魏鵬飛,楊加棟,賈 振
(1.海洋石油工程股份有限公司,天津 300452;2.海油發(fā)展珠海管道工程有限公司,廣東珠海 519050)
船舶廢氣排放被認(rèn)為是第三大大氣污染源,僅次于汽車尾氣和工業(yè)企業(yè)排放,有效控制船舶廢氣污染排放將是改善大氣環(huán)境的又一舉措。2010 年開始?xì)W美各國普遍在沿海海域、內(nèi)河、湖泊設(shè)置污染排放控制區(qū)(以下簡稱ECA),對進(jìn)入排放控制區(qū)船舶廢氣排放硫化物、氮氧化物和顆粒物濃度限值在一定范圍內(nèi)。2015 年初,波羅的海、北海、北美、加勒比海區(qū)域?qū)⑷加?.1%的含硫作為限值標(biāo)準(zhǔn),我國在珠三角、長三角、長江流域、環(huán)渤海(京津冀)水域、4 個核心港口將0.5%的燃油含硫作為船舶??肯拗担_啟了我國對船舶廢氣污染開始的治理。這些政策的實施將促使行駛在ECA 區(qū)域的船舶采取有效措施進(jìn)行減排,包括采用低硫燃油、岸電、尾氣凈化處理及應(yīng)用清潔能源等方式。隨著世界范圍內(nèi)ECA 規(guī)則要求的日趨嚴(yán)格,越來越多的船商開始著手將一部分船舶改裝為LNG 燃料動力船,或在新訂船舶中采用LNG 動力。但到目前為止,市場上完全采用LNG 作為燃料的船舶數(shù)量有限,主要集中在歐洲水域運營的內(nèi)河船舶。一邊是潛在市場需求巨大,一邊是剛剛起步的市場供應(yīng)及配套設(shè)備設(shè)施技術(shù),讓各方對LNG 動力船舶、及與之相配套的船用LNG 加注設(shè)備、其他輔助設(shè)備市場充滿期待。
全球首艘用于運輸運營的LNG 動力船2000 年誕生于挪威,開啟了清潔燃料船舶的新篇章。隨著2010 年以后各國對ECA 政策的實施,LNG 動力船前景被普遍看好,2014 年以后陸續(xù)有多個國家的大型航運公司按照ECA 政策標(biāo)準(zhǔn)要求,對自己公司原有燃油動力船進(jìn)行燃?xì)釲NG 改造。以美國阿拉斯加航運公司全球最大的干貨船為例,進(jìn)行“油改氣”后,可減少NOx排放98%、CO2排放72%、SOx排放97%、顆粒物排放60%,相當(dāng)于約15 700 輛小汽車的排放量總和。據(jù)挪威船級社最新的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,截止2020 年全球用于運輸運營的LNG 動力船800~1000艘,使用LNG 作為動力的船型上主要是短途運輸車輛與載客車輛過江輪渡船、海洋施工船,也有大量的郵政船使用LNG 作為燃料。在服務(wù)區(qū)域方面,在營LNG 船舶中有80%服務(wù)于挪威,10%服務(wù)于歐洲其他地區(qū),歐洲占比總計約90%,且主要集中在相關(guān)配套設(shè)施建設(shè)較早且相對完善的北歐地區(qū)。在LNG 動力船舶訂單中,仍然主要服務(wù)于歐洲地區(qū)、占60%,另有美國地區(qū)訂單占35%,增幅較大,亞洲和中東地區(qū)訂單少。
我國LNG 動力船起步較晚,首艘“油改氣”的LNG 動力船獲批于2010 年,安徽首艘LNG 燃料動力試點船“紅日166”號,4000 t 級散貨運輸船。隨著我國對部分區(qū)域ECA 政策實施,2015—2016 年陸續(xù)有天津重工、江蘇河海、海洋石油、西江開發(fā)、蘇連海通、宏華海洋等近20 艘LNG 動力船順利下水運行,開啟了我國LNG 動力船的序幕,同時也推動了LNG 動力船建造的新篇章。截止2020 年,以上海中遠(yuǎn)海能為例,共有近40 艘參與投資建造的LNG 船投入運營,后續(xù)訂單量近百艘。同國際市場相比較,我國LNG 動力船數(shù)量規(guī)模及噸級仍處于較低位置,截至2020 年,國內(nèi)已運營的內(nèi)河LNG 動力船近300 艘,大多數(shù)為干散貨船,其中雙燃料(燃油和LNG 燃料)船、LNG 單一燃料船各占半數(shù),主要航行于長三角海域及港口、長江流域干線、京杭運河干線,1000 t 級以下LNG 動力船占比60%,配置5 m3LNG 燃料罐,1000 t 級以上LNG 動力船占比60%,配置10~15 m3LNG 燃料罐;LNG 動力船其他配套設(shè)施,如加注碼頭、加注船、加注車等不完善,都處于起步階段,技術(shù)及設(shè)備薄弱。
