强制性EEDI要求对LNG船适用性分析

王慧芳，温苗苗

（中国船级社上海规范研究所，上海 200135）

0 引 言

国际海事组织（IMO）在2011年7月召开的环境保护委员会第62届（MEPC62）会议上，以MEPC.203(62)决议通过了MARPOL附则VI修正案-引入船舶能效要求，即船舶能效设计指数（EEDI）及船舶能效管理计划（SEEMP）要求，成为首个在海事界的强制性温室气体减排要求。该要求将于2013年1月1日起生效。

目前EEDI要求仅适用于7种船型：散货船、液货船、气体运输船、杂货船、冷藏货物运输船、车辆滚装船及液货和干散货兼用船，且不适用于这些船型中具有柴电推进、透平推进及混合推进系统的船舶。这是因为需要按照不同船型分别制定各自的EEDI衡准参考线，且这些参考线是以最近10年内全球范围内建造的船舶为样本统计回归而成。其他船型没有涵盖是由于船舶数量相对较少不足以形成可靠的参考线，非传统推进系统方式不适用是由于目前的EEDI计算公式是以传统的柴油机直接推进方法为基础制定的，不能完全反映柴电推进、透平推进及混合推进系统的船舶特征。对于 LNG船而言，需要符合根据气体运输船的参考线所确定的Required EEDI要求。然而通过对当今的LNG船的EEDI计算发现，LNG船的EEDI值普遍高于参考线值，进一步对 IMO采用的气体运输船样本船的分析研究表明，气体运输船的参考线对LNG船而言是不适合的。

1 气体运输船参考线

气体运输船是用于散装载运任何液化气体的货船。根据IMO秘书处提交的MEPC62/6/4文件，在计算气体运输船的参考线时包括了LPG船、LNG船、CO2运输船及压缩气体运输船（CNG船）。但CNG是通过高度压缩而呈气态，并不属于气体运输船所定义的范围内，因而计算气体运输船的参考线的样本船包括CNG船是不合理的。

通过对IMO秘书处采用的IHS数据库中气体运输样本船的研究发现，计算气体运输船参考线的样本船是取1999年至2009年1月间建造的船舶，主要包括LNG船和LPG船。样本船共354艘，绝大多数是LPG船，LNG船仅27艘，占总样本船数量的7.6%，其中4艘LNG船小于2000dwt，其余LNG船均在80000dwt以上，而LPG船均在60000dwt以下。80000dwt以上的LNG船的EEDI值均在参考线之上，从IMO秘书处的MEPC62/6/4文件中的气体运输船参考线图中也能充分证明这一点（见图1）。由于LPG船和LNG船样本数量上的悬殊差异，导致气体运输船的参考线主要由LPG船主宰。

图1 IMO设定的气体运输船参考线

2 LNG船与LPG船的比较

考虑到2009年后又有部分LNG船建造完工并有更多LNG船正在设计或建造中，对最新的IHS数据库中气体运输船进行了更进一步的研究。表1是IHS数据库中1999年1月1日至2011年11月1日间建造的所有具有有效数据的LPG船和LNG船，并按其推进系统方式作了分类。可以看出，在2009年前，LNG船主要以蒸汽轮机推进为主，然而由于常规蒸汽轮机推进方式效率低（约28%），即使高效蒸汽轮机推进方式的效率也只有35%左右，近几年逐渐转向柴油机直接推进及柴电推进方式。而LPG船则几乎都是传统的柴油机直接推进方式，柴电推进只有2艘。从表2所示的LNG船和LPG船的吨位分布看，LNG船绝大多数大于80000dwt，仅在2009年后，建造了5艘10000~15000dwt的LNG船。

