李洋鋼 應(yīng)業(yè)炬 郁惠民

摘 要：針對(duì)全球化綠色環(huán)保運(yùn)動(dòng)風(fēng)起云涌的態(tài)勢(shì)，有效實(shí)施國(guó)際海事組織2020年1月1日起全球船用燃油限硫規(guī)定，減少船舶大氣污染物排放，促進(jìn)綠色航運(yùn)發(fā)展，推進(jìn)應(yīng)用LNG等清潔燃料，國(guó)內(nèi)外研發(fā)LNG運(yùn)輸及加注型船舶的潮流洶涌澎湃、突出海上加注技術(shù)的船型研究逐漸成為航運(yùn)業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：LNG;運(yùn)輸及加注型船舶;研發(fā)現(xiàn)狀;新進(jìn)展

在全球經(jīng)濟(jì)一體化新發(fā)展格局加速推進(jìn)背景下，國(guó)際航運(yùn)市場(chǎng)轉(zhuǎn)型升級(jí)與低碳革命的聲浪已不再微風(fēng)蕩漾波瀾不驚，百花齊放群雄爭(zhēng)鋒的局面將勢(shì)不可擋;全社會(huì)弘揚(yáng)可持續(xù)發(fā)展意識(shí)理念日益高漲，綠色環(huán)保奏響了人類追求命運(yùn)共同體凈化家園的主旋律。中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議中最近指出：我國(guó)二氧化碳排放力爭(zhēng)2030年前達(dá)到峰值，力爭(zhēng)2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。要加快調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)，推動(dòng)煤炭消費(fèi)盡早達(dá)峰，大力發(fā)展新能源。要繼續(xù)打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)減污降碳協(xié)同效應(yīng)。時(shí)代號(hào)角下，船舶行業(yè)清潔能源的開拓應(yīng)用任重道遠(yuǎn)，雙燃料主機(jī)的研發(fā)工作方興未艾，解決LNG（液化天然氣）運(yùn)輸以及加注補(bǔ)給方案已間不容發(fā)、迫在眉睫。

1綠色環(huán)保引領(lǐng)國(guó)際社會(huì)健康發(fā)展，全球航運(yùn)防污解決方案有序推進(jìn)

在航運(yùn)產(chǎn)業(yè)鏈中，船舶NOX排放占全球10～20%，SOX排放占全球4～8%，鑒于運(yùn)輸船舶對(duì)環(huán)境造成污染日益嚴(yán)重的狀況，國(guó)際海事組織（IMO）早已頒布了《國(guó)際防止船舶造成污染公約》（簡(jiǎn)稱MARPOL）附則Ⅵ中制定的相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)（NOX TIER Ⅲ）。為此，全球海運(yùn)行業(yè)選用清潔綠色能源（如LNG等）替代重油燃料的緊迫感如影隨行，并隨著LNG產(chǎn)業(yè)鏈的成熟發(fā)展必將成為未來(lái)航運(yùn)船舶首選的主要替代燃料之一。IMO海上環(huán)境保護(hù)委員會(huì)于2016年10月在倫敦召開第70次會(huì)議通過(guò)決議，自2020年起強(qiáng)制實(shí)行船舶SOX排放限制，即非控制水域航行的國(guó)際船舶須使用含硫量小于等于0.5%m/m的船舶燃料油。分析當(dāng)前船舶所處的技術(shù)水平，海運(yùn)業(yè)可優(yōu)選的應(yīng)對(duì)方案不外乎以下三種：安裝洗滌塔、使用低硫油（含硫量≤0.5%m/m）或應(yīng)用LNG等綠色能源。研究表明，船舶使用LNG作為動(dòng)力燃料可減少CO2排放約25%左右，硫氧化物和顆粒物的排放幾乎忽略不計(jì)，氮氧化物的排放可減少90%左右。與“安裝洗滌塔、使用低硫油”的方式相比較，選用LNG清潔能源致使減排效果和環(huán)境效益最大化，減少溫室氣體排放效果顯著，降低船舶效能設(shè)計(jì)指數(shù)（EEDI）及經(jīng)濟(jì)性等方面已顯示出更強(qiáng)勁的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

