福建閩能燃氣有限公司 陳 鋒 王東平 吳 杰

國務(wù)院及有關(guān)部委先后出臺了有關(guān)建設(shè)低碳交通運輸體系、加快內(nèi)河水運發(fā)展的意見，進一步推動節(jié)能減排工作。發(fā)展LNG 動力船舶，對我國航運的節(jié)能減排具有重要意義，前景廣闊。

1 背景分析

福建省航運歷史悠久、有漫長的海岸線和閩江等內(nèi)河水路，以及豐富的港口資源。福建全省水運客、貨運均居全國第七位，通航里程1886 公里。2009 年底，內(nèi)河貨運量2770萬噸,沿海貨運量1.25 億噸；內(nèi)河擁有機動船舶1278 艘，其中客輪397 艘，功率總計為3.14 萬kW，貨船881 艘，功率總計為20.45 萬kW，凈載重量為243088 噸位。沿海客船258艘，總噸數(shù)為13499 噸位，載客量為14016 客位；貨船1007艘，總噸數(shù)為1799300 噸位；遠洋貨船69 艘，總噸數(shù)為513819噸位；漁船6.8 萬艘。

福建內(nèi)河與沿海船舶、中小型船舶均是以輕質(zhì)柴油作為發(fā)動機的燃料。目前，按單機平均功率331.5kW、常用功率248.6kW、柴油消耗量205g/ kW· h、LNG 消耗0.3Nm3/ kW· h、航行時間5280 小時計算，福建4771 艘的沿海、沿江運輸船舶有一半的數(shù)量適合進行船舶油改氣，即若有2385 艘，則一年運輸船舶可消耗柴油總量64.2 萬噸，消耗LNG 量為45.7萬噸。漁船共有6.8 萬艘，按總量1/3 的漁船（主機功率≥120kW）適合船舶油改氣，則有2 萬多艘（按單機常用平均功率200kW、柴油消耗量205g/ kW·h、LNG 消耗0.3Nm3/ kW·h、航行時間5280 小時計算），則一年漁船消耗的柴油總量433 萬噸，消耗LNG 總量為308 萬噸。

在船舶運管成本中，燃料成本占總成本的50%～60%左右。使用LNG 動力比柴油動力能源利用率提高5%～10%，經(jīng)測算，1 立方米LNG 氣體在動力使用上近似1.1 公升（柴、汽）油。LNG 罐體固定在船舶甲板上，封閉運行，所有控制點都有傳感器，能自動或手動切斷氣源，在船安全性較高。LNG 是主要動力能源，與柴油配比為7:3，測算顯示，運用LNG 后船舶能節(jié)約燃料成本近25%～30%。

LNG 作為船舶動力燃料，與燃油相比，其優(yōu)勢在于排放更清潔，國外已經(jīng)投入使用的雙燃料船舶發(fā)動機硫化物排放量減少了90%，氮氧化物排放量減少了80%，二氧化碳排放量減少了20%。

長期以來，由于國內(nèi)一直沒有排放限制法規(guī)，普遍未采用減少排放的技術(shù)措施，導(dǎo)致我國船舶柴油機有害物排放水平要高出歐美同類船舶柴油機。同時，柴油動力的船舶還存在使用成本高、排放碳和硫高、泄漏污染水面等局限。受船舶油污、廢氣排放以及柴油供應(yīng)壓力等影響，我國發(fā)展船用LNG、實現(xiàn)近海與內(nèi)河航運“綠色環(huán)保”成為發(fā)展趨勢。

福建擁有可靠的天然氣供應(yīng)基地。位于莆田的福建LNG接收站，是繼廣東LNG 建成投產(chǎn)之后的我國第二個LNG 接收站，是國家重點建設(shè)項目，也是福建省規(guī)劃的大型能源基礎(chǔ)設(shè)施項目。我省與印尼簽訂的液化天然氣銷售與購買協(xié)議（SPA）中，年協(xié)議合同量為260 萬噸，合同期限25 年，目前福建與印尼續(xù)簽了第二期液化天然氣銷售與購買協(xié)議，合同量為300 萬噸，這為福建省發(fā)展LNG 船舶項目提供了可靠的氣源保證。

