前段时间,韩国大宇造船海洋(DSME)在世界上首次将高锰钢用于液化天然气(LNG)动力超大型油船(VLCC)的燃料箱建造,并且开发出从钢材预处理到焊接成型的燃料箱制造技术。此前,仅有韩国现代尾浦造船2018年交付的50000载重吨散货船C型LNG燃料箱采用高锰钢,容积为500立方米。此外,德国赫伯罗特2020年订造了6艘LNG动 力23500TEU超 大型集装箱船,其18000立方米B型LNG燃料箱同样采用高锰钢,每艘船可节约成本200万至300万美元,首船将于2023年交付,届时将成为全球首艘使用高锰钢LNG燃料储罐的超大型集装箱船。
这意味着韩国在船舶制造业上做出了巨大的创新,并增加了自身实力。这一技术中国尚未掌握,在这一方面,韩国再一次与中国拉开了差距。
高锰钢是一种合金钢,这种钢材中的含锰量在10%—14%之间。高锰钢的特殊之处在于良好的耐低温性和耐磨强度,即使是在零下两百度超低温的环境下,高锰钢也能保持稳定。不得不说,这几乎是制作LNG燃料储罐的理想材料。同时高锰钢还具有产量丰富、价格稳定等优点,所以韩国十几年来一直在研发,如何将高锰钢应用于LNG储罐。
LNG全 称 为liquefied natural gas,也就是液化天然气,是全球最主要的清洁燃料和环保燃料。顾名思义,液化天然气就是指经过低温压缩之后,将天然气气体变为液体,从而节省大量运输空间。液化天然气本身的特性决定了其运输环境极为严苛,通常都是在零下163摄氏度的超低温环境运输,而且只要遇到空气就有爆炸的风险。
大型LNG燃料储罐作为整个LNG产业链的核心设备,制作工艺严苛,造价极为高昂。通常,燃料储罐的造价占船舶整套动力系统的30%。而此前LNG燃料储罐最为常见的钢材是9%镍钢,但这一钢材价格昂贵,而且易于受到金属镍价格波动的影响。
这种镍钢也叫殷瓦钢,是一种镍铁铬合金,在韩国的锰钢应用以前,这种钢材一直是建造LNG船最常见、最好用的材料。但是这种材料的专利技术一直掌握在一家法国公司手中。不管是中国还是韩国船企,若要用这种材料建造LNG船,就要向该公司交高额专利费,而这一费用甚至占到了造船成本的5%。
韩国产业技术评价院研究的数据显示,以铝合金为标准(100%),304不锈钢材料单价为88%,焊接成本为33%,材料用量达到200%水平。9%镍钢与铝合金相比,材料单价达到114%,焊接成本达到133%,用量达到167%的水平。两款传统产品与铝合金相比,总成本高达200%的水平,经济性较差。而高锰钢与铝合金相比,材料单价仅为53%,焊接成本为9%,材料用量仅为167%,总成本仅为一半(56%)。高锰钢与9%镍钢相比,经济性高出了4倍;如果将极低温用高锰钢的价格和施工费用统统计算在内,也比现有的极低温用材料便宜50%—75%,储罐总容积17万立方米的LNG船建造费用可以节省200亿韩元。
这次韩国独立自主在此项创新技术上的突破,大大减少了本国LNG船的造船成本。据浦项制铁预测,全球LNG动力船建造市场的规模将从2021年的20万亿韩元(约合179亿美元)增至2026年的130万亿韩元(约合1164亿美元)。到2030年,韩国建造的船舶中将有60%是LNG动力船。今后10年间,全球LNG运输船、LNG动力船、LNG加注船等相关船型的市场规模将超过3000艘。
韩国已建立包括钢铁企业、造船企业、储罐制造商等在内的船用高锰钢LNG储罐供应链,将进一步提升韩国环保船舶的国际竞争力。除了加快开发高锰钢LNG储罐制造技术,韩国船企还计划将高锰钢的应用延伸至氨、氢、甲醇等环保燃料储罐制造领域。
作为亚洲四小龙之一,韩国一直以来都是中国的合作伙伴和竞争对手,除了我们熟知的三星等高新技术公司,韩国的造船业也一直很发达,此前基本上接获了全球90%的LNG运输船订单。但随着中国近几年在各个方面高速发展,以及创新技术层出不穷,以中国船舶集团旗下沪东中华、江南造船、大船集团为代表的中国造船船企崛起,逐步撼动了韩国的垄断地位。
根据韩国网站消息,今年1—5月间,全球61艘LNG运输船订单中39艘由韩国船企获得,剩余22艘都是中国船企揽下,占比36%,创下新高。这表示我国造船业已经迈上了新台阶。
由于LNG本身的特殊性质,LNG运输船一直以来都是建造难度最大的商用船舶之一,其专利技术一直都垄断在上述法国企业手中。但此前,我国突破了这一技术,拥有了自己的独立创新技术,让我国在LNG运输船建造上更进一步,增加了造船业的竞争力。
而韩国这次锰钢技术的突破,又一次在这个方面超过了我国,拉开了两国造船业的距离。但是鉴于中国是后起之秀,在短短几十年的时间内,从排不上号到占有一席之地,已经是非常了不起的成就了。
实际上,除了在LNG运输船方面我国有所逊色,放眼整个造船业,中国保持着世界第一的地位。根据相关数据,2019年,中国造船量超过了2300万吨,预计2022年完工总吨位可能会突破4000万吨。这一数据已远远超过美国,中国商船队规模更是超过二战时期的美国7倍。这还只是民用船舶的建造水平,由此可见,我国的军船建造技术更是发展迅猛。如今全球都更为重视海洋资源的开发和开采,造船技术的领先意味着我国在这一方面已经抢得了先机,实现海洋强国目标指日可待。
总的来说,韩国锰钢材料的突破是韩国造船业的一个重大创新,极大增加了韩国在LNG船建造方面的竞争力,降低了建造成本,增加了建造质量。在这一方面,韩国已经超过了我国。但放眼整个造船业看,我国是当之无愧的第一。随着造船业不断发展,技术创新不断突破,相信有朝一日,我们在LNG运输船制造上也能成为第一。