LNG燃料动力船的发展现状及前景分析

叶耀川， 白德刚， 张少亮， 王庆祥

(天津新港船舶重工有限责任公司， 天津 300457)

LNG燃料动力船的发展现状及前景分析

叶耀川， 白德刚， 张少亮， 王庆祥

(天津新港船舶重工有限责任公司， 天津 300457)

在国际节能减排标准日益严格和油价居高不下的背景下，LNG燃料动力船依靠其环保、经济等优势得到了航运界的普遍认可，以及多国的政策支持。本文重点介绍了LNG燃料动力船的发展驱动因素和国内外发展现状，分析了其发展前景和眼下制约因素，并对各制约因素提出了相应的建议，为LNG燃料动力船的快速发展和推广应用提供参考。

LNG燃料动力船 发展现状 前景分析 制约因素 建议

1 引言

在国际节能减排标准日益严格和油价居高不下的背景下，研发新能源船型已成为航运界迫在眉睫的首要任务。液化天然气(LNG)以其低污染、清洁、经济等特性在替代传统能源中愈加突出，将其作为船舶动力燃料是船舶行业进行的有益探索和尝试[1]，许多国家也都在大力研发并推广应用该类船型。

LNG燃料动力船发源于北欧[2]，目前已运营的LNG燃料动力船约有80艘，以新建造为主，主要有客滚渡轮、平台供应船、油轮、拖轮等船型。我国LNG燃料动力船起步较晚，受新建成本、技术要求等因素的影响，LNG燃料动力船在我国以改造为主，已完成“油改气”的船舶近200艘，积累了较丰富的船舶“油改气”经验。通过对目前已投入运营的部分(混合动力)或全部LNG燃料动力船调查研究，无论从节能减排要求，还是运输成本来说，都对航运企业具有重要的意义[3]。

2 LNG燃料动力船发展的驱动因素

2.1 日益严格的船舶节能减排标准

船舶是油耗大户，排放是否达标是影响航线和港口停泊的重要指标之一，主要涉及到COx、NOx和SOx的排放。IMO于2011年7月通过的MARPOL公约要求2020年船舶动力燃料含硫量低于0.5%，对于特殊排放控制区(ECA)到2015年其燃油含硫量必须低于0.1%，这些要求都说明国际减排标准日益严格。相比于传统燃油，采用LNG燃料动力产生的主要排放物如表1所示。

表1 LNG和传统燃油的排放情况 单位：g/kWh

由表1可以看出，在相同热值下，采用LNG作为船舶动力燃料，NOx的排放可以减少80%左右，COx的排放可以减少20%左右，同时几乎不产生SOx和PM，可显著提高船舶环保性能，并满足MARPOL公约要求，尤其是ECA区域的排放要求。

2.2 航运成本的降低

据全球25个港口的数据统计，船用燃油售价由2000年的2 500元/t涨到2012年的9 000元/t，其中2011年船用燃油相比2010年就上涨了38%[4]，由此带来航运成本的大幅上涨，虽然十年间大量节能设备不间断地投入，但并没有改变航运成本不断攀升的现状，在短途运输中相比陆运成本优势逐渐降低。同时虽受全球LNG市场价格体制未建立造成价格不均等因素影响，北美处于全球LNG价格最低水平，2013年亨利枢纽平均价格为3.72美元/百万英热，约合0.81元/m3(1 115.1元/t)，然而LNG的市场价格远低于燃油价格的价格优势仍得到业界的普遍认可，且随着LNG的开采和应用，其推广价格会进一步降低，采用LNG作为船舶动力燃料将会带来明显的运输成本优势。各国LNG相比原油的价格优势如表2所示。

表2 不同国家LNG与原油的价格对比 单位：美元/百万英热

由表2可以看出，欧美国家LNG市场价格仅为原油价格的1/4～1/3，而东亚国家受进口运输成本和不具备开采技术等因素影响价格偏高，但仍低于原油价格。到目前为止，美国批准出口LNG规模约为2 600万t/年，到2020年将有7 300万t/年的产能获放行。加拿大已批准了6个LNG出口项目，出口产能约6 200万t/年，到2020年北美的LNG出口能力将达到9 500万t/年。同时澳大利亚在建的LNG液化能力达6 200万t/年，7个LNG出口工程预计在2014年～2018年投入运营。欧美国家LNG大量的出口，势必将均衡全球的LNG价格，为后期LNG燃料动力船的燃料注入带来便利，同时大幅地降低航运成本。

