沈 菊

（南通遠洋船舶配套有限公司，江蘇 南通 226000）

0 引言

隨著我國經濟的發(fā)展，能源的需求量和消耗量也逐年增加。世界的發(fā)展造成大環(huán)境污染，常年碳排放使得環(huán)境和生態(tài)的壓力越來越大。開發(fā)利用新能源（可再生）成為發(fā)達國家和部分發(fā)展中國家21世紀能源發(fā)展戰(zhàn)略的基本選擇。運用清潔能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)耗能高、排量大的能源，成為當今節(jié)能減排方面的突破口。交通運輸行業(yè)由于能源消耗較大，將天然氣作為綠色環(huán)保能源替代傳統(tǒng)柴油，成為現代船舶綠色發(fā)展的燃料之一[1]。

1 LNG的概念及組成

天然氣為一種天然氣體，主要產生于氣田或是油田，主要成分為甲烷并參雜乙烷、丙烷、氮等雜質，如表1所示。常態(tài)下的天然氣以氣態(tài)形式存在，不便于輸送和存儲，因此將其進行低溫液化，將常態(tài)氣溫降低至-163℃進行液態(tài)處理[2]。天然氣中的雜質會在低溫環(huán)境中出現凝固，要在液化之前對其進行凈化處理，去除雜質，提升天然氣業(yè)態(tài)形式的純凈度，以免損傷輸送管道，提高氣體的使用效率。

表1 不同氣田LNG成分分析表

2 LNG燃料動力船舶發(fā)展現狀

2.1 LNG燃料價格較高，使得成本居高不下

我國運用LNG燃料動力的起步較晚，運用LNG燃料的主要原因為LNG的價格比柴油低，能源綜合折價率達到15%～25%，從而節(jié)省大量的燃料費用，提升了船舶運輸的經濟效益。出于經濟性的考慮，部分船舶選用LNG供氣系統(tǒng)，或者對其動力系統(tǒng)進行改建[3]，見圖1。但隨著原油價格的回落，LNG原料的經濟優(yōu)勢大大降低，尤其是我國為了整治氣污染，提倡運用清潔能源，致使LNG消費速度增加，出現LNG能源短缺現象，造成LNG價格不斷上漲，使得船舶運用LNG動力系統(tǒng)時，會面對較大的資金壓力。近幾年，在船舶行業(yè)運用中LNG動力系統(tǒng)裝置改建以及新建的速度相對比較平緩。

圖1 LNG動力系統(tǒng)配置圖

與此同時，國內對船舶進行LNG燃料動力系統(tǒng)改造過程中，為提升船舶的運用效率，縮短改造周期，與其相配套的法律規(guī)范尚不夠完善，基礎設施較為落后，相應的配套設備供應不全，大部分的設備還需進口，致使船舶改造的工藝不高，實際安裝和改造過程中工序較為復雜，因此改建費用相對較高。

2.2 配套基礎設施滯后，專業(yè)化技術人員短缺

現階段雖然在船舶運輸行業(yè)大力宣揚LNG動力系統(tǒng)在船舶的運用，但是LNG加注碼頭的建設效率較低，其中因出現規(guī)劃依據不足，完善建設選址等方面存在諸多困難，審批流程審批文件依據也不夠完善，使得碼頭在建設過程中存在一定的問題，從而無法支撐LNG動力船只的運行與?？縖4]。對于船舶運輸而言，加注站的數量與分布直接影響船舶運輸行業(yè)的發(fā)展，若其數量不足或者分布不合理，建設規(guī)劃不科學，則會造成船舶運輸行業(yè)成本增加，經濟效益也會相應的下降。

另外，安裝LNG動力系統(tǒng)后，現有的船舶維修專業(yè)隊伍缺乏高質量技術人員，相應的配件采購困難，有些維修及服務只能依靠原廠家解決，這些均導致維修時間變長、費用增加。目前，MSC.396(95)決議明確要求LNG燃料動力船舶船員在實際上崗前應經過強制性培訓，但國內針對LNG燃料船舶船員培訓且具有資質的機構較少，這些因素造成了專業(yè)化高技能的船員數量與現階段市場的需求量不相符，致使遠洋航運公司在招收船員方面存在一定困難[5]。