伴隨LNG主機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，以及LNG作為船用燃料的推廣應(yīng)用，已然涌現(xiàn)出眾多類型、眾多規(guī)模LNG為動(dòng)力的新造船及改裝船，相關(guān)聯(lián)的LNG燃料加注技術(shù)越來(lái)越受到國(guó)際社會(huì)的重視和關(guān)注。

2發(fā)達(dá)國(guó)家研發(fā)LNG加注型船舶技術(shù)逐步成熟，清潔能源應(yīng)用方興未艾液化天然氣作為船舶燃料最先應(yīng)用到中型LNG運(yùn)輸船上，2000年前后在北歐地區(qū)開始推廣。截至2018年3月，運(yùn)營(yíng)在北歐沿海水域的客渡船、平臺(tái)供應(yīng)船、貨運(yùn)船及包括正在新造的LNG動(dòng)力船舶約有250余艘。到2020年年初，全球已有175艘遠(yuǎn)洋LNG動(dòng)力船正在運(yùn)營(yíng)，203艘遠(yuǎn)洋LNG動(dòng)力船正在建造，約有93個(gè)港口能夠?yàn)榇疤峁㎜NG燃料，還有54個(gè)港口正在推進(jìn)LNG供氣投資和運(yùn)營(yíng)建設(shè)。

2016年以后全球航線推廣LNG燃料應(yīng)用的熱潮逐步拉開帷幕。在亞歐航線，法國(guó)達(dá)飛海運(yùn)集團(tuán)（CMA-CGM）計(jì)劃投資9艘LNG動(dòng)力集裝箱船開展運(yùn)營(yíng);2019年德國(guó)大眾汽車向挪威西姆汽車船公司租賃2艘LNG動(dòng)力滾裝船往返于歐洲和北美之間的航線;EU早期已設(shè)想其所屬沿海及內(nèi)河港口實(shí)現(xiàn)零排放“氣化”方案，預(yù)期到2020年時(shí)，所有進(jìn)出歐盟沿海各港口的船舶全部轉(zhuǎn)型LNG燃料化，以期達(dá)到凈化目的。到2025年，航行到歐盟內(nèi)河港口的船舶要實(shí)現(xiàn)百分百的LNG 燃料化。

為此，需要解決越來(lái)越多LNG動(dòng)力船燃料添加與補(bǔ)給的問(wèn)題，目前對(duì)船舶進(jìn)行LNG加注的方式主要有4種方式：槽車對(duì)船（TTS）、岸站對(duì)船（PTS）、便攜式液罐傳輸、船對(duì)船（STS）。相比較而言，船對(duì)船加注是指燃料從加注船向另一艘船舶加注LNG燃料，LNG加注型船舶本身兼?zhèn)渥院?、運(yùn)輸、裝卸特征于一體必然成為水上LNG移動(dòng)加注技術(shù)未來(lái)重點(diǎn)發(fā)展的方向。

2013年，由瑞典的Cryo AB公司興建的全球首艘“SEAGASLNG”加注船正式投入到芬蘭維京郵輪公司運(yùn)輸船隊(duì)工作，該船型每小時(shí)燃料加注量達(dá)到4000 gal（約15.14m?）。之后，瑞典的FKAB公司新開發(fā)了總長(zhǎng)LOA為67.6m，裝運(yùn)LNG和燃油二合一的“FKAB L1”號(hào)LNG加注型船舶;2014年底，殼牌能源公司向韓國(guó)STX造船訂購(gòu)的6500m? LNG加注船也于2017年完成交付。至2020年末，全球LNG加注船在港數(shù)量已達(dá)18艘，但實(shí)際運(yùn)營(yíng)的LNG加注船不到14艘，最大艙容為18600m3，屈指可數(shù)的現(xiàn)狀難以滿足未來(lái)LNG燃料船舶對(duì)LNG加注的需求。

