千亿元“盛宴”诱惑

本刊记者 张俊杰

当下，在政策和市场的双向驱动下，我国内河船舶“油改气”进程再提速。业内人士预计，按照目前试点船舶所要求的7年以下船龄计算，船舶“油改气”市场规模或高达300～600亿元，加上新建船舶市场，市场总价值有望达到上千亿元，LNG动力船有望成为继LNG动力车之后另一个引人注目的产业链。那么，如何使这一产业获得科学、快速和可持续发展，让业界能够共享这一“盛宴”，值得业界深思。

做大市场是关键

据今年召开的第三届中国国际LNG大会上的消息，年内LNG动力船获政策扶持的力度有望进一步加大，从而推动对我国内河3万艘船只“油改气”的改造工作。另据资料显示，全国登记在册船舶约30万艘，长江船舶约15万艘，按1%的LNG降低0.5%的CO2以及燃油/LNG 掺烧比为3∶7进行推算，要达到2015年排放降低15%的目标，约43%左右的船舶，共计6.4万余艘船舶需改造使用LNG燃料。在新建LNG动力船方面，据交通运输部水运科学研究院预计，2017～2020年我国将累计新建内河船舶约1.2～1.4万艘，若其中70%采用LNG燃料作为动力，大约有1万艘新建LNG动力船。专家预测，未来1～2年是LNG动力船市场的稳定增长期，3～5年后将进入爆发期。

从船型上来看，我国目前已经实现了拖轮、散货船、游船、渔政船等船型的LNG改装试验，国内已经掌握了发动机改装的成熟技术。尤其值得一提的是，中国在LNG加注趸船方面取得了重大突破。LNG动力船加注问题不仅是我国推广LNG船舶需要克服的难题，在世界LNG燃料推广中都是一个亟待解决的难题。据中石化长江燃料有限公司副总经理李新科介绍，他们现正在建造的第一艘加注趸船有三大特色：一是我国首艘“油气合一”的船型；二是对加注臂进行了改造，比现有使用的加注臂小，回旋半径大；三是加注罐周围改用不锈钢板做围堰。另外，随着内河船舶“油改气”项目的层层推进，也催生了内河LNG运输船的需求。

从目前改装和新建LNG动力船的情况来看，主要是国内大型能源公司、航运公司等在推动，很多船东的意愿并不强烈。江苏蓝色船舶动力有限公司是京杭运河上第一艘LNG动力船改装船企业，他们改装的“苏宿货1260”LNG动力船已经运营。该公司董事陈志刚向记者介绍，LNG动力船改装面临一些困难，最主要的是船东没有资金去改装，改装一艘2000吨到3000吨的散货船成本需40万元左右。为了破解这一困局，蓝色动力率先采用了能源合同管理和设备租赁的模式，来对运河航行的船舶进行改装。通过由他们改装的LNG动力船到他们的加注站去加汽而回收改装费用。如果这样长期持续下去，随着改装船舶越来越多，蓝色动力也将面临很大资金压力。与蓝色动力不同，昆仑能源长航（武汉）天然气有限公司则遇到了另一种烦恼，据该公司总经理王瑞建说，长航集团改装了一艘2500吨的试点散货船，获得成功之后，长航集团于2012年制定了“百船改造计划”，拟对正在建造的72艘同一船型进行批量改造，但当前有关规定要一船一报，这将带来审批时间长，间接费用高，给加快推进LNG动力船的发展带来很大影响，希望有关部门能尽快同意批量改造。

记者在调查采访过程中还了解到，业界对于LNG动力船改造和新建项目的安全问题，以及目前LNG动力船推动“雷声大雨点小”的问题，都表示出了不同程度的忧虑，希望能找到一个好的解决办法。对此，中国船级社（CCS）武汉分社营运船舶检验处处长余健武认为，首先是管理部门要尽快出台对LNG动力船的监管政策；其次是要对LNG动力船配套产品认证进一步深入，对哪些船配产品可以持证，哪些经过检验就能达到安全标准，要进一步地分析和归类；第三是船东们都希望在国内采购到物美价廉的符合CCS要求和认可的产品。解决了这三个层面的问题，LNG动力船在我国的发展会提速。