表1 HIS数据库中具有有效数据的LPG船和LNG船 艘

表2 LNG船载重吨数量分布 艘

对所有LNG船及LPG船的EEDI计算发现，绝大多数LNG船的EEDI值高出参考线值。特别是2009年后建造的LNG船包括小吨位LNG船的EEDI值全部在参考线之上（见图2和图3）。进一步对LNG船的EEDI偏离度作了分析（见图4），大吨位的LNG船偏离参考线的程度更大，特别是2009年后新建造的LNG船，均超过参考线值的20%以上。然而近几年LNG船有了很大改进，效率更高，但却都不符合由LPG船主宰的参考线所确定的 Required EEDI，这显然是非常不合理的，充分说明目前气体运输船的参考线对LNG船是不合适的。

图2 LPG和LNG气体运输船EEDI值分布

图3 LNG船EEDI值分布

图4 LNG船EEDI值相对于参考线值的偏离

3 气体运输船推进系统适用范围

根据目前MARPOL附则VI关于船舶能效的要求，EEDI规定不适用于具有柴电推进、蒸汽轮机推进及混合推进系统的船舶。然而从表1看出，蒸汽轮机推进的LNG船占大多数，而柴油机直接推进及柴电推进方式是近几年的主流，且数量相当。据研究资料对比，LNG船的柴油机直接推进与柴电推进方式的效率相当，均为 40%~44%左右。以前的柴油机直接推进方式主要采用中速机，目前已开始采用低速柴油机推进，效率更高且油耗更低，是今后柴油机直接推进方式的发展趋势。

对 LNG船采用柴油机直接推进方式会越来越多，早期更多的是蒸汽轮机推进方式的船舶而柴油机直接推进方式和柴电推进的数量基本一致，然而根据目前MARPOL附则VI下的EEDI适用范围规定，只适用于柴油机直接推进方式而不适用于其他推进方式，且效率更高的柴油机直接推进的LNG船不符合EEDI要求，这将导致市场向能效更低、CO2排放更多的方向发展，显然不合常理。

4 LNG船特点

LNG船的货物密度较小，仅为0.45~0.47t/m3，而LPG船密度一般为0.58t/m3，这导致LNG船的舱容很大，载重量则相对较轻。另外LNG船可靠性要求极高，使其设计中海上风浪裕量的选取通常为21%，大大高于LPG船的15%。另外，必须注意到，LNG船因其蒸发特性，需要船舶保持19kn及以上的航速以尽可能减少LNG的蒸发，因而需要较大的主机功率。

5 LNG船参考线设定

参考线的设定是反映某一种船型的样本船的EEDI平均水平，即约50%的样本船在参考线以上，50%的样本船在参考线上或以下。其数学表达式为：

式中：a、c——常量；b——船舶载重吨（dwt）。

根据IMO制定的气体运输船的参考线，a = 1120，c = 0.456。

然而根据上述分析，该参考线不适用于LNG船。由于LNG船与LPG船之间的差异，应将LNG船和LPG船作为两种不同类型的船舶，对LNG船而言，应用LNG船的样本船数据单独统计回归其参考线以确定其a和c值。

6 结 语

随着国际社会对节能减排需求的不断提高，LNG将作为未来新能源的主力军而被更加广泛的应用，大型LNG船也将成为未来船舶市场的主流。然而目前MARPOL附则VI框架下的EEDI要求作为强制性国际标准，对LNG船的设计和建造造成很大的冲击，制定合理可行的单独适用的参考线才是促进LNG船市场健康发展的前提条件。应向IMO提出建议，对LNG船单独制定参考线，在此之前，应将LNG船排除在目前MARPOL附则VI下关于气体运输船的Required EEDI要求适用范围之外。

[1] MEPC 62/24, Annex 19- Amendments to MARPOL Annex VI - Inclusion of regulations on energy efficiency for ships in MARPOL Annex VI[S], IMO.

[2] MEPC 62/6/4 - Calculation of parameters for determination of EEDI reference values[S], IMO.

[3] 陈建国，楼丹平，张丽萍. LNG船建造技术的消化吸收与自主创新[J]. 上海造船，2010, (1): 22-26.