船用燃料的发展契机与挑战

  [中国石化新闻网2019-07-02]
  编者按：一辆柴油载重卡车的污染物排放量相当于数百辆小汽车污染物排放量，一艘使用燃料油的轮船污染物排放量超过上万辆小汽车。被排放的颗粒物污染大气，排放的烟灰沉入水中还会污染水体，破坏河湖生态环境。如此严峻的境况下，如何稳定绿色发展已成为交通市场各方普遍关心的问题。在改革政策及市场迅速发展等利好驱动下，我国天然气消费呈爆发式增长，LNG进口量逐年递增。由于LNG能量密度高，发动机技术相对成熟，燃料成本相对低廉，因此在交通领域推广天然气利用，尤其是推广重卡、船用LNG，经济社会效益更为巨大，全球变局下我国LNG交通市场将再迎增长黄金期。
  欧洲国家LNG动力船舶的发展走在世界前列，且进程总体平稳有序，实施路径清晰，相关配套的鼓励政策措施也是较健全且具有代表性。从欧洲的发展历程来看，设立船舶排放控制区和提高船舶排放标准的相关法规是LNG动力船舶推广应用的主要推动力量和最有效的推动政策。”
  受到IMO限硫规定即将生效的推动，LNG动力船的数量呈现快速增长。随着航运业去碳化进程日益推进，船东们也开始竭力探索实现2030和2050二氧化碳减排目标的途径，这就引发了一个问题——LNG作为船用燃料在航运业到底扮演着什么样的角色？发展契机与挑战是什么？
  技术变革来袭
  欧洲国家LNG动力船舶发展走在世界前列
  1964年，LNG作为燃料开始应用于LNG运输船，直到2000年才开始应用于其他类型的船舶。LNG动力船舶发展最早的欧洲地区，在欧洲北海获重大天然气发现、天然气产量大幅增加的背景下，燃气供应行业大力支持LNG动力船舶发展和布局北欧港口的LNG加气渠道，推动LNG动力船舶前期取得了较快的发展。
  挪威作为全球第一家引入LNG作为船舶燃料的国家，其在LNG动力船舶发展速度和规模位居世界前列。据挪威船级社统计，2016年全球运营的LNG动力船中近70%分布在挪威。据DNV-GL统计，目前全球已有运营及在建LNG动力船舶248艘，计划建造或签订合同的订单182艘，此外还有大量LNGReady（在新造船阶段就为将来改装成LNG动力船做好准备）船舶订单。
  国际海事组织MARPOL公约附则VI要求到2020年国际航行船舶燃料油含硫量需低于0.5%，随着实施期限日益临近，船东正在积极寻求国际航行船舶可供选择的应对方案。
  在当前技术环境下，应对方案主要有三种：安装含硫废气清洗装置或催化还原装置；使用船舶低硫燃油（含硫量≤0.5%）；使用LNG等清洁燃料。综合来看，使用LNG燃料相比于其他两种方式在减排效果、经济性、燃料保障等方面更具优势，从而成为大部分新建船的首选项。
  在全球范围内航运限硫政策实施的背景下，近年来国际LNG动力船新造订单呈现以下趋势：
  第一，LNG动力船舶呈大型化趋势。相比于早期岛屿间中小型的客渡船、平台供应船及沿海货运船舶等采用LNG动力，2016年以来在建的LNG动力船舶大型化更加明显，嘉年华集团订造的4艘LNG动力豪华邮轮配有5000个铺位，可为6600名乘客提供住宿，是目前世界范围内载客能力最大的邮轮；达飞集团在建的9艘22000TEU超大型LNG动力集装箱船也是目前全球最大的集装箱船。
  第二，LNG动力船舶航线呈全球化趋势。早期LNG动力船主要在沿海岛屿短途航行，2016年之后建造的LNG动力船舶航线延长至全球航线。如在建的22000TEU超大型LNG动力集装箱船将投入到亚欧航线运营、德国大众汽车计划2019年采用7500车位LNG动力汽车船用于欧洲至北美之间的航线，日本丰田汽车计划投资建造7000车位LNG动力汽车船投放到日本至北美航线运营。
  第三，“LNGReady”向LNG动力船转变趋势。早期远洋船舶的船东倾向于选择“LNGReady”，如前些年阿拉伯轮船订造的9艘集装箱船、MaranTankers公司订造的4艘超大型油轮、DorianLPG订造的超大液化气船等均被设计为“LNGReady”形式。而2016年之后，船东决策开始转变，以法国达飞、嘉年华集团、法国邮轮、日本丰田等为代表的船东更愿意直接建造LNG动力船舶。
  起步晚发展速度快
  中国LNG动力船舶跃居世界首位
  我国LNG动力船舶发展起步较晚，但发展速度快。以2010年京杭运河“苏宿货1260号”货船成功“油改气”并投入运营为标志，我国船舶应用LNG燃料正式拉开序幕。经过近些年的发展，我国的LNG动力船已初具规模，截至目前，全国已有LNG动力船近300艘，从数量上跃居世界首位。