2.3 技術規(guī)范不完善，系統(tǒng)運作技術水平較低

近年來，我國在研制、生產各種規(guī)格的LNG動力和LNG柴油雙燃料船用天然氣發(fā)動機方面取得長足的進展，并在相應的船舶設計制造、系統(tǒng)控制等方面取得了不錯的進展[6]。但是部分試點改造的LNG燃料動力船舶技術仍不成熟，發(fā)動機和安全警報系統(tǒng)中樞控制系統(tǒng)時常發(fā)生故障等問題。同時，由于運用清潔能源的時間較短，LNG燃料動力在船舶上運用的時間較短，相關技術規(guī)范正在完善當中，使得船舶建造和改造中出現規(guī)范指導和法規(guī)依據不一致等情況，對船舶建造的成本和投入使用的期限均造成了一定的影響。

3 LNG燃料動力船舶發(fā)展新機遇

3.1 國際海事組織的限硫規(guī)則

隨著LNG動力的應用與發(fā)展，國際海事組織已經通過海運減排機制要求，其主旨在于全球范圍內船舶使用過程中運用的燃料含硫量降至0.5%,此條例在2020年1月1日起開始執(zhí)行。面對此種排放標準和嚴苛的要求，各國船運在2020年后，其總體排放量應根據海運減排機制要求進行規(guī)劃[7]。為保證船舶在實際運行過程中能夠達標，各國船運企業(yè)會在低硫燃油、安裝洗滌器和使用LNG等清潔能源3種方式中進行選擇。1）隨著低硫燃油的供應量減少，需求量上漲的同時價格必然會上升；2）安裝洗滌器進行船舶改造，除了系統(tǒng)本身投入外，系統(tǒng)運行的耗能對運營公司也是一筆不小的成本壓力；3）LNG燃料作為清潔能源，具有良好的經濟效益和環(huán)保效益。在國際條例的約束和比較之下，運用LNG燃料成為航運發(fā)展的趨勢之一，大大推動了LNG燃料的發(fā)展與運用。

3.2 國內政策支持力度不斷提升

為加快落實船舶清潔能源的運用，國家制定了擴大清潔能源產業(yè)的戰(zhàn)略決策。相關政策的出臺為能源生產、能源消費與運用提供了良好的社會背景。在國家政策實施過程中，為保證其落實到位，相關部門也相繼出臺了保障措施和激勵措施，對船舶報廢拆除和標準化建設進行了相應的補貼，使得LNG動力船舶改造的成本降低，船運行業(yè)得到的經濟效益不斷提升。國家與政府為推動LNG燃料的使用效果，延長了補貼時間，為加快LNG燃料動力船舶的發(fā)展，提供政策性保障。

4 激勵LNG動力船舶發(fā)展的措施

4.1 加快LNG加注配套設施建設

現如今，無論內河于海洋皆在運用LNG動力的船舶，但是相比于海洋運輸而言，內河LNG動力船舶運用的較少，因此需要大力推廣。此時，有效促進內河LNG船舶的運用，應進行LNG能源加注站點建設的審批以及落實，以此促進LNG動力系統(tǒng)的船舶能夠在大量加注點的支撐下，得以大規(guī)模運用與發(fā)展，以此改善傳統(tǒng)動力系統(tǒng)船舶在內河運用的情況，為環(huán)境改善和能源節(jié)約提供助推力。針對加注碼頭建設過程中存在規(guī)劃、選址、審批等方面困難的問題，相關部門應進一步加大對各職能單位的監(jiān)管力度，責任予以落實，使相關人員能夠清楚認識到LNG燃料使用管理安全性的重要作用，在優(yōu)化審批流程及完善審批文件等方面得到改善，保證LNG加注碼頭項目建設速度提升，從而建立健全相應的配套設施。按照市場主導統(tǒng)籌兼顧的原則，尊重并擴大市場在LNG加注碼頭資源配置過程中的作用，使其決定與主導加注碼頭建設效果，船舶流量大、供應需求大的重點航段得以優(yōu)先建設，從而提升LNG加注碼頭的建設效果，使其盡早正常使用[8]。

4.2 加強技術的應用與研發(fā)

LNG船舶動力系統(tǒng)發(fā)展過程中，應充分發(fā)揮聯合與攜手的作用，加大企業(yè)與高校、科研機構之間的聯系，使得LNG新能源動力船舶系統(tǒng)基礎研究力度得以提升，從而使發(fā)動機的精細化設計、安全報警系統(tǒng)和中央控制系統(tǒng)等方面得以完善。船舶在運行過程中各個環(huán)節(jié)和系統(tǒng)出現故障的幾率不斷降低，進而突破LNG燃料動力方面的技術難題，減少船只在維修與改造過程中所占的時間，提升實際運行效果。同時，有關人員還應大力開展船舶動力改造技術的研究與運用，從檢驗、維修、維護入手，使得船舶改造后的詬病得以消除或減少，在運用中能夠達到符合投入營運的標準 。