3國(guó)內(nèi)深入推進(jìn)水運(yùn)業(yè)構(gòu)建LNG規(guī)劃體系與加注網(wǎng)絡(luò)初步形成

低碳革命、綠色航行成為全球海運(yùn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的風(fēng)向標(biāo)， LNG燃料作為清潔能源的推廣使用前景愈發(fā)利好，LNG雙燃料動(dòng)力及加注業(yè)務(wù)這一新產(chǎn)業(yè)的興起將是歷史的必然。我國(guó)交通運(yùn)輸部早在2018年8月發(fā)布了《關(guān)于深入推進(jìn)水運(yùn)行業(yè)應(yīng)用液化天然氣的意見(jiàn)（征求意見(jiàn)稿）》，明確提出促進(jìn)水運(yùn)綠色發(fā)展和推進(jìn)水運(yùn)行業(yè)應(yīng)用LNG清潔能源總體布局的構(gòu)想。根據(jù)文件部署，到2025年，基本形成覆蓋全面、技術(shù)先進(jìn)的水運(yùn)裝備LNG清潔能源應(yīng)用體系，初步建成集約高效、功能完備的LNG水路運(yùn)輸系統(tǒng)，基本建成完善的加注服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，為國(guó)家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和水運(yùn)綠色發(fā)展提供重要支撐。

為大力推廣液化天然氣這一清潔能源，堅(jiān)持不懈走綠色發(fā)展道路，我國(guó)早已規(guī)劃和布局了22個(gè)沿海港口大型LNG接收站，但僅沿海地區(qū)布局的這些接收站不足以滿足國(guó)內(nèi)水上LNG船舶需求市場(chǎng)的渴望。因此，通過(guò)LNG運(yùn)輸及加注船向大型LNG動(dòng)力船舶無(wú)法抵達(dá)的沿海和沿江地區(qū)轉(zhuǎn)運(yùn)LNG，保障LNG資源合理調(diào)度，擴(kuò)大LNG市場(chǎng)覆蓋面，破解LNG供應(yīng)難題，不失為優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)的重要舉措?？v觀經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)珠三角和長(zhǎng)三角地區(qū)，水網(wǎng)密布且能源需求大，在成功鋪設(shè)天然氣管道體現(xiàn)特定供應(yīng)優(yōu)勢(shì)的方式之前，通過(guò)船舶從事LNG專業(yè)輸送比公路、鐵路運(yùn)輸顯示出更強(qiáng)勁的靈活性與經(jīng)濟(jì)性。以此為契機(jī)，國(guó)內(nèi)能源企業(yè)和重要船企以前瞻視野研判國(guó)內(nèi)大型LNG接收站分布、能源需求和國(guó)外發(fā)展的趨勢(shì)，緊鑼密鼓邁開了研發(fā)各種LNG運(yùn)輸及加注型船舶的步伐。

按照“先內(nèi)河后沿海再遠(yuǎn)洋”的推廣路徑，我國(guó)率先在內(nèi)河開展水運(yùn)業(yè)推廣應(yīng)用LNG試點(diǎn)工作。截至2018年3月，全國(guó)已有LNG動(dòng)力船舶約280艘，內(nèi)河船舶小型LNG加注站19座。沿海僅有7艘LNG動(dòng)力試點(diǎn)船舶，真正LNG水上加注型船舶尚未建成;另缺乏完善的加注設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和配套政策，沿海船舶LNG加注站鮮有投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。相比于國(guó)外，本國(guó)出臺(tái)的海上應(yīng)用LNG政策法令、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等相對(duì)滯后。至2020年年末，沿海22個(gè)LNG接收站（包括3個(gè)小型接收站）已投入營(yíng)運(yùn)。2020年6月3日上午，在深圳鹽田，隆重舉行了海上國(guó)際LNG加注中心建設(shè)項(xiàng)目的簽約儀式，這標(biāo)志著國(guó)內(nèi)首個(gè)海上國(guó)際LNG加注中心正式落戶深圳，鹽田港將成為世界LNG加注中心建設(shè)先行者之一。

