨能力。
• 耐久性：復合材料船體壽命達25–30年，而鋼船僅15–20年，且維護需求顯著減少。
• 流線型水動力學：通過模壓模塑和VARTM等成型工藝，可制造無縫船體，降低阻力并提升效率。

復合材料在船體之外的應用

復合材料還在推進與儲能系統(tǒng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用：

• 電池外殼：CFRP電池外殼提升安全性，重量降低高達60%。
• 氫能儲罐：CFRP纏繞氣瓶比鋼罐輕75%。
• 氨燃料系統(tǒng)：CFRP+PTFE復合罐耐化學腐蝕，同時降低質(zhì)量。
• 螺旋槳與甲板設(shè)備：CFRP/GFRP螺旋槳可提升推進效率12–15%。

未來展望：邁向IMO 2050

隨著復合材料與成型工藝的不斷創(chuàng)新，預計到2030年成本將顯著下降，使復合材料船舶在競爭中逐步趕超傳統(tǒng)鋼制或鋁制船舶。

預計到2030年，復合材料貨船將在內(nèi)河航運中占比40%，在沿海航運中占比25%。 作為復合材料模具技術(shù)的引領(lǐng)者，MDC將持續(xù)支持全球造船業(yè)，共同實現(xiàn)IMO的2050脫碳目標。