天然气船舶动力前景看好 全面替代尚不成熟

【编者按】LNG船是国际公认的高技术、高难度、高附加值的“三高”产品，LNG船是在 162摄氏度低温下运输液化气的专用船舶， 是一种“海上超级冷冻车”，被喻为世界造船“皇冠上的明珠”，目前只有美国、日本、韩国和欧洲的少数几个国家的13家船厂能够建造。 中国制造的第一艘液化天然气(LNG)船，是世界上最大的薄膜型LNG船，船长292米、宽43.35米、型深26.25米，装载量为14.7万立方米。于2008年4月顺利出坞，成为广东深圳大鹏湾秤头角的国内第一个进口LNG大型基地配套项目。

在技术进步的大背景下，LNG（船用液化天然气）以其环保、清洁、经济的特征在传统能源市场的替代作用愈加明显。LNG作为动力燃料正在全球船用燃料市场进行有益的探索和尝试，为未来中国船舶动力市场展现了新的蓝图。然而，业内专家直言，目前我国天然气发动机的推广应用还处于起步阶段，在技术方面存在不少短板。

“油改气”蔚然成风

据国外媒体报道，新加坡交通部长吕德耀表示，顺应全球油改气降低排放的趋势，世界最大的装燃料港口新加坡计划到2020年用LNG向船舶提供燃料。吕德耀还表示，新加坡计划提前在2017年启动一个试点项目，为6艘LNG燃料船舶每艘筹款200万美元，进行安全程序与标准测试。过去三年中，新加坡每年售出的船用燃料超过4200万吨，以此成为世界最大的装燃料港口。

反观国内市场，业内人士对“油改气”已不再陌生。2014年6月，交通运输部海事局发文核准“武家嘴57”轮作为LNG燃料动力试点船舶。该轮是我国第一艘获得LNG燃料动力改造批准的海船，标志着我国海船LNG燃料动力试点正式启动。近海船舶LNG动力改造具有经济性，市场前景广大。有研究报告提出，LNG动力改造未来市场规模高达300亿~500亿元，若加上新船制造，市场空间可望达到上千亿元。水上LNG加注站建设将成为最先受益环节，保守测算未来LNG加气市场高达500亿元/年。

出于节能环保和能源结构转型考虑，LNG动力船一直是交通部政策推动的重点。早在2012年，交通部就开始了内河LNG动力船试点工程。2013年9月，交通部在《关于促进航运业转型升级健康发展的若干意见》中指出，加快推进LNG在水运行业应用，有序推进LNG动力船舶试点改造，推进内河LNG动力船舶应用示范工程。2014年4月财政部、交通部联合发布的《内河船型标准化补贴资金管理办法》，提出对新建LNG动力示范船给予单船85万~140万元的补贴。而此次LNG燃料动力试点从内河船舶扩展到海船，意味着LNG动力船市场进一步扩大。

据悉，LNG动力船舶的改造思路是从内河、近海至远洋。近海LNG动力船发展的难点在于如何解决沿海LNG加注设施建设的问题，一旦市场开启，前景巨大。据安徽中油嘉润对已经改造船舶14000公里运行数据分析，LNG动力改造的船舶柴油平均替代率为60%~70%，燃料成本下降20%~30%，动力性能与原机基本一致。LNG综合价格相对柴油有15%~25%折价空间，船主新建LNG燃料动力船舶或者进行船舶混合动力改造，在2~3年内可以收回投资成本。以内河LNG动力船为例，目前有约3万条内河船舶符合改燃条件，按每艘船大约60万~80万元新增或改造费用来测算，未来市场高达300亿~500亿元。LNG加注站建设市场前景更加广阔，每艘船每年需要加液的规模按最低120万~150万元计算，保守测算未来加液市场高达500亿元/年。

LNG作为船舶动力燃料，与燃油相比其优势在于排放更清洁，国外已经投入使用的LNG-柴油双燃料船舶发动机硫化物排放量减少了90%，氮氧化物排放量减少了80%，二氧化碳排放量减少了20%。

国内推行短板不少

毋庸置疑，LNG动力产业发展的一大关键在于发动机，而发动机及其核心技术的突破，又成为重中之重。为此，专家们从我国发展LNG动力船舶的现状出发，在实际操作层面，为天然气发动机的发展给出了具体建议。

国外企业先行树标杆。近年来，日益高涨的节能环保呼声和国际海事组织（IMO）等机构不断出台的严格的排放法规要求，成为船用动力产业不得不设法应对的难题。事实上，早在这些法规出台之前，国际上一些知名的船用发动机企业已经抓住先机，提前布局，开展了LNG动力相关技术的研发工作，为当前稳保行业的领先优势奠定了坚实的基础。