对于业界的一些忧虑，CCS武汉规范研究所所长罗肖锋建议，LNG动力船的应用是发生在世界航运业持续低迷的状态下，我们要有信心把这个市场做大。CCS在制定LNG动力船规范标准的同时，也会为市场提出解决方案。比如对运河LNG动力船的改装我们就提出了“集成设计，整体认可”的一体化解决方案。如果“一体化”解决方案在运河应用成功，可以向长江以及其他内河推广。

提升引擎“马力”

LNG动力船市场,无论是改装还是新建，船用主机绝对是主角。如果按一艘需要2台主机和2台辅机来计算，长江船舶约15万艘，按43%左右的比例来进行改装的话，这个市场已经很大。如果再扩展到其他内河船舶或渔船，这个市场将会更大。

从安全角度上来说，新造LNG动力船比较好控制，而改造船则增加了一些不安全因素。这是因为，发动机改为双燃料后与原柴油机相比其特性发生了一些变化：天然气具有活化能较高、火焰传播速度慢的特点，因而天然气发动机的燃烧持续期较长，控制不好将产生较严重的后燃，甚至部分燃气未能在上止点附近燃烧和做功，会造成排气温度升高，热效率较低；天然气稳定和可靠燃烧的空燃比要求比柴油更窄，当空燃比过高时，天然气会发生不着火或着火不稳定现象，导致可燃气浪费和发动机工作异常和不稳定；当空燃比过低时，极端情况会发生爆燃，导致发动机异常损坏； 排气温度较高还会使整个受热部件空气冷却环境恶化，可靠性急剧下降，甚至不能正常工作；由于天然气不具备燃油的润滑功能，加之会带来燃烧室温度的升高，会导致相关零部件热负荷和润滑状况的变化，控制不好将对发动机的修理周期和寿命产生影响。

由此可以看出，发动机改造是一项有较高技术含量的工作，需要建立在大量基础研究成果上，才能确保改造质量。但从目前的改造情况看，由于没有建立完善的市场准入机制，各类企业一拥而上，改造技术不成熟，改造后系统安全性难以保证。例如，目前改造机多采用单点喷射方式，虽改造较为简单，但由于未对发动机本身进行优化，且气体控制系统尚不成熟，所以发动机的动力特性（功率）、动态特性（调速）、排放特性（NOX、CH4）等均存在不足之处，需要引起业界注意。

中国石油集团济柴动力总厂武汉发动机厂生产技术部主任赵宁告诉记者，改装柴油发动机为双燃料发动机，跟选择船型有很大关系，如果船型选择比较正确，那节约率就高。近期我们跟中外运长航集团签定了100艘船的框架改造合同。对于双燃料发动机，大家都对这个市场期待很大。另外，目前我们总厂还在研制烧纯天然气的发动机，现正在做台架试验，估计不久就会推出新产品。对于目前船舶改造市场，他也表现出了一些担忧，因为现在市场上在双燃料主机改造方面存在着一些无序竞争。为此，他建议设一个门槛，提高行业的准入标准，做到有序发展，否则这个市场还没做起来就已经乱了。

据记者调查了解，目前，以济柴、潍柴、淄柴为代表的国内柴油机生产厂家均开发出了各自的船用天然气发动机产品，但多为总管进气“预混式”发动机，虽易于直接在现有发动机上进行改造，且成本较低，经济性较好，但不能充分发挥LNG的环保效益。从长远来看，此类发动机会逐渐向“多点喷射”或微引燃方向发展。另外，需要注意的是，LNG-柴油双燃料发动机运作时按照一定比例同时喷射柴油和LNG，但二者的最佳比例为多少，目前尚无定论。相关部门仍需加大科技研发力度，使船机双燃料改造技术渐趋成熟。

