滬東中華造船(集團(tuán) )有限公司 陳杏兒
近年來造船界在LNG船領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)激烈,2010年底以來的LNG船訂造熱,累計(jì)向市場(chǎng)投放了50余艘訂單,其中的大部分訂單被韓國船廠所包攬,日本船廠受日元超常升值影響,在本輪訂造熱中,幾乎沒有接到訂單。于是,日本造船界有人疾呼:在LNG船方面,韓國已經(jīng)超越日本。
長(zhǎng)期以來LNG船的主機(jī),主要采用蒸汽透平機(jī)。近年來韓國船廠開始采用雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)(DFDE)。在上一輪訂造熱中,韓國造船巨頭與“瓦錫蘭”聯(lián)手,加速雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)(DFDE)的推廣應(yīng)用,此間韓國承接的LNG船中有40艘安裝了DFDE,所以韓國市場(chǎng)2010年以后竣工的LNG船基本以DFDE為主。預(yù)計(jì)到2014年全球安裝DFDE的LNG船將超過80艘,約占目前在航船舶的20%。然而,DFDE因?yàn)槭侵兴贆C(jī),所以一艘船上需要配置數(shù)臺(tái)。這種機(jī)型的特點(diǎn)是,電力推進(jìn),軸不能直接與螺旋槳連接。
三菱重工目前有三款LNG船推進(jìn)裝置,即:UST超級(jí)蒸汽透平裝置(Ultra Steam Turbine Plant)、雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)(DFDE)以及低速燃?xì)庑筒裼桶l(fā)動(dòng)機(jī)(SSD-GI)。雖然每種裝置各有特色,但是業(yè)界認(rèn)為,UST與SSD-GI機(jī)種在航運(yùn)成本方面最為經(jīng)濟(jì)。
“三菱”認(rèn)為,DFDE推進(jìn)裝置雖然柴油發(fā)電機(jī)本身能效很高,但是在將柴油機(jī)發(fā)出的電力轉(zhuǎn)化成推力的過程中會(huì)產(chǎn)生各種損耗。實(shí)際運(yùn)行中推進(jìn)裝置的能效與UST超級(jí)蒸汽透平機(jī)基本相同。再則,一套DFDE裝置有4臺(tái)柴油機(jī),其氣缸總數(shù)多達(dá)40~50個(gè),為了正常運(yùn)行必須定期檢查、調(diào)換部件,由此增加了船員的心理負(fù)擔(dān)。而蒸汽透平機(jī)雖然操作時(shí)需要一定的技能與經(jīng)驗(yàn),但是設(shè)備的維修簡(jiǎn)單、維護(hù)成本有限。DFDE因?yàn)樵O(shè)備的能效高,所以最初考慮初期投資可在數(shù)年內(nèi)收回,從實(shí)際使用中發(fā)生的備件調(diào)換與售后服務(wù)等一系列問題來看情況并非如此簡(jiǎn)單。
再將DFDE與SSD-GI進(jìn)行比較,這兩種推進(jìn)裝置的燃耗性能好、消費(fèi)的燃料少,所以不可能將蒸發(fā)氣體全部作為燃料消耗掉。為了處理剩余的蒸發(fā)氣體,通常的辦法是:或是將蒸發(fā)氣體進(jìn)行再液化處理、或是進(jìn)行燃燒處理,于是就造成了能源的浪費(fèi)。因而為了最大程度地享受高性能裝置發(fā)揮的經(jīng)濟(jì)效益,必須對(duì)蒸發(fā)氣體的發(fā)生量進(jìn)行控制。
川崎重工在蒸汽透平機(jī)研制方面富有經(jīng)驗(yàn),目前為止已經(jīng)建造了29艘采用蒸汽透平機(jī)的LNG船。2007年開發(fā)完成的一款世界首創(chuàng)的“川崎URA”再加熱式蒸汽透平機(jī)已經(jīng)用于東京燃?xì)?日本郵船的一艘2011年9月竣工的17.7萬立方米的球罐型 LNG船。據(jù)介紹,采用“川崎URA”推進(jìn)裝置的LNG船,其燃料的消耗量比一般蒸汽透平裝置節(jié)省15%。