3 国内外LNG燃料动力船的发展现状

3.1 国外LNG燃料动力船的发展现状

国外LNG燃料动力船的发展主要是为应对排放控制区的要求，其驱动力来自航运业自身，多以新建船为主，存在技术标准高、价格昂贵的弊端，但总量仍呈逐年递增的趋势，如图1所示。

图1 国外LNG燃料动力船的发展现状

北欧目前已有约60艘LNG燃料动力船投入运营，主要集中在客渡船、平台供应船两大船型。截止2013年11月，美国船厂约有30亿美元LNG 动力和预备LNG 动力船舶的建造任务，包括24艘LNG动力和预备LNG动力船舶[5]。德国正准备进行现有船试点。日本、韩国等亚洲国家已纷纷开始设计LNG燃料动力船。日本目前已开展了“推进天然气燃料动力船综合性研究”课题，NK与三菱重工联合研发，通过概念船设计的方式进行了重点突破。韩国于2012年建造了其首艘LNG燃料动力船“Eco-nuri”，该船为客滚渡轮，服役于仁川港。

3.2 国内LNG燃料动力船的发展现状

国内LNG燃料动力船以改造为主，所使用的发动机主要有单纯LNG燃料发动机和LNG-柴油双燃料发动机两类。据交通部水运科学研究院统计，目前国内已通过论证和颁发核准的LNG动力船只有14艘，且普遍采用混合动力。由柴油动力船改造为LNG-柴油混合动力船，主要包括船体改造、船用LNG混燃系统、安全与消防设施，其中船用LNG混燃系统是其核心。自2010年我国首艘混合动力船试航成功以来，相继完成“油改气”船舶近200艘。

虽然我国船级社联合国家海事局针对LNG燃料动力船在技术检验及行业规范等方面作出多项指导性的政策，包括新版《气体燃料动力船检验指南》、《LNG燃料动力试点船舶关键设备技术要求》及《关于明确LNG燃料动力船舶改造试点工作有关事宜的通知》等文件[6]，但是缺乏具体而实际的操作，因而在新船建造和技术方面并没有相应的实质性突破。

4 国内外LNG燃料动力船的前景分析

4.1 国外LNG燃料动力船的发展前景

根据欧盟交通运输清洁能源的计划，先后制订了欧洲替代能源战略交流机制、欧洲替代燃料基础设施布局和建设法令、欧盟运用LNG综合框架行动方案，同时完成了《LNG储存和加注》标准和IGF规则。尤其是在LNG加气站建设、新建船舶等方面，都采取了减税、资金补贴等措施。

由波斯湾六国股东设立的UASC(阿拉伯联合国家轮船)计划，该计划在中东建立LNG加气站，以满足亚欧航线上运营的超大型集装箱船舶的燃料补给。韩国于2012年5月成立了LNG加注委员会，目前已有20多家会员，已与日本城市燃气公司讨论进行韩国-日本航线的试点工程。

由此可以看出，无论是在欧洲还是亚洲，LNG燃料动力船都引起了各国的足够重视，制订了相关的经济鼓励政策和行业标准，在新船建造和燃料补给方面投入了大量的财力和物力，为LNG燃料动力船的快速发展及推广应用提供了保障。

4.2 国内LNG燃料动力船的发展前景

随着行业标准、技术标准以及基础设施的不断完善，国家政策的大力支持，LNG燃料动力船在未来几年将迎来快速发展的好时期。按照要求船龄7年以下、技术条件好的船舶可作为试点船舶进行改造，我国内河大约有3万艘符合改造条件，由此带来LNG-柴油混合动力船改造广阔的市场前景。同时根据交通部水运科学院预计，2017年～2020年间我国内河新建船舶约1.2～1.4万艘，如果有70%为LNG燃料动力船，就将有1万艘新建的LNG燃料动力船。此外，在沿海新造船舶中， 300～400艘有望采用LNG燃料。因而新建LNG燃料动力船在未来同样会得到迅速的发展。

