滬東中華造船(集團 )有限公司 陳杏兒
近年來造船界在LNG船領(lǐng)域競爭激烈,2010年底以來的LNG船訂造熱,累計向市場投放了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。
長期以來LNG船的主機,主要采用蒸汽透平機。近年來韓國船廠開始采用雙燃料發(fā)動機(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)動機(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2010年以后竣工的LNG船基本以DFDE為主。預(yù)計到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因為是中速機,所以一艘船上需要配置數(shù)臺。這種機型的特點是,電力推進,軸不能直接與螺旋槳連接。
三菱重工目前有三款LNG船推進裝置,即:UST超級蒸汽透平裝置(Ultra Steam Turbine Plant)、雙燃料發(fā)動機(DFDE)以及低速燃氣型柴油發(fā)動機(SSD-GI)。雖然每種裝置各有特色,但是業(yè)界認為,UST與SSD-GI機種在航運成本方面最為經(jīng)濟。
“三菱”認為,DFDE推進裝置雖然柴油發(fā)電機本身能效很高,但是在將柴油機發(fā)出的電力轉(zhuǎn)化成推力的過程中會產(chǎn)生各種損耗。實際運行中推進裝置的能效與UST超級蒸汽透平機基本相同。再則,一套DFDE裝置有4臺柴油機,其氣缸總數(shù)多達40~50個,為了正常運行必須定期檢查、調(diào)換部件,由此增加了船員的心理負擔(dān)。而蒸汽透平機雖然操作時需要一定的技能與經(jīng)驗,但是設(shè)備的維修簡單、維護成本有限。DFDE因為設(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單。
再將DFDE與SSD-GI進行比較,這兩種推進裝置的燃耗性能好、消費的燃料少,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)氣體進行再液化處理、或是進行燃燒處理,于是就造成了能源的浪費。因而為了最大程度地享受高性能裝置發(fā)揮的經(jīng)濟效益,必須對蒸發(fā)氣體的發(fā)生量進行控制。
川崎重工在蒸汽透平機研制方面富有經(jīng)驗,目前為止已經(jīng)建造了29艘采用蒸汽透平機的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已經(jīng)用于東京燃氣/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”燃氣式低速柴油發(fā)動機是一款熱效高的二沖程低速機,該機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)動機的結(jié)構(gòu)是與尾軸直接連接所以能量的損耗少?!癕E-GI”發(fā)動機是在“GIDE”(Gas Injection Diesel Engine)發(fā)動機的技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)完成的新機型,該機在繼承了雙燃料功能的同時,還采用了電子控制方式,以提高發(fā)動機的環(huán)保性能與工作效率。
“三井”將“ME-GI”推進裝置用于最近開發(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為,與薄膜型貨艙相比,球罐型貨艙(MOSS型貨艙)因為隔熱層設(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罩“EXTREM”的15.5萬立方米LNG船,是一款應(yīng)對后巴拿馬運河時代的船型。該船的最大特點是:4個球罐艙的外圍用一長條半圓形的筒狀保護罩覆蓋,保護罩與船體結(jié)構(gòu)連成一體。為了提高載貨容積“三菱”對球罐艙進行了改良,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,使球罐艙的高度達到43米,由此使載貨容積增加8000立方米。另外,新船型可以對球罐艙內(nèi)LNG的日蒸發(fā)量在0.15%~0.10%之間作選擇。主機采用UST超級蒸汽透平機,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)動的推進系統(tǒng)相比,能耗改善15%,氮氧化物排放控制在IMO三級標(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,將直徑放大2.6米,達到44米, 該船安裝有4個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),以保護船體免遭損壞。
現(xiàn)有技術(shù)對球罐艙內(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)量進一步降低的絕緣隔熱系統(tǒng)。
日本造船界認為,與薄膜型貨艙相比,MOSS型貨艙的優(yōu)點是,結(jié)構(gòu)的可靠性高、載貨的耐晃性強。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尚早,今后進口能源的海上運輸仍將以LNG為主。
日本商船三井對LNG船市場未來需求預(yù)測,未來10年LNG船需求將超過100艘。主要基于以下三個方面。
1、2011~2020年的10年間,全球市場對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的需求增長還取決于氣源國出口項目的順利運轉(zhuǎn),2013~2015年間由于新確立的出口項目有限,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將會大量出口,其年出口量預(yù)計可達到5000萬噸。
3、2016~2020年間新建立的輸出項目其年供應(yīng)量將達到7300萬噸,按一艘船的年運輸能力79萬噸計算,需要92艘船才能夠完成相應(yīng)的運輸任務(wù)。再加上現(xiàn)有船隊老齡船的報廢因素,2020年前LNG船的追加訂造將達到104艘(不包括2011年訂造的55艘)。預(yù)計2015~2020年的6年時間,市場每年的需求量大致在20艘左右,所以造船企業(yè)今后數(shù)年將有許多機會。
針對當(dāng)前日本船廠的接單弱勢,日本三大造船集團擬訂了各自的營銷方針,準(zhǔn)備利用自身的優(yōu)勢,開展積極的營銷活動。
三菱重工認為,公司目前最經(jīng)濟、最出色的一款產(chǎn)品是最新開發(fā)完成的筒狀保護罩“EXTREM”LNG船,在營銷上應(yīng)以三菱重工LNG船技術(shù)的綜合實力與其他船廠拉開差距。
川崎重工的產(chǎn)品特點是:高能效推進裝置與低蒸發(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船項目“國輪國造”國策中南通中遠川崎船舶工程有限公司的優(yōu)勢,積極展開營銷活動。
三井造船的產(chǎn)品種類有,全長300米、艙容18萬立方米的最大級球罐型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”推進裝置的“Double Eco MAX”LNG船已受到海外的一致好評。三井造船的營銷策略是:以日本市場為主,瞄準(zhǔn)2014年建造的船位展開營銷?!叭北硎荆粲袡C會,也愿以技術(shù)合作或合伙方式參與他國項目。
針對當(dāng)前韓國船廠的接單優(yōu)勢,日本造船界表示,雖然在當(dāng)前日元超常升值、韓元相對貶值的形勢下,韓國船廠的訂單承接遙遙領(lǐng)先,但從中長期發(fā)展每年20艘LNG船的訂造需求來看,只要匯率走勢改變,日本船廠完全能夠憑借在LNG船方面的綜合實力贏得訂單。