  从我国现有LNG动力船舶来看，LNG动力船舶发展总体上呈现如下特点：新建、改造LNG动力船舶旗鼓相当。我国现有运营的LNG动力船舶中，新建和改造的LNG动力船数量基本接近；船型以普通货船为主。我国现有LNG动力船应用的船型包括干散货船、集装箱船、港作拖轮、公务船、旅游客船等，但其中干散货船和集装箱船数量占比超过95%；集中在内河地区，沿海处于起步阶段。以航区划分，我国现有LNG动力船98%以上是内河航行的船舶，沿海仅有4艘LNG动力拖轮试点应用。
  我国LNG动力船舶发展初期主要推动天然气销售企业，但LNG动力船舶的迅速应用推广，主要得益于配套政策的大力扶持和差异化的发展实施路径：
  第一，建立完善标准规范体系。2009年我国内河船舶开展“油改气”探索工作以来，LNG动力船舶、LNG加注船及其关键设备的检验法规、技术标准和相关安全管理规定陆续出台，以促进LNG动力船舶标准化和产业化发展。
  第二，开展系统性试点示范。2014年和2016年，交通运输部分别组织开展首批和第二批LNG动力船舶试点示范工作，实施了集现有船舶LNG动力改造、新建LNG动力船舶、加注设施建设、运营监管等一体化的示范项目，探索积累了丰富的经验，为LNG动力船舶发展铺平了道路。
  第三，安全有序推动应用。为确保应用安全、供给稳定，我国采用“先内河、再沿海、后远洋，先普通货船、再客船、危险品船”的应用推进时序。
  第四，财政资金补助扶持。2014年印发《内河船型标准化补贴资金管理办法》，对2013-2015年新建内河LNG动力示范船，按照主机功率不同给予63至140万元不等的补贴；2016-2017年对“采用动力系统整体更新方式改建为LNG动力示范船的内河船舶”，按照主机功率不同给予54-89万元不等的补贴，鼓励引导LNG动力船舶发展。此外，江苏、广东等地方也出台了LNG动力船舶相关资金补助政策。
  第五，统筹加注站点布局规划与建设。2017年发布了《长江干线京杭运河西江航运干线液化天然气加注码头布局方案（2017-2025年）》，推进船舶LNG燃料加注网络体系建设。
  第六，政府立法推动引领。2018年发布《船舶大气污染物排放控制区实施方案》，要求自2020年1月1日起，海船进入内河控制区，应使用硫含量不大于0.1%m/m的船用燃油；2016年8月，发布《船舶发动机排气污染物排放限值及测量方法（中国第一、二阶段）》，自2021年7月1日起实施第二阶段要求。现有船舶发动机必须采取低硫油、尾气后处理或者LNG、电能等清洁能源才能达到上述要求。随着实施日期临近，船东纷纷开始关注LNG船用燃料。
  节能减排要求日渐高涨
  我国使用LNG动力发展机遇期即将到来
  我国使用LNG动力的大型船舶激增，可能意味着船舶燃料新纪元的开始。我国LNG动力船舶发展趋势如何？
  第一，LNG动力船舶呈大型化趋势。国内现有LNG动力船舶吨位均在7000载重吨以内且绝大部分在3000载重吨以下。自我国船舶排放控制区实施以来，新建LNG动力船舶大型化趋势明显：2018年6月，采用LNGReady的1.39万吨“创新6”在扬州下水，该船使用了双燃料发动机；2018年7月，湖南远洋集装箱运输有限公司确定投资建造3艘650标箱LNG动力集装箱船；2018年8月，招商局长江航运集团计划打造50艘8000至1万吨的LNG清洁能源船队；长江中游航运中心武汉、上游航运中心重庆正积极发展的江海直达集装箱船均考虑采用LNG动力，武汉新建1040TEU的LNGReady江海直达集装箱船采用了双燃料发动机。
  第二，LNG动力船舶航线由内河向沿海扩展。随着LNG动力船舶技术经验积累和我国船舶排放控制区对船舶限硫政策实施临近，2018年以来国内新建LNG动力船舶航线扩展至沿海。如2018年新建的1.39万吨LNGReady散货船航线从长江中下游至沿海的舟山港、新建的1040TEU的LNGReady江海直达集装箱船航线从武汉至沿海的上海洋山港；近期开工建造的650标箱LNG动力集装箱船将投放到长沙至沿海的上海洋山港；重庆计划建造的650TEU集装箱船将投放到重庆至沿海的上海洋山港航线。
  第三，长江中上游LNG动力船蓄势待发。交通运输部长江航务管理局发布关于LNG动力船试运行通过三峡船闸相关事项的通报，自2019年6月1日起开始受理LNG动力船过闸申报，据相关消息LNG动力船将享受优先过闸。三峡船闸待闸已成常态，如果LNG动力船可以享受优先过闸，将大幅缩短航期、提高船东收益，必将释放中上游LNG动力船舶发展需求。
  LNG作为船用燃料的发展之路上仍有许多障碍，但在国际、国内社会对航运业节能减排的要求日渐高涨，IMO的限硫规则生效时间、国内减排目标和应用设定目标的时间将逐渐逼近的大背景下，我国必须坚定发展的信心，抓住发展的机遇期。