目前我國LNG 動力船及配套LNG 加注設(shè)備及技術(shù)正在穩(wěn)步向前推進(jìn)發(fā)展,仍存在不少問題急需解決。
當(dāng)前,推進(jìn)LNG 動力船舶發(fā)展仍然有許多現(xiàn)實問題需要解決及技術(shù)突破,主要表現(xiàn)在LNG 加注基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)及建設(shè)配套緩慢、技術(shù)薄弱、從業(yè)企業(yè)數(shù)量少、建造成本過高等。除國家戰(zhàn)略規(guī)劃及政策扶持外,LNG 動力船的發(fā)展還應(yīng)有更多的成功案例,讓一部分有技術(shù)研發(fā)能力及制造實力的大型企業(yè)帶動行業(yè)發(fā)展。現(xiàn)實中更多的成功案例起到示范引領(lǐng)作用,會激發(fā)船舶建造企業(yè)及船務(wù)運輸企業(yè)使用LNG 動力船的熱情。
同水上加油站相比,水上LNG 加注船存在的安全風(fēng)險更高,我國各屬地職能部門在建設(shè)審批程序上非常嚴(yán)格,而且審批流程及監(jiān)管部門也不盡相同,特別是國內(nèi)一些重點河道,如京杭運河在申請堤壩內(nèi)建造岸基式加注站,防洪要求很難通過。同時,河道岸線符合建造LNG 加注站的資源很少,將新增LNG 加注站建在水上服務(wù)區(qū)的空間也非常有限。此外,安全管理職能部門監(jiān)管的原因,尚未開放內(nèi)河LNG 運輸,水上LNG 加注站補液困難等都是制約LNG 動力船后續(xù)市場發(fā)展及排污綜合治理的障礙。
國家有關(guān)LNG 加注設(shè)備設(shè)施建設(shè)的相關(guān)政策規(guī)定及設(shè)計建造標(biāo)準(zhǔn)均未出臺,部分內(nèi)河運輸發(fā)達(dá)的地區(qū)缺少上層政策導(dǎo)向及標(biāo)準(zhǔn)支撐。目前,LNG 加注船標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范己頒布實施,但關(guān)于岸基加注站建設(shè)設(shè)計規(guī)范還未發(fā)布。2019 年《中國水運報》曾報道,由于缺少加注站及其他配套設(shè)施,且LNG 動力船與燃油動力船在節(jié)能成本上支出無明顯優(yōu)勢,江蘇沿海和武漢長江流域的LNG 動力船運行商將燃?xì)獯安糠指幕厝加痛?。一方面是大力提倡LNG 動力船建造,另一方面卻是運營困難重重,其主要原因就是缺少LNG 加注基礎(chǔ)配套設(shè)施,因此只有讓燃料補給更便捷,節(jié)能及污染治理才能見成效。
在LNG 動力船技術(shù)推廣階段,技術(shù)市場化規(guī)模小,運作模式不確定性大,早期項目短時間很難看到效益,LNG 動力船比燃油動力船造價高至少30%。就目前而言,內(nèi)河運輸市場飽和、運力呈現(xiàn)長期過剩、行業(yè)門檻較低、運價較低、貨源市場潛力不足將會是常態(tài),LNG 動力船造價及運營成本高居不下,短期內(nèi)很難與普通燃油船舶在市場上形成競爭。
不同于歐洲內(nèi)河LNG 動力船的發(fā)展,中國最早在內(nèi)河船使用LNG 燃料的嘗試來自商業(yè)嗅覺相對靈敏的民營能源企業(yè)。這些企業(yè)拿出資金對船東的內(nèi)河船進(jìn)行LNG 動力改造,又恰逢國家深入推進(jìn)節(jié)能減排,得到一定的政府補貼。當(dāng)柴油與LNG 的市場價格差在每噸2500 元左右時,使用LNG 動力船可節(jié)省30%的燃料費用,按照早期40 萬元左右的改造成本,就是不靠政策資助補貼,3 年左右也可以靠節(jié)省的燃油費用收回改造成本。但近些年國家調(diào)整了LNG 動力船標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,按照標(biāo)準(zhǔn)要求,改造費用增加了3 倍左右,同時LNG 與柴油的市場價格差也在縮小,改造LNG 燃料動力船投資的利益驅(qū)動明顯降低,需要至少8 年才能收回改造成本,船商采購LNG 動力船的意愿明顯降低,驅(qū)動力嚴(yán)重不足。