2 福建省“船舶油改氣”工作歷程

福建省投資集團中閩物流公司啟動“船舶油改氣”以來的工作，能夠典型代表我省這方面的工作歷程。

2.1 前期準備

中閩物流2009 年率先在全國提出“船舶油改氣”. 與上海交大等合作啟動項目前期工作。首先，開展合作伙伴的選擇、項目具體實施技術(shù)、裝置的調(diào)研工作及我省船舶油改氣市場調(diào)研；對國內(nèi)成功研發(fā)的LNG 燃料發(fā)動機系統(tǒng)和各類新能源船舶進行實地考察與調(diào)研，與相關(guān)單位進行合作前的意向交流與洽談，簽訂合作諒解備忘錄和合作框架協(xié)議等。開展對沿海主要港口、漁港碼頭船舶的市場，船舶的發(fā)動機型號、燃料品種、燃料用量、船舶改造費用、用戶改造意愿等展開調(diào)查。

第二，與濟柴、武漢交發(fā)船舶設(shè)計公司商定合作框架意向。濟柴可滿足福建方提出船舶動力的型號、規(guī)格要求，生產(chǎn)提供福建船舶市場所需要的雙燃料船舶動力系統(tǒng)。包括雙燃料船用發(fā)動機、雙燃料船用發(fā)電機組（輔機）、撬裝式LNG供氣模塊、LNG 低溫儲罐和動力控制集成系統(tǒng)（ECU 系統(tǒng)），完全按照中國船級社（CCS）規(guī)范要求進行設(shè)計、生產(chǎn)，具有完善的安全操作系統(tǒng)，保證雙燃料發(fā)動機使用安全可靠，保證（動力系統(tǒng)設(shè)備及其配套的設(shè)備）通過CCS 認證。

濟柴負責動力系統(tǒng)集成模塊CCS 統(tǒng)一認證，船體結(jié)構(gòu)部分的認證應(yīng)由福建地方的船檢部門給予認證，漁船的改造還要得到地方漁業(yè)檢驗部門的認可和認證。

武漢交發(fā)公司協(xié)助編制《福建船舶油改氣項目可行性研究報告》，負責福建方委托設(shè)計船舶的設(shè)計圖紙通過CCS 蓋章認可。對于有資質(zhì)、能力承擔福建近海新能源漁船、內(nèi)河/沿海新能源運輸船和近海LNG 加氣躉船的設(shè)計，福建方提供需要船舶的相關(guān)要求和近海水文地質(zhì)相關(guān)資料作為設(shè)計的依據(jù)，明確工作重點，并進行實船考察。

2011 年8 月22 日，中海石油福建新能源有限公司(中閩物流重組)、中船重工武漢701 所(中國艦船設(shè)計研究中心)、中船重工河南柴油機有限公司、一拖（洛陽）柴油機有限公司、福建船舶集團福寧船舶重工公司在武漢簽訂《福建船舶“油改氣”示范項目合作開發(fā)框架協(xié)議》。

2011 年9 月9 日，中海石油福建新能源有限公司、中船重工武漢701 所在福州主持召開“福建LNG 船舶油改氣示范項目工作會議”，對示范目標船LNG 油改氣方案、船舶主機技術(shù)方案、改裝相關(guān)要求，進行充分的分析和討論。

2.2“目標示范船舶”選擇

2011 年9～12 月，啟動在建的內(nèi)河350T 運輸甲板駁船，進行LNG 動力系統(tǒng)改造初步方案設(shè)計(后因非技術(shù)性原因中止)；啟動在航2 萬噸運輸貨船的LNG 動力系統(tǒng)改造項目前期調(diào)研工作(后因“預(yù)評估不可行”中止)。

2.3 示范區(qū)域選擇

當前應(yīng)選擇可用LNG 罐車對船補氣的地點。

福安賽江為內(nèi)河運輸船示范點：福安賽江沿岸分布43家修造船企業(yè)，相關(guān)從業(yè)人員6.5 萬多人，年造船能力110萬噸，占全省的“半壁江山”，船舶工業(yè)產(chǎn)值占全省1/3，躋身福建四大船舶修造基地、全國民間船舶交易市場、全國重要的拆解中小船基地。