据CCS武汉规范研究所规范法规部主任助理甘少炜介绍，船用天然气发动机需要业界共同攻关。这些年，CCS对LNG动力船的主机发展做了大量的支持服务，发挥了技术引导作用。近期，CCS武汉规范研究所已与中船重工711所联合申报了工信部的项目，旨在开发微引燃式双燃料发动机。同时，针对国内LNG动力船发动机的改装现状，他提出了两点建议：第一要保障改装主机的安全性；第二要引导我国工业界更换新产品，推动LNG动力船主机的发展。为此，业界应该加紧进行联合攻关。

船配产品亟待跟进

从LNG生产到大型运输船舶、主接收站、小型支线船，再到当地接收站、加气船，最后再到LNG动力船，这中间存在很多环节，每一个环节都蕴藏着商机。那么，船舶配套行业如何从内河船舶“油改气”的“盛宴”中分得一杯羹呢。

船用LNG储罐是LNG动力船的主要配套产品之一，目前国内已经有多家企业研发生产，湖北荆门宏图特种飞行器制造有限公司就是其中之—。该公司主要提供5～60立方米之间的LNG燃料罐，并可根据需要配套空温式及水浴式气化器及提供船舶“油改气”的整体解决方案。据该公司销售副总经理窦卫东介绍，LNG储罐生产目前并无统一的设计规范和标准，燃料罐各厂家都是按CCS、中国海事局《船用液化天然气储罐审图原则》及参考压力容器行业的标准规范在进行设计。目前，对外罐体材料是否采用不锈钢材料争议还是比较大的，业界需要找到一个合理的方案。

在LNG燃料罐制造方面，出于安全考虑，CCS要求主要受压元件（包括主体筒体、封头、锻件、管子及棒料）、安全附件（包括安全阀、紧切阀、阻火器、压力表及液位计）和装卸阀门都需有CCS认证。但是，从目前国内情况来看，仅有部分材料及成品能从供应商处获得CCS认证证书，很多材料及成品在国内找不到有CCS认证的供应商，目前处理方式是采用采购后请CCS到厂复验的方法。

中央控制系统是LNG动力船配套的又一重要单元。据哈尔滨工程大学动力装置电控技术研究所副所长宋恩哲介绍，他们在船用柴油机控制技术研究和控制系统应用的基础上，自2007年在国内率先开展船用柴油/LNG双燃料发动机和气体发动机控制技术研究，现已突破了双燃料发动机单点和多点燃气喷射控制的关键技术，成功开发了具有完全自主知识产权的船用双燃料发动机控制系统，并完成实验验证。2014年可实现大批量生产，并应用市场。相对于国产产品，国外双燃料发动机控制系统存在价格昂贵、供货周期长、服务不及时等问题，从而影响其在国内市场的应用。

除了以上两类大的部件之外，LNG动力船用阀门也是主要的船配产品，因为这种阀门不同于一般阀门，主要是用于“深冷”变化。据CCS武汉规范研究所法规部主任徐建勇介绍，在LNG动力船供气系统的配件方面，特别是深冷阀件的质量问题是关键。因为液化气的储存要在负160度以下，特别是和储罐根部相联的深冷阀门，它在启动机器前是常温状态，一旦启动就变得非常冷，所以对材料的要求很高，目前储罐根部的阀件国内还没有生产的，主要是依靠进口。其他的配件产品国产化配套率还是很高的。

纵观LNG动力船配套市场，各种配件国内基本都能够生产，但需要注重控制产品质量。对此，有的企业已主动申请CCS认证，通过认证加强他们产品的质量控制。随着能源企业加快LNG加注站点的部署和建设，相关标准的出台及产业链的改善，业内专家预计，LNG动力船在2015年左右将会在我国大规模投入运营，船配业也将迎来一次发展契机。谁能及早介入，开发出市场需要的产品，那么他就将成为市场的最大受益者。

今天，内河LNG动力船市场“盛宴”已开启，谁能“列席”要看他对于市场的贡献大小来定。对于中国造船业而言，推进内河LNG动力船发展只不过是一次“热身”，因为更大的“蛋糕”则是国际LNG动力船市场。为此，业界需要有放眼世界的战略和行动。