伴隨交通部謀劃“氣化長(zhǎng)江”計(jì)策及農(nóng)業(yè)部推進(jìn)“漁船油改氣”進(jìn)程宏偉藍(lán)圖的實(shí)施，為加速LNG運(yùn)輸與加注型船舶的研發(fā)和推廣應(yīng)用描繪出了一幅前景絢麗多姿的精彩畫卷。也必將為浙江率先開發(fā)成功LNG運(yùn)輸及加注船型及搶占關(guān)鍵技術(shù)前沿高地帶來(lái)了難得的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

4國(guó)內(nèi)建造LNG加注型船舶條件具備，但研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)相對(duì)滯后

自2011年開始，中國(guó)海油發(fā)展采油公司、上海佳豪有限公司、大連理工大學(xué)等單位聯(lián)合開展了小型LNG加注船的船型和建造技術(shù)研發(fā)等工作，相繼開發(fā)過(guò)1000m?、2500m?、3000m?、5000m?的LNG加注船船型。2018年2月，滬東中華造船集團(tuán)與日本商船三井簽署了1艘18600m?液化天然氣（LNG）加注船建造合同。該船是當(dāng)時(shí)全球最大LNG加注船，計(jì)劃布置在歐洲港口，主要為達(dá)飛輪船的9艘全球最大22000TEU LNG動(dòng)力集裝箱船及其他航行于亞歐航線的船舶提供LNG燃料加注服務(wù)。

作為世界頭號(hào)造船大國(guó)，中國(guó)始于2008年引進(jìn)技術(shù)建造LNG船，目前在大型LNG船設(shè)計(jì)和關(guān)鍵建造技術(shù)上還處于跟蹤和模擬國(guó)外先進(jìn)技術(shù)階段，核心裝備國(guó)產(chǎn)化率極低;主要缺乏與其相關(guān)基礎(chǔ)理論研究和實(shí)驗(yàn)研究、關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)等方面的工作深度和成效?！吨袊?guó)制造2025》將海洋工程裝備和高技術(shù)船舶列為十大重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域之一，其中重點(diǎn)提出了“建立LNG運(yùn)輸船和LNG動(dòng)力船高端品牌”的宏偉發(fā)展目標(biāo)，彌補(bǔ)液化天然氣裝備發(fā)展的短板，引領(lǐng)LNG海工裝備自主設(shè)計(jì)建造技術(shù)研究指明了方向。鑒于大型船用雙燃料主機(jī)自主研發(fā)、LNG燃料供給系統(tǒng)、LNG船貨物圍護(hù)系統(tǒng)等相關(guān)技術(shù)研究起步較晚，設(shè)計(jì)和建造嚴(yán)重依賴現(xiàn)有的研究成果和專利技術(shù)的狀況，在某種程度上形成了制約LNG加注船進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸現(xiàn)象。

誠(chéng)然，伴隨全球航運(yùn)市場(chǎng)LNG動(dòng)力船舶數(shù)量的逐漸增長(zhǎng)，為其加注LNG燃料的技術(shù)、設(shè)施和裝備業(yè)已成為造船業(yè)和航運(yùn)業(yè)急盼解決的一個(gè)突出問(wèn)題。LNG運(yùn)輸及加注型船舶因具備自主航行能力、調(diào)度靈活、操縱便捷安全、占用碼頭資源少、加注速率快、船舶燃料自身裝卸與其加氣操作雙重作業(yè)無(wú)干涉等諸多優(yōu)勢(shì)，為加注對(duì)象實(shí)施高效的、適時(shí)的LNG燃料補(bǔ)給解決方案提供了全天候服務(wù)的可能。LNG運(yùn)輸及加注型船舶的設(shè)計(jì)開發(fā)，又將進(jìn)一步推動(dòng)LNG動(dòng)力船舶的設(shè)計(jì)和改造進(jìn)程，必然帶動(dòng)整個(gè)LNG產(chǎn)業(yè)鏈的迅猛發(fā)展，市場(chǎng)價(jià)值潛力巨大。