4.3 提升船員培訓力度

相關部門應針對現階段LNG動力船舶船員培訓機構布點少、開盤量不足的情況進行相應的改革，適量加大培訓機構的布點并增加相應的開班次數，解決當前航運市場船員需求量大的難題。與此同時，在培訓過程中應對培訓內容進行規(guī)范和管理，在進行系統(tǒng)理論知識培訓的同時注重使用過程中問題的識別與處理，保證培訓人員的技能能夠滿足新能源船舶實際使用的需求。此外，相關部門應對LNG動力船員發(fā)展給予一定的支持，協(xié)調解決船運企業(yè)在人員的招聘、資金不足等方面的問題，從而解決航運企業(yè)現階段存在的難題，使航運企業(yè)能在市場中占據有利地位。

4.4 落實環(huán)保政策

由于現階段LNG動力船舶發(fā)展的過程中，相關政策落實存在不足，若未進行強制性、導向性的政策，則難以真正的落實污染防控。因此，首先在LNG動力船舶發(fā)展期間應認真落實與完善《船舶與港口污染防治專項行動實施方案》，并根據其中新修訂的船舶污染物排放指標進行新動力的船舶改造，并在一定的期限內將不達標的船舶淘汰，以此提升整體政策的執(zhí)行力度，促進我國環(huán)保事業(yè)的發(fā)展與進步。其次，我國政府部門還應大力強化LNG動力船舶財政資金補貼的政策，促使LNG動力船舶在資金政策的支持下得到大力的發(fā)展。例如，進行補貼方向和補貼對象的調整、出臺針對不同發(fā)動機技術的補貼政策等，以此激勵我國LNG動力系統(tǒng)研發(fā)的新技術發(fā)展與提升。

4.5 完善法規(guī)和制度

LNG動力船發(fā)展離不開相關政策與法律的支持。首先，相關人員應關注LNG動力船發(fā)展的實際情況，完善相應的法規(guī)與技術標準，使得LNG能源與優(yōu)品獲得同等待遇，使得在研發(fā)和運用中能夠享有安全和環(huán)保政策待遇。其次，相關部門應提升LNG發(fā)動機的研發(fā)力度，并開發(fā)具有自主致使產權以及國際水平較高的LNG發(fā)動機，以此為我國的LNG動力船舶提供技術支持和保障。再次，加緊落實LNG動力船舶相關的法律和法規(guī)，并將相關細則和操作層面的措施進行完善和彌補，進而滿足LNG動力船舶發(fā)展的需要。與此同時，還影響成較為完善的標準與法規(guī)體系，使得相關企業(yè)在進行LNG船舶建造以及使用的過程中，能受到法律法規(guī)的充分指引。

4.6 強化我國LNG發(fā)動機的探索與研究

其一，選取支管多點順序噴射技術。與傳統(tǒng)的總管進氣模式相比較而言，選取支管多點順序噴射技術在運用的過程中，不經能有效地控制燃氣供應量，提升空燃比的控制靈活度，還能強化發(fā)動機運行的可靠性和安全性，在提升熱效率的同時還能有效防治LNG逃逸情況出現。其二，加大對燃氣機關鍵零部件的研究。相比于傳統(tǒng)的柴油發(fā)動系統(tǒng)，液化天然氣自身的燃燒速度較慢，因此若是雙動力系統(tǒng)，則LNG燃燒的最晚。此情況會造成排氣溫度上升，燃燒室部件符合不斷提升，進而影響運動零件的實際工作效果和潤滑度。因此應對此部分進行全面探究，強化雙系統(tǒng)中的零部件運用效果，進而強化LNG動力系統(tǒng)燃氣機的可靠性和船舶運用的安全性。

5 結語

新能源在船舶動力系統(tǒng)發(fā)展過程中具有至關重要的作用，船舶新能源的開發(fā)和利用需要站在能源安全的基礎上對其進行研究。液化LNG、甲醇、氨、氫等清潔能源在船舶的推廣使用，必將在節(jié)能減排、保護環(huán)境等方面產生積極影響，為船舶修造企業(yè)以及專業(yè)化配套公司帶來新的發(fā)展機遇。