LNG混合动力船优势几何

江苏省交通运输厅 金 凌

所谓LNG混合动力就是在船舶现有柴油机的基础上，增加一套LNG供气系统和柴油LNG双燃料电控喷射系统，通过电子转换开关，可实现单纯柴油燃料状态下和油气双燃料状态下两种运行模式，将船舶单一的柴油动力改造为柴油LNG双燃料动力，通过采用LNG部分替代柴油燃料，达到节省燃油和降低排放的双重目的。

“蓝色动力”的特点

2009年8月，由江苏省宿迁市地方海事局牵头，联合江苏蓝色船舶动力有限公司等8家单位成立了“LNG在运输船舶上应用”的项目研究组。2010年上半年，进行了实船试验，改装后的试验船已在京航运河安全行驶了1万多公里，各项技术指标基本达到设计标准，取得了实船试验的成功。2011年3月，研发单位又对其技术实施了二次升级，升级后的技术较之前具有更充分的燃料燃烧效率、更安全的监测与处置系统和更智能的操控性能。

船舶采用柴油LNG双燃料动力后，柴油的平均替代率达到60%至70%，可实现硫氧化合物减排85%～90%，二氧化碳减排15%～20%，同时，噪声污染、烟尘、废油水排放也大大降低。据测算，江苏苏北运河上3万艘船舶经过改造，使用柴油LNG双燃料动力后，每年可减排硫氧化合物3.1万吨，氮氧化合物3.2万吨，二氧化碳37.5万吨。

目前，京杭运河载重2000吨的干货船，平均每年每艘船消耗柴油60吨，而采用柴油LNG双燃料动力后，约消耗42吨LNG和18吨柴油，至少能节省燃料费用15万元。一般情况下，船舶改造成本在两年内通过燃料费用的节省就能收回。如果在京杭运河营运的3万艘船舶都推广使用“蓝色动力”，那么每年将节约燃料费用45亿元。

以柴油为燃料的船舶机舱油污重、噪音大，改装双燃料动力后，油污、烟尘和噪音都大幅下降，船员的工作生活环境得到很大改善。同时，由于装备了智能化的安全监测与处置系统，一旦有可燃气体泄露，就会自动报警，自动切断天然气管路，启动防爆通风机，隔开储罐与舱室和机舱，确保船舶运营安全和船员生命安全。此外，采用LNG燃料，即使船舶发生沉没事故，也不会出现由于使用柴油燃料导致大面积水域污染的现象。

京杭运河江苏段年船舶通过量超过2亿吨，货运量超过1亿吨。未来3至5年，如果该技术被运河推广应用，将吸引投资20多亿元用于设立研发改装生产基地，并推动运河沿线油气站布置，大大促进节能环保产业发展。如果在全国内河、沿海推广应用该技术所产生的经济和生态效益不可估量。

实船改装的核心技术

据了解，2010年6月18日，项目组召开了船用柴油LNG混合动力项目实船试验图纸设计及设计说明内审会议。会议通过实船改装设计，并确定一艘名为“苏宿货1260号”干货船为试验船，柴油机型号为X6170ZC-19，改装安装以及调试在宿迁上坝船厂。

首先，船体改造。针对试验船船体本身的特点，进行了LNG储罐位于船体尾部的空闲区，设计了一个高度为76厘米的底座。底座与甲板是焊接连接，储罐与底座是螺栓连接。储罐相邻厨房和起居室的一侧都加了一道隔离空仓。储罐顶部是敞开的。气化器占用了部分盥洗室的空间。

其次，船用柴油LNG混燃系统。根据船的空间特点安装连接了船用柴油LNG混燃系统，依次为：LNG储罐、气化器、气体流量计、电动截止阀、不锈钢管路、阻火器、减压稳压阀、喷射阀、柴油机。

第三，安全与消防。在LNG储罐位置安装了2个可燃气体探测器，在机舱内安装了4个可燃气体探测器。在机舱两侧顶部位置安装了两台轴流防爆风机。一旦有可燃气体泄露，浓度达到天然气燃爆点的20%就进行声光报警，并自动启动轴流风机进行强制排风换气。如果浓度达到燃爆点的40%，则自动切断电动截止阀。上述动作过程全部是自动控制。另外在储罐位置和机舱内各摆放了两台干粉灭火器。

最后，电路改造。根据船用发电电压不稳定的特点进行了稳压和电压逆变等设计，确保满足控制系统和轴流风机用电的需要。

2010年8月8日，实船试验试航开始，经过了200多个小时的空载和满载3000吨试验表明，采用柴油LNG混合动力技术后，动力性能和原来基本保持一致，完全能够满足原船的要求；柴油的平均替代率为60%～70%，按当时市场价计算，燃料费用的节省为20%～30%；环保性能大为改善，据《中国石油和石化工程研究会》咨询报告显示，使用LNG，硫氧化合物100%减排，氮氧化合物减排80%～90%，二氧化碳也减排10%～15%。同时，烟尘、废油水的排放都大为降低，噪声也有所降低。

2010年8月25日，试验船正式交付给船东使用，转入常态运行。截止2010年12月31日，航程已达6000公里。

相关技术标准期待完善

大量试验和研究表明，柴油LNG双燃料动力技术已经初步具备了推广应用的条件。为迅速把科研成果转化为现实生产力，还需进一步做好以下几个方面的工作。

一是开展加油加气站规划。为满足柴油LNG双燃料动力船舶加油加气的需求，需沿河布置加油加气站，近期首先开展加油加气站布点规划。本着“先大船后小船、先京杭运河后两纵四横干线航道”的原则，初步规划，力争2013年在京杭运河江苏段布置36座加油加气站，逐步形成京杭运河示范效应，力争2015年在江苏两纵四横干线航道上布置不少于100座加油加气站，打造江苏内河绿色水运。

二是研究制定相关技术标准。目前，中国船级社已经完成《气体燃料动力船舶检验指南》（报批稿），江苏蓝色船舶动力有限公司初拟了柴油-LNG双燃料动力系统《操作手册》和《船员安全作业及维护须知》。为顺利实现LNG在运输船舶上的应用及推广，还将进一步研究制定相关技术标准，主要包括两个方面：一是进一步完善规范、标准体系。全力推进《气体燃料动力船舶检验指南》的出台；加快推进改装船厂评估和船舶设施设备产品的认证认可；进一步完善并颁布船员操作指南，开展船员培训和发证工作。二是实现船舶改造技术标准化。进一步优化储罐及管路设计，针对不同类型、不同吨位的船舶，提出不同的设计方案，并制定相关的施工工艺流程，实现设计、施工的规范化和标准化。

三是研究出台相关扶持政策。在试点推广初期，研究出台相关扶持政策，主要包括三个方面：一是资金扶持。研究通过建立专项补助资金、政府贴息、过闸费减免等方式，在推广初期对柴油-LNG双燃料动力改装船舶给予适当资金扶持。二是土地政策支持。在沿河加油加气站点、LNG和燃油储备库等基地的土地征用中给予适当政策支持。三是建立项目工作协调机制。针对加油加气站的布点规划和立项审批、船舶设施设备和船员发证等方面工作，采取集中处理和一站式处理等方式，简化程序。

据悉，“LNG在运输船舶上的应用”项目在交通运输部等相关部门的大力支持下，目前已被正式列为第四批节能减排示范项目，同时即将被列为“十二五”水运节能减排示范工程。