根據(jù)美國國家海洋制造商協(xié)會（National Marine Manufacturers Assn，NMMA）發(fā)布的一份新聞報告，2022年10月新船銷量已降至2019年新冠疫情前水平以下，NMMA主席Frank Hugelmeyer表示，這表明經(jīng)濟不確定性和消費者關(guān)注力競爭的預期回歸正開始顯現(xiàn)其影響。據(jù)報道，截至2022年7月，新動力船銷售額比2021同期低18%，比2019年疫情前低11%。然而，一些其他類別船舶的銷量則繼續(xù)超過了疫情前的銷量，例如新的浮船、尾流運動船和游艇。

此前，NMMA在2021報告稱，2020年汽艇零售額達到13年來的最高水平，比2019年增長了9%。2020年，新船銷量增長12%，達到31萬艘，其中淡水漁船和浮船銷量占動力船銷量的一半。另一個高速增長的領域是用于尾流滑板和滑水沖浪的滑水艇，2020年新船增加了20%，達到1.3萬艘。Hugelmeyer指出：“在過去兩年創(chuàng)紀錄的增長之后，現(xiàn)在是時候密切關(guān)注消費者需求，展望20年的趨勢來看，2022年預計讓將是行業(yè)健康的一年。”

發(fā)展趨勢：碳纖維增強塑料、船箔及3D打印

總體而言，碳纖維增強聚合物（CFRP）在船舶上的使用繼續(xù)緩慢增加，這是由于船主和運營商在尋求減少燃料消耗和環(huán)境影響的同時，對更高速度和性能的要求。

在動力船和帆船中，一個持續(xù)的發(fā)展趨勢是箔，即：使用水翼水下機翼將船體抬出水面并“飛行”。箔片通常是穿透水面的V形葉片或留在水下的T形葉片。有些船同時使用這兩種結(jié)構(gòu)，它類似于飛機上的機翼，這些機翼產(chǎn)生升力，因此當船獲得速度時（在大多數(shù)情況下速度為15-18節(jié)），其船體會從水中升起。箔片通常以較低的速度縮回并由電子器件驅(qū)動。

2022年8月，瑞典Candela公司宣布了P-12穿梭船計劃，這是一艘水翼電動渡輪，將于2023年抵達斯德哥爾摩水域。Candela聲稱，這艘渡輪將是迄今為止世界上最快、航程最長、最節(jié)能的電動船，其特點是機翼、船體、甲板、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、箔片支柱和方向舵均是采用碳纖維/環(huán)氧樹脂并通過樹脂注入打造。

用于工具和最終船舶零部件的增材制造(AM)也是近年來發(fā)展迅速的一個領域。MAMBO(Motor Additive Manufacturing Boat，增材制造船)被意大利建筑商Moi Composites稱為第一艘使用連續(xù)玻璃纖維增強熱固性復合材料的3D打印船。這艘6.5米長、2.5米寬的動力船展示了一種新的、獨特的形狀，這是傳統(tǒng)制造不可能實現(xiàn)的。它是在生成算法的指導下使用機器人進行分段打印的，這種算法可以直接從數(shù)字結(jié)構(gòu)模型中使用連續(xù)纖維進行打印，并且在尺寸上具有可擴展性，然后將這些部分層壓在一起，形成最終的雕刻結(jié)構(gòu)，而不需要船體和甲板之間的傳統(tǒng)分割。

2021年9月，意大利大型增材制造專家Caracol首次展示了Beluga，這是一款使用回收聚丙烯（PP）和30%短玻璃纖維制成的3D打印帆船原型。Beluga是由Caracol和意大利NextChem公司聯(lián)合研究項目的，NextChem是一家生產(chǎn)MyReplast再生塑料材料的綠色能源公司。

船舶中的復合材料

大型船舶采用復合材料的速度較慢，但同樣引人注目。近年來，在378名成員組成的歐洲海上輕型應用網(wǎng)絡（European network for Lightweight Applications at Sea，E-LASS）的支持下，兩個歐洲聯(lián)盟FIBRESHIP和RAMSSES在這一領域取得了巨大進展，推出了一系列示范項目，包括復合材料甲板、舵、直升機甲板、船體、模塊化艙室和上層建筑，修補鋼和復合材料與鋼焊接接頭。

截至2021年11月的最后一次會議，RAMSSES聯(lián)盟指出，在四年多的時間里，它為海洋應用開發(fā)了13個可行的輕量化解決方案，并做出了持久的貢獻，如“批準智能通道”，以提高海洋創(chuàng)新和審批流程的效率。

另一個正在進行的研究聯(lián)盟FIBRE4YARDS是一個為期36個月的歐盟地平線2020項目，于2021年1月開始，涉及來自六個國家的13個合作伙伴。

據(jù)報道，F(xiàn)IBRE4YARDS的主要目標是通過使用“先進和創(chuàng)新的FRP制造技術(shù)”實施所謂的“造船廠4.0”，以保持歐洲在造船和船舶維修領域的領先地位。具體的工作包括研究FRP生產(chǎn)和連接技術(shù)，如拉擠成型、熱塑性熱沖壓和連接技術(shù)、自動膠帶放置(ATP)和自動纖維放置(AFP)、3D打印、自適應成型技術(shù)、設計和工程、數(shù)字孿生和智能制造、生命周期分析(LCA)、回收利用等。

可持續(xù)材料

與許多終端市場一樣，海洋和造船行業(yè)的許多企業(yè)正在探索更可持續(xù)的材料和工藝，以及船的報廢解決方案。一個典型案例是生物基材料的使用增加，例如Sicomin（Châteauneuf les Martigues）InfuGreen 810生物基環(huán)氧樹脂，它是用來制造法國Couach公司Fly 86/2600摩托艇的樹脂材料，據(jù)報道，這是迄今為止最大的注入生物樹脂的結(jié)構(gòu)之一，也是迄今為止最大的游艇船體。