5 LNG運(yùn)輸及加注型船舶研發(fā)新動(dòng)向與進(jìn)展

國(guó)際海事組織自2020年強(qiáng)制實(shí)施“限硫令”以來(lái)，海運(yùn)業(yè)進(jìn)入了低硫低碳的新時(shí)代。LNG作為船舶燃料清潔能源替代者的應(yīng)用前景燦爛輝煌，LNG加注基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投資熱潮空前高漲。當(dāng)前世界主要港口、重要通道跟蹤市場(chǎng)抓緊布設(shè)LNG加注設(shè)施，LNG加注型新船的訂單量也逐步攀升。

近期，新加坡Pavilion能源公司負(fù)責(zé)亞洲事務(wù)的總經(jīng)理艾倫·恒格在天然氣技術(shù)（Gastech）虛擬峰會(huì)上表示，全球液化天然氣加注需求預(yù)計(jì)到2025年前將增加900萬(wàn)噸以及到2030年前預(yù)計(jì)將增加大約3000萬(wàn)噸，而全球LNG加注船隊(duì)的數(shù)目到2030年前將從現(xiàn)有556支增加到8000多支。

2019年9月，由新奧能源公司投資的8500m3LNG燃料加注船由大連船舶重工開工承建，是首艘由國(guó)內(nèi)船廠總包建造的全球大型的C型罐式專用LNG燃料加注船，預(yù)計(jì)今年交付。屆時(shí)將很有可能為法國(guó)達(dá)飛在中國(guó)建造的9條22000箱雙燃料超大型集裝箱船提供首次加注。

日前，全球首制最大18600 m3LNG加注船“Gas Agility”號(hào)由滬東中華造船集團(tuán)建成交付并順利抵達(dá)荷蘭鹿特丹港。船東是日本商船三井株式會(huì)社，由道達(dá)爾的關(guān)聯(lián)公司TMFGS租用。這艘18600 m3的LNG加注船將為包括達(dá)飛超大型LNG動(dòng)力集裝箱船在內(nèi)的許多大型船舶供應(yīng)LNG燃料。

大韓造船代表理事、社長(zhǎng)鄭大成今年1月28日表示，該公司近日與美國(guó)船級(jí)社（ABS）簽訂了12500m3LNG加注船技術(shù)開發(fā)意向協(xié)議（MOU）。大韓造船將以此次合作為契機(jī)，在ABS的專業(yè)技術(shù)支援下開展研發(fā)設(shè)計(jì)工作，并計(jì)劃在該項(xiàng)技術(shù)獲得ABS原則性認(rèn)可（AIP）后，加快經(jīng)營(yíng)接單的步伐。2020年，大韓造船已分別與ABS以及英國(guó)勞氏船級(jí)社（LR）簽訂了7500 m3 LNG加注船技術(shù)開發(fā)意向協(xié)議。

今年1月27日，南通中集太平洋海洋工程有限公司為Avenir LNG公司建造的全球最大20000m3LNG運(yùn)輸加注船在舟山長(zhǎng)宏國(guó)際船舶修造有限公司順利下水。這是繼12月26日公司首艘7500 m3液化天然氣加注船S1049船順利下水后的又一杰作。該20000 m3LNG運(yùn)輸加注船總長(zhǎng)達(dá)159.9m、為目前世界上最大的LNG燃料加注船。該船由中集太平洋海工負(fù)責(zé)建造，船體部分在長(zhǎng)宏國(guó)際施工建造，該船主貨罐為C型雙瓣罐，由中集太平洋海工自主設(shè)計(jì)，具有安全、節(jié)能和環(huán)保等特點(diǎn)，該船在兼顧LNG運(yùn)輸功能的同時(shí)又能為其他船舶及終端加注LNG。