据了解，在上世纪80年代，瓦锡兰就开始研究低压喷射、高压喷射和单一燃料的船用气体发动机，最早应用在陆上，随后延伸到船用领域。经过多年积累，该公司在双燃料系统方面拥有了丰富经验和先进技术。如今，瓦锡兰已经拥有20DF、34DF和50DF系列双燃料发动机产品，并且功率型谱非常完整，能够满足不同市场的需求。先发的优势，使得瓦锡兰明显领先于其他竞争对手，在世界船用双燃料发动机市场领域遍地花开。目前，国外知名船用发动机公司都已经推出应用LNG作为燃料的发动机产品。

除了瓦锡兰，曼公司拥有的32/40DF、35/44DF和51/60DF双燃料发动机等产品，也成为这一市场的有力竞争者。此外，美国的GE公司凭借EMD16-645E3B双燃料发动机、卡特彼勒公司凭借379、398和399系列发动机产品等，均在这个市场上占据了一席之地。

面对排放法规，在原有柴油发动机的基础上加装后排气处理装置，是另一种有效的处理方式。但是，通过不断的开发与应用，这些船机企业更喜欢使用替代燃料。而在各种替代燃料之中，LNG又凭借良好的综合性能，成为业界公认的首选。

专家表示，LNG是最清洁的燃料之一，其经济效益和安全性都令人满意：LNG与柴油存在一定的差价，降低了企业成本；在使用方面，LNG燃点较高，并且一旦泄漏便很快挥发，可满足船上的安全要求。据介绍，天然气发动机的主要应用领域，一是远洋运输船舶，尤其是在排放控制区域航行时间较长的船舶，二是一些港口作业船舶，以及近海运输、定点运输船舶，为的是减轻港口城市的大气污染。

国内立足现状谋发展，一边是国外知名企业掌握较为成熟的技术，另一边是国内船舶LNG动力应用处于起步阶段，仍然是新事物。

尽管国内天然气发动机已经逐步在内河进行推广应用，但在包括能耗、排放等在内的综合性能方面，还不尽如人意。目前国内所推出的，还不是真正意义上的双燃料发动机，大多数企业只是通过改造，从控制上实现了一些性能。

如果按照应用来分类，应用LNG作为燃料的船用发动机可分为三类，即混燃发动机、双燃料发动机和纯气体机。从国内内河船舶应用的情况来看，目前所采用的主要是混燃发动机。这是一种比较低级的LNG燃料应用方式，欧洲最初也曾推出过此类机型，不过很快就被双燃料发动机取代了。

据了解，柴油-天然气混燃系统就是通过简单的改造和调试，将柴油机改造成既能完全使用柴油，又能使用柴油-天然气混燃的两用发动机。当使用混燃系统时，柴油喷油嘴向汽缸喷入少量柴油压燃，引燃主燃料天然气做功。与混燃发动机截然不同的是，双燃料发动机并非同时使用两种燃料，而是在柴油和天然气两种燃料模式下转换。这类发动机在实现LNG的环保效益等方面优势明显。

LNG动力船产业发展的障碍，不单包括基础配套设施建设滞后，商业模式不成熟也是因素之一。只有前期项目尽快实现盈利，才能实现LNG动力船工程的良性运转，才能吸引更多的投资人进入LNG动力船产业，从而推动该产业的发展。

商业模式有待探索

按照我国LNG动力船产业“先示范引领、后推广应用，先内河、再沿海、后远洋，先普通货船、再客船、后危险品船”的规划路径，一切才刚刚开始。有业内人士认为，我国的内河船舶多为民营资本所有，只有LNG动力船有利可图，民营老板才愿意掏腰包。据了解，LNG动力船建造成本往往高出常规动力船舶不止一倍，虽然有财政补贴，但其只占总建造成本的30%左右。而改造LNG动力船更是没有财政补贴。

此外，由于缺乏国家层面的执行标准、规范，导致即使改造好的LNG动力船也难以运行，这也为LNG动力船产业的发展泼了一盆冷水。目前国内施行的规范标准，已经跟不上目前LNG动力船产业的发展步伐。水上“油改气”与陆上“油改气”面临的情况类似，目前船东主要选择以LNG-柴油双燃料动力改造为主,而国内参照的LNG动力船改建规范及标准还处于“磨合”阶段，致使LNG真正“登船”比预期缓慢。

虽然LNG动力船产业发展步履蹒跚，但大批量的LNG动力船新造船订单，已给船企和相关配套商带来了不可多得的机遇和新的挑战。这种挑战主要集中在安全性高及主机等设备的研制上。

一大批液化天然气（LNG）动力船正在“赶来的路上”——如此形容目前国内LNG动力船的发展状况一点都不夸张。今年1月底，绿动水上运输有限公司宣布，将建造200艘纯LNG动力绿色环保内河散货船，并计划于今年6月起批量建成。业内专家认为，如果正在实施的LNG动力船示范工程等各项目进展顺利，2015年或将迎来我国内河LNG动力船的交付高峰，这一年也将成为LNG动力船产业发展的“黄金元年”。

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