連江黃岐漁港為漁船示范點、黃岐擁有漁船5092 艘，其中功率在50kW 以下的有3700 艘，多為木質(zhì)養(yǎng)殖船，共有1815 艘；50～120kW 的有450 艘，120kW 以上功率的共有942 艘，其中收鮮船有502 艘，多為200kW 以上。黃岐漁港適合于LNG 罐車對船補氣及今后LNG 加注躉船建。

選擇游船示范點：經(jīng)考察閩江內(nèi)河福州段游船，其條件適合作為示范船及大金湖游船：數(shù)量41 艘2102 個座位，儲備運力36 艘858 個座位；主機功率：31.6kW～195kW 不等，較大游船適合油改氣;結(jié)合履行泰寧申請丹霞地貌世界遺產(chǎn)的“綠色”承諾。

2.4 示范船舶動力配置、LNG 加注躉船選擇

考慮國內(nèi)技術(shù)成熟度和LNG 動力系統(tǒng)開發(fā)實際，以LNG/柴油雙燃料動力船為主，待LNG 動力系統(tǒng)發(fā)展成熟、LNG 加氣站網(wǎng)布局形成后，向LNG 單燃料動力船為主過渡。

LNG 加注躉船開發(fā)：LNG 船舶加氣網(wǎng)點形成前，是限制行業(yè)發(fā)展的主要因素。船舶受潮漲潮退、水流、載荷影響，停泊位置動態(tài)變化，LNG 輸送管道為低溫管道，其特性給船加氣成了目前需要克服的難題。在技術(shù)相對成熟的北歐，采用“LNG 儲配站”，將儲存、配送、物流做到一體化聯(lián)動。國內(nèi)如武漢交通發(fā)展公司開發(fā)LNG 加氣躉船，即一種移動式的小型儲氣船只，為經(jīng)過的柴油-LNG 雙燃料船只加注LNG。

3 當前目標市場開發(fā)分析

在北歐、法國，目前最先被考慮的船舶有：渡船、游船（法國）、汽車渡輪、海岸警備船、鉆井平臺補給船、中小型貨柜船等近、內(nèi)海船舶。

對于福建而言，內(nèi)河和沿海船舶氣化應(yīng)當首選貨運船，其次是工程船，漁船由于大多噸位小、年行駛時間短且享受政府燃油補貼，改裝后如果政府不繼續(xù)提供燃油補貼，則沒有改裝的積極性。中國船級社對內(nèi)河運輸船油改氣配套法規(guī)明確不適用于客運船，客船的油改氣時機未到。 我國水上客運量少，2010 年還不到全國旅客運量的1%，因此，水上客運消耗燃料量較少。同時，由于客船運送大量的乘客，船舶?？看a頭人口和建筑密度大，無論是對船舶本身還是碼頭的安全性要求都非常高，因此，較難滿足氣化條件。

按照船舶航行的水域，貨運船舶分可為內(nèi)河運輸、近海運輸和遠洋運輸三類。其中遠洋運輸基本為萬噸以上大型船舶，LNG 儲罐的體積相比用柴油（或重油）時體積大，導(dǎo)致前者的載貨量要小?？紤]到所需要的LNG 儲罐的體積，大型遠洋集裝箱船以LNG 為燃料的可能性不大。

專家認為，運輸船齡小于18 年且船長大于40 米小于68米的內(nèi)河一般干貨船都在“油改氣”的范圍之內(nèi)。LNG 替代船用燃料油沒有競爭力、不經(jīng)濟，而替代柴油則具有較好的經(jīng)濟性；只有燃用柴油的內(nèi)河和近海貨運船舶用LNG 替代才比較現(xiàn)實。遠期有可能類似歐盟國家因受環(huán)境因素制約而采取遠洋船舶在輪船靠岸時臨時改燒LNG 的方式來滿足排放要求。從技術(shù)經(jīng)濟角度考慮，現(xiàn)階段適宜改裝成LNG 動力的船舶噸位不宜低于1000t 級，不宜高于8000 t 級，以3000～5000t 級最為理想。