2020年5月26日，世界最大船用雙燃料低速主機(jī)（WinGD X92DF）由中國(guó)船舶旗下溫特圖爾發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司自主研發(fā)，上海中船三井造船柴油機(jī)有限公司建造成功并順利下線。它是集超大功率、智能控制、綠色環(huán)保三位一體，以優(yōu)異的性能和排放指標(biāo)引領(lǐng)目前世界同類型發(fā)動(dòng)機(jī)。該型低速機(jī)在燃?xì)饽Ｊ较拢捎脢W拓循環(huán)原理，低壓燃?xì)膺M(jìn)氣技術(shù)，滿足IMO TIER Ⅲ條款嚴(yán)苛的排放標(biāo)準(zhǔn)。

該機(jī)型研制成功是我國(guó)在船舶動(dòng)力領(lǐng)域取得的非凡成就，標(biāo)志著中國(guó)“船舶智造”步入新時(shí)代、躍上新臺(tái)階;沖破了國(guó)內(nèi)大型海洋工程裝備研發(fā)技術(shù)卡脖子瓶頸的重圍，彰顯自主創(chuàng)新、開拓中國(guó)船舶LNG動(dòng)力事業(yè)、為推進(jìn)研制高端LNG加注型船舶鋪就了一條歸途如虹的陽(yáng)光大道。

參考文獻(xiàn)：

[1]黎翔，吳軍，關(guān)海波. LNG船對(duì)船輸送系統(tǒng)簡(jiǎn)介[J].中國(guó)水運(yùn)，2019，19（4）;1-3.

[2]郭旭，羅曉鐘，王榮華，王蘇淮，徐周凱，王芳云，苗娜.國(guó)內(nèi)LNG運(yùn)輸技術(shù)與設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀[J].低溫與特氣，2016，34（2）;11-14.

[3]付海泉，屈晟，尹丹霓.利用中小型船舶運(yùn)輸LNG的可行性[J].油氣儲(chǔ)運(yùn)，2012，31（11）：845-849.

[4]王華北.我國(guó)LNG工業(yè)發(fā)展及應(yīng)用研究[D].工程碩士專業(yè)學(xué)位論文，大慶石油學(xué)院，2009/5/15.

[5]何繼強(qiáng).小型LNG運(yùn)輸船在中國(guó)的發(fā)展前景[J].船舶工程，2012，34（4）;4-6.

[6]嚴(yán)孝欽，陳曉瑩. 5000立方米級(jí)LNG加注船線型開發(fā)研究[J].江蘇船舶，2018，35（6）;5-8.

[7]沈嘉祺. LNG加注船方案設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究[D].專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文.大連理工大學(xué)，2018/4/26.

[8] 陳曉瑩，宋 煒，龍 潺.某大型LNG加注船船型總體設(shè)計(jì)研究[J].江蘇船舶，2019，36（2）;1-3，8.

[9]柳夢(mèng)源，楊雋豪，王璐玭，呂烈彪.小型LNG加注船方案設(shè)計(jì)研究[J].船舶工程，2018.40（S1）; 4-7，92.

[10]于嘉懿.淺談推進(jìn)船舶液化天然氣加注站建設(shè)[J].上海煤氣，2019，3;1-3.

[11]王利明，紀(jì)永波.LNG動(dòng)力船最新發(fā)展動(dòng)向[J].中國(guó)船檢，2018/07/15;82-83.

[12]袁瑞強(qiáng). LNG 航運(yùn)業(yè)的新動(dòng)向[J].中國(guó)遠(yuǎn)洋海運(yùn)，2018/09/01;34-35.

[13]新聞.LNG運(yùn)輸加注船.國(guó)際能源網(wǎng)[DB/OL].https：//www.in-en.com.2021.

[14]新聞.世界最大船用雙燃料低速機(jī)今天正式推出.中國(guó)水運(yùn)網(wǎng)[DB/OL]. http：//www.zgsyb.com/news.html？aid=554158.

基金項(xiàng)目：浙江省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目：首制大型LNG運(yùn)輸及加注船關(guān)鍵建造技術(shù)研究及應(yīng)用示范（2021C03184）資助;浙江省舟山市科技計(jì)劃項(xiàng)目：大型LNG運(yùn)輸及加注兩用船建造關(guān)鍵技術(shù)研究（2020C12005）資助。