航運業的發展推動了國家和地區的經濟增長,活躍了地區之間的經濟和文化交流,但也帶來了航運船舶污染物排放急劇增加的負面影響。據統計,2018全年全球航運業排放CO2超過10億噸,超過全球溫室氣體總排放量的3%。如果不進一步采取節能減排措施,專家預計2020全年,航運業排放的溫室氣體總量將增加到17.5億噸。所以,船舶行業的綠色發展、節能減排勢在必行。特氣網為了有效降低航運業溫室氣體和有害氣體排放,降低大氣污染,海洋環境保護委員會(MEPC)制定了一系列規范,其中就包括《國際防止船舶污染公約》。該公約對船舶排放廢氣進行了詳細而系統的要求,特別是對船舶廢氣CO2和NOx的排放制訂了明確而詳細的標準。從設計源頭來看,使用傳統油料的船舶污染最為嚴重。
為了滿足日益提高的船舶廢氣排放標準,我國也在積極行動,采取各種減排措施以達到船舶節能降低污染的目的。LNG動力船舶污染物排放比傳統油料船舶低得多,有著優良的環境效益,又兼具不錯的經濟效益,也契合我國當前綠色發展,既要金山銀山又要環境保護的持續性發展戰略。當前,LNG動力船舶的應用已經進入快速發展階段。歐洲、美國、日本、韓國都在LNG動力船舶的設計和生產使用上取得了長足進展。但從目前來看,國際上LNG動力船舶的應用依然不多,應用場合單一,大部分存在于渡輪、LNG運輸以及石油運輸等場合。我國的LNG動力船舶,大部分還是改造為主,自從2010年我國第一艘雙燃料主機系統改造船營運以來,各地積極開展LNG能源船舶改造和試點工作。
1發展歷程
1.1萌芽階段
我國LNG動力船的使用萌芽于2010年8月,從LNG-柴油雙燃料主機替代傳統柴油機內河船的主機研究開始,該項研究在武漢和宿遷同時展開。兩地船企的改造實驗受到政府部門高度重視,并邀請相關高校和實力企業參與到改造工作當中,使內河船主機替換工作取得了突破性的進展,“蘇宿貨1260”傳統油料貨船被成功改造成LNG-柴油雙燃料貨船,經過檢驗后成功試航。同時,“武輪渡拖302”柴油機拖輪被成功改造成柴油-LNG混合動力拖輪在長江干線進行檢驗后成功試航。
1.2初始階段
我國LNG動力船舶的發展一直到2013年底都處于初始階段,這一階段的主要特征就是各地區踴躍進行內河船舶改造并新建內河雙燃料混合動力船舶,這一時期,全國各地對于LNG動力船舶的改造工作紛紛投入極大的關注,北京、安徽、山東、湖南、浙江、江西等地都有相關單位投入到柴油-LNG混合動力船舶改造實驗工作當中。國家海事局針對性地頒布了《國家海洋事務局對于明確液化天然氣動力船舶革新工作相關事宜的通知》《液化天然氣發動機試點的有關技術指標》《液化天然氣主機試點船舶相關規范》,為LNG動力船舶的改造工作建立規范提供指導。至2013年底,一共有130多艘船通過了海事局評審,獲取了新建或改造資格。
1.3發展階段
2013年,CCS發布了《LNG動力船生產規范》,相關LNG船舶生產規范、建造法規以及生產指南的正式發布,意味著LNG動力船舶的設計與生產需要的法規和規范體系初步建立并完善。2014年4月,財政部和交通部頒布《內河船型標準化補貼資金管理辦法》,并發布了《2015年年底前新建LNG燃料動力用于示范船舶的生產補貼計算標準》。管理辦法的正式出臺,對于全國范圍內LNG船舶的新建投產起到了巨大的推動作用。從2014年年初開始,越來越多的單一LNG燃料動力船舶通過審批并開始建造。2014年10月,棗莊天然氣公司擬投資建造的10條雙燃料動力船進入現場建造階段。2014年5月中旬,由交通部發文,正式通過“試武家嘴57”成為LNG動力改造船只。
這也是我國第一條獲得改造資質的海船,它代表著我國船舶LNG燃料應用進入到了大海時代。2018年,交通部門頒布《有關進一步深化推動水上運輸行業使用LNG的意見》,助推水上運輸行業綠色健康發展。各種生產規范、深化意見助推我國LNG動力船行業進入了較快發展階段。
2現存問題
2.1LNG動力船營運成本高
我國的LNG動力船舶普遍在2014年到2015年間建造,這時期由于改造和生產法規缺乏、基礎設施落后、設備供應水平低下,設計和工藝水平過低等因素影響,導致建造費用較高,并沒有發揮出LNG動力船舶的經濟優勢。譬如,西江主線新建的1650噸液化天然氣動力船建造總成本達到450萬元/艘,扣除補助金,實際建造支出還是達到了372萬元,仍然比相同重量的普通燃料船高出兩成左右。LNG加注站數量嚴重不足,很多地區相隔數百公里都沒有加注站,造成LNG動力船舶燃料加注極為不便。很多港口也沒有加注站,LNG動力船舶有時只能使用不符合主管機關安全管理要求的槽車對船加注,由于沒有規范的場所,這樣的加注方式存在較大的安全隱患,加注費用也要明顯高于加注站。調查數據顯示,LNG船舶的人工成本比傳統燃料船舶高出兩成左右。