三井造船開發(fā)的“ME-GI”燃?xì)馐降退俨裼桶l(fā)動(dòng)機(jī)是一款熱效高的二沖程低速機(jī),該機(jī)使用的燃料既可以全部是氣體或者重油、也可以是氣體和重油混合燃燒?!癕E-GI”發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)是與尾軸直接連接所以能量的損耗少?!癕E-GI”發(fā)動(dòng)機(jī)是在“GIDE”(Gas Injection Diesel Engine)發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)完成的新機(jī)型,該機(jī)在繼承了雙燃料功能的同時(shí),還采用了電子控制方式,以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)保性能與工作效率。
“三井”將“ME-GI”推進(jìn)裝置用于最近開發(fā)的一款名為“Double Eco MAX”的LNG船后,可使燃料成本、二氧化碳排放均比原來的蒸汽透平機(jī)減少30%。
韓國船廠接造的LNG船其貨艙形式以薄膜型為主?!叭狻薄ⅰ按ㄆ椤闭J(rèn)為,與薄膜型貨艙相比,球罐型貨艙(MOSS型貨艙)因?yàn)楦魺釋釉O(shè)在球罐艙殼體的外壁,建造成本比薄膜型低,而且蒸發(fā)氣體的發(fā)生量較薄膜型貨艙少,蒸發(fā)量的比例控制也較薄膜型貨艙容易,所以日本造船界傾向于采用將蒸發(fā)量控制最佳的液貨艙與高性能推進(jìn)裝置的組合應(yīng)用。
三菱重工最近開發(fā)完成的一款名為筒狀保護(hù)罩“EXTREM”的15.5萬立方米LNG船,是一款應(yīng)對(duì)后巴拿馬運(yùn)河時(shí)代的船型。該船的最大特點(diǎn)是:4個(gè)球罐艙的外圍用一長(zhǎng)條半圓形的筒狀保護(hù)罩覆蓋,保護(hù)罩與船體結(jié)構(gòu)連成一體。為了提高載貨容積“三菱”對(duì)球罐艙進(jìn)行了改良,在球罐的中間部位增加一圈高度為1.5米的環(huán)狀結(jié)構(gòu),在直徑(41.5米)不變的情況下,使球罐艙的高度達(dá)到43米,由此使載貨容積增加8000立方米。另外,新船型可以對(duì)球罐艙內(nèi)LNG的日蒸發(fā)量在0.15%~0.10%之間作選擇。主機(jī)采用UST超級(jí)蒸汽透平機(jī),可將蒸汽再次加熱,以提高熱能的效率。新船型與一般的蒸汽透平驅(qū)動(dòng)的推進(jìn)系統(tǒng)相比,能耗改善15%,氮氧化物排放控制在IMO三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值以下。
川崎重工2011年9月竣工的一艘17.7萬立方米的球罐型LNG船,其液貨艙也作了改進(jìn),將直徑放大2.6米,達(dá)到44米, 該船安裝有4個(gè)球罐艙由此使裝載容積最大化。液貨艙隔熱系統(tǒng)采用“川崎”研發(fā)的板式絕緣層,由此使蒸發(fā)氣體的日發(fā)生量控制在0.1%。貨艙區(qū)船體采用雙殼體結(jié)構(gòu),以保護(hù)船體免遭損壞。
現(xiàn)有技術(shù)對(duì)球罐艙內(nèi)LNG日蒸發(fā)量控制的最小值一般是0.1%,而川崎重工最近開發(fā)完成一款適用于球罐形貨艙的、蒸發(fā)氣體的日發(fā)生量可控制在0.085%的新型板式絕緣隔熱系統(tǒng),這項(xiàng)技術(shù)現(xiàn)已獲相關(guān)專利。在此基礎(chǔ)上,“川崎”還在研發(fā)將日蒸發(fā)量進(jìn)一步降低的絕緣隔熱系統(tǒng)。
日本造船界認(rèn)為,與薄膜型貨艙相比,MOSS型貨艙的優(yōu)點(diǎn)是,結(jié)構(gòu)的可靠性高、載貨的耐晃性強(qiáng)。特別是船齡超過20年后,兩種形式的貨艙,其維修成本截然不同。如果欲將其改造成FSRU等海上天然氣存儲(chǔ)和再氣化裝置,從載貨液面的耐晃性考慮,MOSS型貨艙將更受用戶的青睞。