工程船是指裝有特種機械，在港區(qū)或航道從事碼頭修筑、航道疏通等工程的專用船舶，如挖泥船、打樁船、起重船。這類船舶通常在某一固定區(qū)域作業(yè)，部分適合氣化，但船舶保有量有限，潛力預(yù)測暫不考慮。

漁船油改氣應(yīng)順勢而為，因為至今尚未有任何油改氣的政策層面支撐,或政府要求推進的說法。擬選擇改造的示范漁船（F 船）是福建進行LNG 雙燃料動力改造的主要船型，適合于改造。福建漁船共有6.8 萬艘，95%以上船身長度不到24m，尤其是內(nèi)河漁船其長度一般不到12m，噸位小、裝機功率低。若用LNG 作動力，需要增加儲氣罐、氣化器、供氣管道以及其他操控設(shè)施，改造后作業(yè)空間將大受影響，因此，從數(shù)量上看，大部分不適宜改裝。另一方面，自2006年起，農(nóng)業(yè)部對漁船實施燃油補貼政策，啟動補貼機制，補貼額度主要根據(jù)漁船的裝機功率和類型來確定，即漁船年油價補貼＝主機總功率（kW） × 補助用油系數(shù)（元／kW · a）。若用天然氣替代，按70%的柴油替代率、天然氣價格按現(xiàn)價計算，全年節(jié)省燃料費低于燃油補貼。因此，漁船改燒LNG 后若不能享受燃油補貼，氣化的可能性不大，尤其是在沿海建造水上LNG 加注站（LNG 加注躉船）尚不具備條件下。漁船是屬于農(nóng)業(yè)部管理，海洋漁業(yè)局需對改造的漁船進行全程的監(jiān)控、頒發(fā)認證。

可啟動“科技示范漁船”：選擇2 條收鮮漁船（F 船），船型長度約20～30m 左右、寬度6m 左右，主機功率120kW～350kW，載重量200 噸～400 噸左右，進行新建或改造（其中一艘采用LNG 雙燃料動力系統(tǒng)、另一艘為LNG 單燃料動力系統(tǒng)）；LNG 冷能可提供為冷藏介質(zhì)，LNG 加注可先由加注車提供。

4 近年來船舶油改氣發(fā)展相對緩慢的原因分析

（1）LNG 動力船舶需要增加儲氣系統(tǒng)、混燃系統(tǒng)、安全與消防系統(tǒng)等更為復(fù)雜的設(shè)備裝置；操作規(guī)程比燃油船步驟多。

（2） LNG 燃料補給需要到特定港口或區(qū)域，LNG 的運輸、儲存等諸多環(huán)節(jié)還不暢通。

（3）尚未實行強制性排放標準，LNG 與燃料油相比經(jīng)濟上更有競爭性，被新、改裝船投資、試航成本及“過關(guān)斬將”的手續(xù)辦理耗費財力、精力，船東難有積極性。

（4）據(jù)機構(gòu)數(shù)據(jù)，LNG 單、雙動力船舶新船建造成本比普通燃油船建造成本高，維護成本也高。

（5） LNG 動力船及LNG 船舶加注站存在建造標準規(guī)范缺乏、配套基礎(chǔ)設(shè)施嚴重不足、雙燃料和單燃料氣體發(fā)動機及配套技術(shù)待改進等一系列問題。

5 展望

綜合考慮技術(shù)研發(fā)、法規(guī)建立、市場培育、資源輸入等因素，我們認為2012 年前，我國船舶油改氣處于試驗階段，2013年～2015年為啟動階段；由于LNG 動力船舶制造、LNG 內(nèi)河運輸及安全管理等標準規(guī)范相繼制訂或頒布，國家對LNG 動力船舶運輸將逐步放開。LNG 價格比柴油具有明顯競爭優(yōu)勢，船舶企業(yè)對柴油動力船舶進行改造的積極性將快速提高。