2.2LNG燃料不再具備價格競爭優勢
我國LNG動力船舶的推廣始于油價較高時期,當年的LNG與柴油相比有著非常大的價格優勢,總折價率達到25%左右,船東對燃料費用節約期望值非常高,這也刺激了船東改建現有船舶和新建LNG動力船舶的積極性。近年來,國際原油價格持續走低,LNG相對傳統油料的價格優勢明顯削弱。尤其是近年來我國越來越重視對大氣污染的整治,對清潔能源的需求量持續走高。例如,2017年由于受到全國大規模的推廣LNG代替煤炭的影響,LNG燃料市場出現了“一氣難求”的景象,階段性的將LNG燃料價錢推到了一個毫無優勢的水平。
2.3基礎設施配套滯后
當前,由于與LNG碼頭相關的審批條文和法規尚不健全,LNG碼頭的布局工作陷入停滯不前的境地。另外,由于有關部門的條文和規范本身不夠科學合理,導致很多審批工作遲遲難以完成。甚至出現已經建成的碼頭由于得不到營運許可處于關閉狀態。加注站點過少以及站點分布畸形,對于LNG動力船舶的推廣產生了極大的負面影響。另外LNG船舶專業維修力量短缺,采購配件不便,維修工期長而且費用高。
2.4主機研發水平不高
我國國內玉柴、廣柴、淄柴等發動機生產廠家已經能夠研發并生產多款純LNG或者雙燃料主機,但主機熱效率等重要性能的表現還是與曼恩、瓦錫蘭等國際知名LNG動力主機存在不小的差距。最早改建的LNG動力船舶,由于當時技術尚不成熟,船舶各個系統在運行時,發動機系統、安全警報系統、中央控制系統(ECU)時常出現系統故障。多款雙燃料主機在運行過程中經常出現雙燃料動力輸出模式突然停機、安全警報系統無故報警等問題。
3發展機遇
3.1限硫令推動LNG動力發展
國際海事組織為了保護海洋,減少海洋污染,制定并通過了限硫令。IMO要求全球范圍內船用燃油含硫量從2020年起必須降至0.5%。限硫令的頒布把船舶廢氣排放標準推到了歷史最高點,限硫令生效以后,在限硫令規定的區域內,所有船只要么選擇價格越來越貴的含硫量低于0.5%的低硫油,或者在船身上安裝價格昂貴的船舶廢氣洗滌裝置,還有就是選擇改造成LNG燃料主機,使用清潔的LNG燃料。與另外兩種減排方式相比,使用LNG燃料可以取得更好的減排效果和更低的營運成本。低碳限硫措施逼迫航運業進行技術改革或者使用更清潔能源,將對LNG燃料動力的推廣起到積極推動作用。
3.2積極的能源政策
黨的十九大提出,我國要構建可持續發展的能源體系,大力推動清潔能源的使用,持續推進“油改氣”“煤改氣”,這為LNG能源在我國的推廣帶來了戰略機遇。“十三五”規劃對于我國能源發展的未來框架進行了重新定義,綠色能源成為關鍵。到“十三五”末期,內河運輸船舶年使用液化天然氣總量增加到“十二五”末期的兩倍,建成船用液化天然氣加注站數量超過200座。可見,“十三五”末,也就是2020年底,是各項排放指標及發展目標達成的重要時間節點,必將為LNG動力船的應用和推廣帶來動力。
3.3激勵政策
從各國的LNG動力船舶發展來看,政府的激勵政策一直是LNG動力船舶發展最有力支撐。2015年,財政部在補貼辦法基礎上頒布了新的船型補貼辦法,支持LNG動力主機改裝,補貼時間也進一步延長。2017年下半年,交通部審議通過《長江干線、京杭運河、西江航運干線LNG加注碼頭布置方案(2017-2025)》,對我國內河主要河道的LNG加注網絡進行了更加合理的設計,并要求在下一個五年計劃結束前完成LNG加注網絡的建設,國家頒布的一系列激勵措施,對LNG動力船的推廣起到了重要推動作用。
4結束語
從當前形勢來看,相比于傳統油料動力船船,發展LNG動力船具有三大優勢。一是符合國家能源戰略,有利于調整能源結構;二是擁有低排放優勢,符合節能減排需要;三是具有經濟效益優勢。目前,我國船舶行業占據了世界造船總量的四成。另外,由于擁有著廣闊內河水系,內河河段運營的船舶數量達到了數十萬艘。綜合以上情況,在未來幾年,隨著支持政策的不斷完善,技術水平的不斷進步,我國LNG動力船必將迎來一個高速發展的黃金時期。
文章來源:能源情報