页岩气运输的船型选择

近期，日本开始重新考虑球罐型LNG船在应对美国页岩气运输方面的可行性。在此之前航运界普遍认为，为了提高每个航次的运载效率，美国出口日本的页岩气运输，应该采用与巴拿马运河扩建后最大通航宽度相适，又能使装载效率提高的18万立方米级薄膜型LNG船。根据这个观点，今年4月日本丸红与韩国SK海运公司在三星重工联合订造的2艘LNG船中就有1艘是应对美国页岩气输出的最大船宽49米，舱容18万立方米的薄膜型LNG船，该款船型随即被视为以后日本从美国进口页岩气的样板船型。不过，最近从用户的反馈情况来看，原先的观点应当作适当修改。

美国向日本出口页岩气，用户主要是电力与燃气公司，虽然每个航次的载货量越高，LNG的运输成本越低。但是，日本电力与燃气公司的现有设施每次能够卸载的气量有限。而最近完成开发的可通过巴拿马运河的LNG船，每个航次的LNG装运量在7.5～8万吨，地面接收站每次能够存储LNG的容积有限，所以未必是运输船装载量越大越好。

还有观点认为，从冬季北太平洋海域的气象海况条件来看，独立货舱的球罐型LNG船更为安全可靠。因为与薄膜型船相比，球罐型LNG船在航行时对载荷的耐晃性强、稳定性高、对货舱的损伤性小。所以有些电力与燃气公司正考虑，美国页岩气的进口运输将以球罐型LNG船为主。

最初考虑薄膜型LNG船的最大理由是航运的经济性。相同宽度的薄膜型LNG船，其装载容量比球罐型增加10%～20%。美国页岩气的出口基地集中在得克萨斯州、路易斯安南州等墨西哥湾沿岸，向亚洲各国的LNG运输必须通过巴拿马运河。2015～2016年巴拿马运河扩建完工后的宽度在55米，按照船舶过航时两舷须留有1.5～2米的余量来看，船体最合适的宽度应该在49米，如果采用该宽度的球罐型LNG船，则最大舱容在16万～16.5万立方米。

目前，日本市场最新设计的可通过巴拿马运河的球罐型LNG船有两款，一种是三菱重工开发的船宽48.94米、舱容15.53万立方米的船型。另一种是川崎重工开发的船宽52米、舱容18.2万立方米的世界最大级球罐型LNG船。从近期日本市场的订造情况来看，接单量最高的是三菱重工开发的15.35万立方米，名为“豆荚型”的LNG船，该船型自2011年投放市场以来已经赢得7艘船的订造合同。为使读者对两款船型有所了解，现对其技术特点作详细的描述。

“豆荚型”的LNG船是一款应对巴拿马运河时代的船型，其主尺度为：全长288米，宽度为26米，满载吃水11.5米，7.5万载重吨，航速19.5节。该船的最大特点是4个球罐舱的外围用一长条半圆形的筒状保护罩覆盖，保护罩与船体结构连成一体。货舱直径与三菱重工现有的14.7万立方米船型基本相同，而载货容积则增加了8000立方米，从而使该船的舱容达到15.53万立方米。

该船的结构轻盈、紧凑，船体钢材总重量比同类船舶减少5%。主机采用UST（U）新型蒸汽透平机，由此使燃料消耗比现有船型提高20%。据测算，该船型的能效与韩国建造的同级别船型相等。三菱重工推出的这款船型希望以能耗效率、环保性能、长期航运的优势与韩国船厂拉开差距。

三菱重工自1980年开始建造LNG船以来，已经建造了40多艘LNG船，近期开发的15.53万立方米属第五代船型。“三菱”利用MOSS型货舱建造上的经验优势，对球罐舱进行改良，在球罐的中间部位增加一圈高度为1.5米的环状结构，在直径（41.5米）不变的情况下，使球罐舱的高度达到43米，由此增加了载货容积。另外，新船型对舱内LNG的日蒸发量还可以在0.15%～0.10%之间作选择。

如此设计的优点是，球罐舱外侧的简状保护罩极大地降低了航行间的风压阻力，同时也有助于改善能耗效率。风洞试验证明，纵向风压阻力比现有同型船减少20%～40%，能效提高3%～4%。因为球罐舱的保护罩是与船体结构连成一体的，因此增加了船体强度。又因为筒状保护罩是连续结构，所以减少了大量的支撑件与裸露的舾装件。这种设计，适宜于冰区海域航行时，提高船体对冰壁撞击的抵御能力，也有助于货舱顶部的电缆敷设、管路、通道的安装、架设等，借此，还可以提高船舶的维修性能。

采用的UST主机，可以将蒸汽再次加热，以提高热能的效率。新船型与一般的蒸汽透明驱动的推进系统相比，能耗改善15%，氮氧化物排放控制在IMO三级标准的规定值以下。另外，为了减少对海洋生态的影响，该船还安装有压载水处理装置。

川崎重工开发的舱容18.2立方米LNG船，全长300米，船宽52米，航速19.5节。是目前世界上最大级球罐型LNG船，该船是在川崎重工17.7万立方米Pacific Max LNG船的基础上进行了改良的船型，该船最大限度地发挥了Pacific Max LNG船的特点，设有2个拉伸式球罐舱，2个常规形球罐舱，由此使货舱容积增加5000立方米。

所谓拉伸式球罐舱，就是在球罐型货舱的赤道部位增加一圈高1.6米的环状结构，由此使货舱的装载量增加。

另外，作为球罐型LNG船的最大船型，该船还首次采用了DFDF（双燃料柴油机）电力推进系统。以期改善从低速城到高速城的燃耗性能。

一般的LNG船在运输途中，使用以自然蒸发的蒸发气体为推进燃料，近年来的技术进步，使燃料的消费量减少，所以如何处理剩余的蒸发气体成为新的课题。川崎重工有30多年LNG船的建造经验，该公司利用自行开发的“川崎板式绝缘系统”使得LNG的日蒸发量控制在0.08%，是目前世界蒸发量最少的绝缘层，所以这款船型是有效利用蒸发气体的既经济又环保的船型。目前这款船型已经接到川崎汽船的首艘订单，首制船预定于2016年10月竣工。

从近期“三菱”与“川崎”这两款船型的签约情况来看，主要用于由国际石油开发巨头TNPEX与TOTAL主导的澳大利亚“伊库西斯”LNG项目，以及由美国石油巨头Chevron主导的澳大利亚“威特斯通”LNG项目。虽然美国向日本的页岩气输出，目前还没有相应的订单，不过，就球罐型而言，业界最看好的是“三菱”开发的“豆荚型”LNG船。而对于“川崎”的18.2万立方米的LNG船，由于运河当局目前对船舶的过航宽度还没有具体规定，所以是否适用目前还不得而知。若按照过航时两舷留有1.5米的宽度计算，理论上讲52米的船宽是可以通过新巴拿马运河的。