双燃料动力船舶渐热

船舶新闻 · 发表于 2013-6-25 06:26

　　面对航运业节能减排的压力，波罗的海、北海和美国加利福尼亚州沿海已经开始实施比较严格的船舶排放标准，且标准逐年提升。美国其他沿海地区、夏威夷和加拿大沿海地区也在紧锣密鼓地研究实施严格的排放指标。LNG动力船舶或双燃料动力船舶，正成为船舶市场的新宠。我国应及时抓住这一趋势，大力发展相关制造产业。

　　LNG作为一种清洁能源，其经济效益和环保效益已经得到了业内人士的认可，发展前景看好。挪威船级斗土(DNV)在《航运2020》预测报告中认为，全球船队构成将因此发生变化。未来8年内，每交付的10艘新船中，就将有1艘配备以LNG为燃料的发动机。到2015年，以LNG为燃料的新船订单为500艘，2020年将达数千艘。既然LNG具有如此多的优越性，为什么我们不直接发展纯LNG动力船舶，而还要选择双燃料动力船呢?

　　要回答这个问题，还要从LNG作为船舶新型动力燃料的原因及发展现状说起。LNG作为船舶动力燃料的研发虽然起步较晚，但近几年业内对其的关注度急剧上升。这主要源自两方面，一是船东出于对船舶运营经济效益的考虑，因为选用LNG作为船舶燃料，每年可以节省可观的燃油费用。更重要的是，全球天然气的储量非常丰富，按照目前的开采速度，现有的天然气储量能满足近60年的开采，这意味着LNG作为一种廉价资源值得期待。二是船东受日益严格的排放法规驱动，对清洁能源的需求越来越迫切，给LNG燃料带来了机遇。

　　LNG动力船舶已迎来了大发展的时代，但仍面临许多实际问题。截至2013年1月份，全球己交付的LNG动力船舶为19艘，在建船舶24艘。总体来看，纯LNG动力船舶在全球范围内的普及程度还十分有限。这背后的原因是多方面的，如船东对LNG动力船舶的接受程度、发动机技术、存储供应技术、综合安全技术以及LNG供给网络等因素，都影响着市场发展。笔者认为，目前纯LNG动力船舶遇到的最大挑战是，LNG供气配套设施的缺乏，这可能是现阶段船东选择配备双燃料动力主机最主要的考量。

　　LNG作为船舶动力燃料能否普及，很大程度上取决于基础设施的完善程度。就目前情况看，除北欧地区外，全球大部分港口的LNG供给设施尚不配套。我国在这方面虽然起步较晚，但近几年有了快速发展，很多大型企业开始布点沿海LNG加气站，供气保障配套设施正逐步完善。据统计，目前国内已建的项目包括广东大鹏、福建、上海、重庆等，在建和规划的有珠海、深圳、宁波、舟山共计16个LNG项目。

　　LNG配套设施之所以如此重要，主要由于船舶自身存储LNG的容量有限，而如果采用储气罐的方式，则会影响船舶的装载能力，因此，加气必不可少。港口供气基础设施的匮乏，对以纯LNG为动力的船舶的续航能力，将产生直接影响。

　　以某设计公司开发的5000TEU纯LNG动力集装箱船为例，续航能力为11000海里。我国某设计院开发的同等级别的柴油动力集装箱船，续航能力为23000海里。理论上讲，在执行20000海里的运输任务时，前者需要额外挂港加气一次，继而产生额外的费用及耗时，这都需要在航速上加以弥补。

　　在上述背景下，双燃料动力主机赢得了更多船东的青睐。由于双燃料动力主机既能在单一燃料状态下工作，又能在双燃料间方便地转换，具有极强的灵活性，有利于船舶利用传统燃油供应点的覆盖网络提高续航能力。此外，双燃料动力船舶在运营过程中，主机以燃烧LNG为主，柴油作为引燃燃料，仅占现有使用柴油机船舶耗油量的10%-15%。运行工况下，还可以实时控制引燃柴油量、天然气喷射量和喷射缸数，使主机达到最低的燃料消耗。据计算，采用双燃料方式，柴油的最高替代率可达80%，这使得船舶能较好地满足排放控制区域(ECA)的排放要求。与纯LNG动力主机相比，双燃料动力主机的安装成本更低，原主机的主体可基本保持不变，只要在现有船舶的基础上加装储供气系统、电喷控制系统、消防报警系统即可，更易于现有船舶实现“油”改“气”的过渡。

　　通过上述分析，不难理解双燃料动力船舶的受宠，我们不禁追问，双燃料动力船舶的前景如何?首先应看到，传统燃料主机仍保持着强劲的竞争力，而且通过改进涡轮增压技术、高压共轨燃油喷射技术、废气处理技术等，传统船用发动机即可满足一定的排放标准。针对未来对污染物排放的更高要求，一些主机厂商通过开展模型基线优化、等离子点火以及运用纳米技术进行二次燃烧等研究，在提升动力以及降低油耗和排放等方面，已取得了良好的效果，这在一定程度上也减轻了船东的燃油成本压力。另外，尽管目前LNG的储量巨大，且价格相对低廉，但这些储量能否进行经济开采仍是未知数，高昂的开采成本无疑将抬高天然气的价格。而随着煤炭在发电中的角色逐渐被天然气所取代，以及天然气在交通运输领域的大量使用，天然气价格也会大幅提升，预计将在2015年前上涨一倍，液化天然气价格也必然随之走高。因此，LNG动力船舶取代传统燃油动力船舶可能不会如我们预期的那么快。在这一漫长的过程中，双燃料动力船舶的运营将成为常态。

　　2012年7月，我国第一艘通过船级社论证的柴油—LNG双燃料混合动力示范船“海川3”号开启试航之旅。与此同时，国内一些造船厂如江苏韩通船舶重工也与船级社、设计公司、设备公司签署了技术合作协议，加快了对新技术的研发，力图在新动力燃料船舶市场寻找突破口。不论是发展纯LNG动力船舶还是发展双燃料动力船舶，可以预期的是，两者长远的发展目标是一致的，这也必将造成航运业的根本变化。