日本地震引發(fā)福島核電站核泄漏事故以后,人們傾向于用LNG取代核能發(fā)電。LNG火力發(fā)電站的優(yōu)點(diǎn)是占地面積少、發(fā)電量大,輸電過程中的損耗少,宜建在離城市近的區(qū)域。雖然頁巖氣體已經(jīng)在美國市場(chǎng)投入應(yīng)用,中國內(nèi)陸地區(qū)也發(fā)現(xiàn)有頁巖氣體的存在,但是中國距頁巖氣體的大量開采還為時(shí)尚早,今后進(jìn)口能源的海上運(yùn)輸仍將以LNG為主。
日本商船三井對(duì)LNG船市場(chǎng)未來需求預(yù)測(cè),未來10年LNG船需求將超過100艘。主要基于以下三個(gè)方面。
1、2011~2020年的10年間,全球市場(chǎng)對(duì)LNG的需求將增加1.4億噸。其中2010年的需求量為2.21億噸、2011年為2.44億噸、2014年為2.92億噸、2020年為3.84億噸。當(dāng)然LNG的需求增長(zhǎng)還取決于氣源國出口項(xiàng)目的順利運(yùn)轉(zhuǎn),2013~2015年間由于新確立的出口項(xiàng)目有限,所以氣源的供應(yīng)能力略顯不足。
2、2016年以后新的出口項(xiàng)目相繼建立,除了澳大利亞、卡塔爾,尼日利亞、也門等國以外,還將增加?xùn)|非、美國等新的氣源出口國。特別是美國由于頁巖氣體的大量增產(chǎn),使得該國的LNG明顯過剩,所以今后產(chǎn)自美國的LNG將會(huì)大量出口,其年出口量預(yù)計(jì)可達(dá)到5000萬噸。
3、2016~2020年間新建立的輸出項(xiàng)目其年供應(yīng)量將達(dá)到7300萬噸,按一艘船的年運(yùn)輸能力79萬噸計(jì)算,需要92艘船才能夠完成相應(yīng)的運(yùn)輸任務(wù)。再加上現(xiàn)有船隊(duì)老齡船的報(bào)廢因素,2020年前LNG船的追加訂造將達(dá)到104艘(不包括2011年訂造的55艘)。預(yù)計(jì)2015~2020年的6年時(shí)間,市場(chǎng)每年的需求量大致在20艘左右,所以造船企業(yè)今后數(shù)年將有許多機(jī)會(huì)。
針對(duì)當(dāng)前日本船廠的接單弱勢(shì),日本三大造船集團(tuán)擬訂了各自的營銷方針,準(zhǔn)備利用自身的優(yōu)勢(shì),開展積極的營銷活動(dòng)。
三菱重工認(rèn)為,公司目前最經(jīng)濟(jì)、最出色的一款產(chǎn)品是最新開發(fā)完成的筒狀保護(hù)罩“EXTREM”LNG船,在營銷上應(yīng)以三菱重工LNG船技術(shù)的綜合實(shí)力與其他船廠拉開差距。
川崎重工的產(chǎn)品特點(diǎn)是:高能效推進(jìn)裝置與低蒸發(fā)量貨艙的最佳組合?!按ㄆ椤苯訂螤I銷的基本策略是,以14.7萬立方米、15.5萬立方米、17.7萬立方米為主推產(chǎn)品,瞄準(zhǔn)在LNG船項(xiàng)目“國輪國造”國策中南通中遠(yuǎn)川崎船舶工程有限公司的優(yōu)勢(shì),積極展開營銷活動(dòng)。
三井造船的產(chǎn)品種類有,全長(zhǎng)300米、艙容18萬立方米的最大級(jí)球罐型LNG船,以及14.7萬立方米、15.5萬立方米的薄膜型、球罐型LNG船。最新開發(fā)的采用“ME-GI”推進(jìn)裝置的“Double Eco MAX”LNG船已受到海外的一致好評(píng)。三井造船的營銷策略是:以日本市場(chǎng)為主,瞄準(zhǔn)2014年建造的船位展開營銷?!叭北硎?,若有機(jī)會(huì),也愿以技術(shù)合作或合伙方式參與他國項(xiàng)目。
針對(duì)當(dāng)前韓國船廠的接單優(yōu)勢(shì),日本造船界表示,雖然在當(dāng)前日元超常升值、韓元相對(duì)貶值的形勢(shì)下,韓國船廠的訂單承接遙遙領(lǐng)先,但從中長(zhǎng)期發(fā)展每年20艘LNG船的訂造需求來看,只要匯率走勢(shì)改變,日本船廠完全能夠憑借在LNG船方面的綜合實(shí)力贏得訂單。