天然纖維、回收材料（如回收PET泡沫芯和回收碳纖維rCF）也正在探索用于船舶結(jié)構(gòu)。例如，2022年初，英國RS Electric Boats的姊妹公司RS Sailing開始交付其第一艘Pulse 63電動剛性充氣艇（RIB）。考慮到可持續(xù)性，該艇的許多部件都采用了英國Gen 2 Carbon公司提供的rCF復合材料，并使用了回收的PET泡沫芯來制造。亞麻纖維和生物基樹脂也被考慮用于船的早期迭代。2022年5月，該公司宣布將搬到一個新的、更大的工廠，并擴大其團隊，以滿足客戶對Pulse 63的需求。

Pulse63電動剛性充氣船主要采用再生碳纖維復合材料和再生PET泡沫芯建造

另一項新的可持續(xù)材料創(chuàng)新是可愈合復合材料。2022年2月，美國Gunboat R.I.Newport和法國La Grande-Mott、瑞士CompPair Technologies宣布將開展合作，使用CompPair的HealTech復合材料面板建造和測試一艘雙體船。CompPair的技術(shù)基于“智能”預浸料材料，該材料采用專有樹脂設計，可在幾分鐘內(nèi)修復復合材料面板的裂縫和分層。在其他市場中，CompPair將海洋和造船業(yè)作為其產(chǎn)品的增長領域。

Gunboat 6801采用自修復CompPair HealTech復合材料面板制造

除了更可持續(xù)的制造材料外，許多企業(yè)還正在努力為海洋組件在其壽命結(jié)束時提供回收解決方案，并使這些組件更可回收。復合材料零件的回收是復雜的，通常涉及對整個復合材料零件的機械分解（通過銑削、切碎或其他工藝）以供再利用，或采用某種化學或基于熱的方法分離原始樹脂和纖維材料，以單獨重新利用。

在該領域，有許多組織正在研究解決方案，例如?英國國家復合材料中心（ National Composites Centre，NCC）于2022年宣布，它正在支持一個新成立的聯(lián)盟，來解決海洋工業(yè)中復合材料的回收問題，其長期目標是在英國建立一個大型FRP回收設施，稱為藍色復合材料項目，目前正在研究的主要回收技術(shù)是DEECOM，它是由英國Longworth開發(fā)并由Cygnet Texkimp商業(yè)化的加壓蒸汽纖維回收方法。

為了實現(xiàn)和支持回收工作，部分公司也開始開發(fā)和采用新的樹脂，這種樹脂可以在零件的壽命接受時更容易地從纖維中分離出來。法國Arkema公司的Elium液態(tài)熱塑性樹脂就是這樣一種產(chǎn)品，該產(chǎn)品在海洋工業(yè)中由美國Brunswick Corp.和Boston Whaler建造的完全可回收玻璃纖維復合材料船原型上進行了展示。

清潔能源在船舶工業(yè)中應用

為了實現(xiàn)全球減排目標，各國政府和行業(yè)正在尋求更多的可再生和清潔能源解決方案。在海洋工業(yè)中，電動船已經(jīng)成為傳統(tǒng)燃料船的替代品，但氫燃料電池和其他清潔能源解決方案也正在興起。

例如，100英尺長的Energy Observer帆船和Hynova 40生產(chǎn)動力船（40英尺長）都使用了日本豐田的Rex H2燃料電池。豐田還在一艘40英尺長的洋馬EX38A捕魚巡洋艦上安裝了兩個燃料電池和8個700 barIV型復合材料儲氫罐。豐田和日本Yanmar公司宣布到2025年將在大型船舶上擴大和部署這種氫推進系統(tǒng)。

2022年，韓國現(xiàn)代重工集團啟動了一個項目，與全球能源公司Shell（英國倫敦）、Doosan fuel Cell（韓國首爾）、HyAxiom（美國康涅狄格州東哈特福德）和DNV（挪威奧斯陸）合作，為大型船舶演示燃料電池。據(jù)報道，該項目將使用一個600千瓦的高效固體氧化物燃料電池（SOFC），在一艘174000立方米液化天然氣（LNG）船上進行輔助發(fā)電，該船將于2025年由Shell運營。從長遠來看，它們計劃開發(fā)和供應高效、環(huán)保的船舶，這些船舶可以長期將燃料電池應用于推進動力源。

2022年8月，挪威HAV Hydrogen宣布，將為船舶推出一種基于甲板的集裝箱氫氣（H2）能源系統(tǒng)，以快速實現(xiàn)氫作為船舶燃料的商業(yè)使用。雖然該系統(tǒng)目前沒有使用復合材料，但該公司表示復合材料H2儲罐在這個領域有機會。

2022年10月，挪威Hexagon Composites專注于零排放的子公司Hexagon Purus加入了ZeroCaster項目研究，其目標是研究、評估和展示使用替代燃料系統(tǒng)的零排放船舶設計解決方案。Hexagon Purus將利用IV型復合材料氣瓶技術(shù)，在壓縮氫氣的儲存和分配方面貢獻其知識和專長。

ZeroCoaster展示的零排放概念船舶

最后，另一種替代的綠色能源解決方案是機械轉(zhuǎn)子帆，即利用風能作為船舶輔助動力的桅桿狀結(jié)構(gòu)。芬蘭Norsepower用玻璃纖維和碳纖維復合材料重新設計了機械旋翼帆。2021，挪威船舶設計公司宣布設計一艘零排放任務貨船，該貨船由氫燃料電池和挪威電力公司的旋翼帆提供動力。