5 制约LNG燃料动力船发展的因素分析及建议

LNG燃料以其独特的优势将成为未来船舶动力的主要来源之一，经过多年的探索和应用，眼下制约LNG燃料动力船快速发展的主要因素有：

(1) LNG加注基础设施仍然不足，即船用LNG加注的运营。关于先有LNG燃料动力船还是先有LNG加注基础设施，一直是新型船推广的阻力。为此应当以国家或区域合作的方式建立LNG加注基础设施，引导船东在新船建造或改造中采用LNG燃料。

(2) LNG价格区域性不平衡。 受开采技术、 运输等因素的影响，亚洲是LNG价格最高的区域，欧洲价格次之，北美价格最低，如图2所示为北亚地区LNG进口均价对比图。由于LNG价格不平衡，会造成LNG燃料动力船的加注有针对性的选择，不利于航运的可持续健康发展。故在LNG开采及进出口中，国家与国家之间、区域与区域之间要加强合作，做好LNG进出口与本土开采新技术的引进，平衡LNG受区域带来的价格差。

图2 北亚地区LNG进口均价对比

(3) 技术规范的缺失。相应的技术规范和海事法规是LNG燃料动力船发展的必备条件之一。目前LNG燃料在船舶上的应用处于起步探索阶段，相关的国际法规和安全指南需加快完善，涉及到燃料储存输送供给安全性、动力系统可靠性控制等相关设计准则和应用标准的制订，从而加速LNG燃料动力船的快速发展。

(4) LNG燃料动力船操作人员资质与培训缺乏。由于采用LNG作为船舶动力的特殊性，包括LNG加注、LNG安全操作、事故应急处理、安全靠泊等方面，操作人员都应当具备一定的资质，以减免由于安全隐患带来的损失。这就需要尽早开展LNG燃料动力船操作人员及相关人员的资质培训，弥补相关资质人员的不足。

(5) LNG燃料动力船的技术研发投入不足。由于LNG动力与柴油动力具有较大的差异，燃料LNG的泄漏会对船体、甲板和其他钢结构产生低温冷脆损伤，对人员造成冻伤，同时存在燃爆风险。因而需要开展LNG燃料在船舶上的加注、储存、运输与供给等重大专项研究，以及相关的风险评估、经济效益评估等基础性研究的论证，做好技术储备与咨询服务，为LNG燃料动力船的实船推广应用奠定基础。

6 结束语

受节能减排标准和运输成本双重因素的影响，LNG燃料动力船依靠其燃料低污染、清洁、经济等特性，将会成为未来船舶发展的主力军。十年之间，LNG燃料动力船从无到发展近百艘，无论是建造技术还是基础设施都得到了长远的发展，尤其是相关行业规范等政策的制定，将为LNG燃料动力船快速而健康的发展奠定基础。但眼下制约LNG燃料动力船发展的因素仍然存在，有待国与国之间、区域与区域之间进一步地加强合作和政策落实。

[1] 王鲁星,田明,韩有臣.LNG点亮中国船用燃料市场新前景[J].国际石油经济, 2012,20(5):64-69.

[2] 王峰，濮继林.LNG动力船舶发展现状与趋势[J].江苏船舶,2011，5:16-17.

[3] 金凌. LNG混合动力船优势几何[J].中国船检,2011，9:63-65.

[4] 王平安,吴桂涛,杜太利.LNG作为船舶动力燃料的效益分析[J].船海工程,2013,42(1):111-113.

[5] 祁斌. 美国LNG动力船市场现状[J].中国船检, 2014，6:48-50.

[6] 贺美洋,刘斌. LNG燃料动力船舶应用现状及问题分析[J].珠江水运, 2013，z1:80-82.

The Development Status and Prospect Analysis for LNG Power Ship

YE Yao-chuan, BAI De-gang, ZHANG Shao-liang, WANG Qing-xiang

(Tianjin Xingang Shipbuilding Heavy Industry Co., Ltd., Tianjin 300457, China)

On the background for international energy saving, exhaust gas emission reducing and higher fuel oil price, the LNG power ships acquired the acceptance of the ships industries depended on the advantage of green environment and economical performance and prevailed in many countries political support. The article emphases the develop factor and the situation in the world, analyze the develop foreground and current restrict factor, provide the suggestion facing all kinds of the restrict factor and provide the information and forecast for promoting the development of the LNG power ships.

LNG power ship Current development situation Foreground analyze Restrict factor Suggestion

叶耀川(1986-)，男，工程师。

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