国际金融危机爆发以来，世界船用柴油机产业发展的外部环境发生了重大变化，使其正经历着一场深刻的变革。首先，世界造船市场由兴旺转为萧条，船用柴油机市场也随之陷入低迷，且柴油机产能出现严重过剩，导致市场竞争进一步加剧；其次，近年来国际海事组织对船用柴油机废气排放、环保性能不断提出越来越高的要求；再者，燃料价格的不断上涨也给船用柴油机厂商带来了新的压力，在世界航运市场疲软的大背景下，船东正在普遍寻求运营成本更低的船用柴油机，对柴油机的节能性能提出了更高的要求。
    毋庸置疑，外部环境的变化已对船用柴油机产业发展提出了新的挑战，推动船用柴油机加速升级换代已刻不容缓，而实现这一目标离不开技术创新。最近两年，世界先进柴油机厂商纷纷加大技术研发力度，不断开发新产品和推出新机型，通过技术创新提高船用柴油机节能、环保方面的性能，为客户提供更为优质的产品和服务，以此获得更多的订单、赚取更多的利润，以便在激烈的竞争中占据优势地位，同时也在满足IMO新标准要求的前提下，为抢占未来市场的制高点做准备。
    为提高船用柴油机的节能、环保性能，世界先进柴油机厂商都增加了研发投入，在改善柴油机燃料燃烧过程、使用新型替代燃料以及尾气处理系统开发等方面进行了大量的技术改造和创新，并取得了突破性进展。
    使用新型代替燃料  降低有害物质含量
    使用新型替代燃料、降低燃料中含有的有害物质，是提高船用柴油机环保性能的最有效、最直接的方式。近年来，世界先进柴油机厂商正在致力于开发能使用清洁、低污染替代燃料的船用柴油机来替代传统柴油机，直接从源头上降低柴油机有害物质的排放水平。从当前技术水平来看，液化天然气、液化石油气以及生物燃油等燃料，都可以作为船用柴油机的替代燃料。
    1．气体燃料发动机
    气体燃料发动机具有高效率、低污染的良好性能，近两年备受业界关注。现代重工首次利用自主技术开发出大功率环保天然气发动机；该发动机型号为HiMSEN H35G，功率为13000马力，可用于陆地发电、海上发电以及为船舶提供动力。该发动机还采用了稀薄燃烧技术，大幅降低了废气的排放量，与现存的柴油发动机相比，二氧化碳的排放量降低20％以上，氮氧化物的排放量削减到50ppm，削减幅度高达97%，达到当前世界柴油机的最低排放水平。天然气发动机使现代重工拥有了技术上的优势，现代重工将于2011年年初大批生产该型天然气发动机。
    2．双燃料发动机
    双燃料发动机在保持原发动机高效率的同时，能够大幅减少煤烟和氮氧化物的排放量，环保性能好，这使得世界先进柴油机厂商加大了对其开发的力度。MAN柴油机公司研发出能够使用LPG（液化石油气）和船用柴油的双燃料发动机。该发动机是MAN柴油机公司的7L16/24型发动机的变体，在不影响发动机基本设计和降低发动机高效燃烧过程的前提下，该发动机能够控制进入发动机增压气流的LPG数量，并且能够在选定的低工况范围内保证双燃料发动机运行的可靠性。在该发动机中，LPG替代了大约20％的普通液体燃料，LPG经过冷却器后混入增压空气中。LPG双燃料发动机具有如下优点：将天然气-空气混合物的浓度保持在爆炸水平以下；在气门重叠期进气阀和出气阀同时打开的情况下，仅有少量未燃烧的LPG会排放到空气中；能够限制发动机工作时产生的振动。该发动机仅在低工况下才能使用LPG燃料，其工况水平一般在发动机最大额定负载量的30％-70％。在该发动机中，天然气控制装置发挥着关键作用，该装置既能控制进入发动机中的天然气的数量，也能与船舶监测与控制系统进行可靠的信息传递，从而决定该发动机何时使用LPG燃料。经过对发动机所有部件的原型实验的认证，n-丁烷、i-丁烷、1-丁烯、丙烷、丙烯、乙烷、乙烯等7种液化天然气燃料可在该发动机中使用。
    3．生物燃料发动机
    面对气候变暖、保护生物多样性、能源短缺等全球性问题，柴油机厂商正积极采取可持续性措施加以应对。使用生物燃料以削减二氧化碳的排放量，是未来柴油机发展的一大趋势，客户对生物燃料越来越多的关注促使世界船用柴油机厂商正在加速开发使用生物燃料的柴油机。
    三井造船与Dynamotive能源系统公司（Dynamotive Energy Systems）正考虑合作开发使用生物燃料的低速机。2009年，这两家公司进行了最初的试验，集中测试了发动机对生物燃油的适用性。这两家公司预计在2010年完成以下工作：在三井造船的生产设备上测试并评价Dynamotive能源系统公司将生物燃油作为低速机燃料的混合成分和／或替代性燃料的稳定性；首先在陆地发电厂对该生物燃料发动机进行测试，然后在船舶上进行测试。
    此外，在生物柴油应用方面，已开发出可燃烧混合型生物柴油的柴油机Cat C18，既能使用传统柴油，又能以由30％生物柴油和70%普通矿物柴油组成的B30混合型生物柴油作为燃料。生物柴油的应用．可使该型机有效降低二氧化碳的排放量。
    开发尾气处理系统 减少有害气体排放
    在不改变柴油机基本构造和继续使用标准柴油的前提下，要满足IMO更高的排放标准，使用尾气处理系统是降低硫氧化物排放量的有效方法。为此，世界先进柴油机厂商正积极开发柴油机尾气处理系统。瓦锡兰集团已成功开发出船用硫氧化物洗涤器，并获得了挪威船级社和德国劳氏船级社颁发的硫排放控制区符合性认证。这是第一个获得船级社认证的硫氧化物洗涤系统。该测试洗涤器安装在芬兰船东Neste Oil Shipping公司的成品油船“MS Suula”号上，用来清除该船所安装的瓦锡兰20型辅机排放的硫氧化物。认证活动测试了含硫量3.4％和1.5％的两种重油作为燃料，瓦锡兰的洗涤器能够去除发动机尾气中99％的硫氧化物；同时氮氧化物的去除率也可达到3%-7%，烟尘的去除率可达30%-60％。
    此外，针对柴油机工作时剧烈振动容易产生较大噪声的缺点，世界先进柴油机厂商还在改进柴油机振动控制技术方面进行了探索。为减少柴油机的振动，提高其环保性能，斗山发动机公司成功开发出型号为DOOSAN-MAN 7S80ME-C的低振动环保发动机。该发动机具有良好的振动控制性能，是世界上振动率最低的发动机。与现有的船用柴油机相比，该柴油机能减少超过50%的振动；除大幅度减少振动外，其氮氧化物的排放量也减少了16％。（中国船舶工业经济研究中心 肖志家）