隨著全球環(huán)保規(guī)范逐步完善,排放標(biāo)準(zhǔn)日益收緊,LNG 動力船憑借燃料成本優(yōu)勢和逐步完善的供應(yīng)鏈及相關(guān)加注站等基礎(chǔ)設(shè)施配套設(shè)備技術(shù),將必然成為全球航運業(yè)的主流。當(dāng)前,國際社會治理船舶污染的工作,由IMO(國際海事組織)主導(dǎo)正在積極穩(wěn)步推進(jìn)中。其中,2016 年10 月通過的決議在2025 年左右實施全球船舶在ECA 外,使用硫含量不高于0.5%燃油的規(guī)定,將促使船舶采用新的技術(shù)和設(shè)備降低污染物排放量,以適應(yīng)IMO 出臺的新標(biāo)準(zhǔn)。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,LNG 動力船、雙燃料船必將成為污染排放達(dá)標(biāo)的先行者,大量LNG 動力船和雙燃料船將在2025—2035 年進(jìn)入航運業(yè)主流市場,后續(xù)訂單也將不斷增多。根據(jù)IGF《國際船舶使用氣體或其他低閃點燃料安全規(guī)則》,LNG 燃料和其他低閃點燃料成為船用燃料的步伐正在加快,監(jiān)管者的注意力開始轉(zhuǎn)向確保低閃電燃料的安全使用。IGF 規(guī)則的實施將積極推動和加快LNG 動力船的健康發(fā)展。
ENGIE 集團(tuán)亞洲業(yè)務(wù)發(fā)展高級副總裁Denis Bonhomme 表示,如果全球二氧化硫排放上限得到批準(zhǔn),用于船舶燃料的LNG需求量將大幅提高,預(yù)計2030 年前后可達(dá)3000 萬噸,將占全球LNG 年消費總量的6%左右。此外,LNG 動力船也將是市場新需求的增長點。Bonhomme 表示,由于小型發(fā)電項目設(shè)施的固定成本很高,使用LNG 動力船在減少供應(yīng)過剩方面比投資小型LNG發(fā)電項目更為有效。
國內(nèi)方面,內(nèi)河LNG 動力船市場發(fā)展緩慢與經(jīng)濟(jì)社會大環(huán)境有關(guān),但LNG 作為清潔燃料是大勢所趨。市場培育期存在的各種困難是新生事物發(fā)展中遇到的正常情況。對產(chǎn)業(yè)發(fā)展而言,需要創(chuàng)新發(fā)展模式,將船用LNG 設(shè)備廠商、金融機(jī)構(gòu)、船東、港口企業(yè)、能源企業(yè)團(tuán)結(jié)起來,協(xié)作共贏,系統(tǒng)性降低成本,形成規(guī)?;a(chǎn)業(yè)鏈,共同培育這個新興市場。
預(yù)期市場成熟后,LNG 燃料與其他價格相當(dāng)?shù)母咂焚|(zhì)燃油將共同成為船舶主要燃料,大型能源企業(yè)和小型民企分割市場,形成相對固定的LNG 動力船市場格局,產(chǎn)業(yè)鏈條上的航運企業(yè)、船用設(shè)備生產(chǎn)廠商、科技研發(fā)單位等相關(guān)各方和諧共生。根據(jù)相關(guān)市場人員分析,隨著政府扶持政策的逐步出臺,將推動LNG 動力船產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步快速發(fā)展,根據(jù)目前市場規(guī)模推算,僅LNG 燃料動力改造市場規(guī)模就高達(dá)500 多億元,后期船企直接建造新型LNG 動力船,市場空間將超過千億元。
目前投入運營及在建的LNG 動力遠(yuǎn)洋船中,數(shù)量最多的是車客渡船、平臺供應(yīng)船(PSV)及集裝箱船。此外,氣體燃料發(fā)動機(jī)已應(yīng)用于各類海工設(shè)施,如浮式生產(chǎn)儲油船(FPSO)等。我國LNG 儲量充足,船用LNG 燃料可以大大緩解國內(nèi)油燃料供應(yīng)短缺的情況,同時對于河道污染綜合治理環(huán)保要求,環(huán)境改善都是非常有利的因素。目前國內(nèi)LNG 動力船從技術(shù)研發(fā)及制造水平同歐美國家依然存在差距,但技術(shù)前景及市場前景廣闊,隨著國家政策引導(dǎo)及投資傾斜,后期從業(yè)企業(yè)數(shù)量會不斷增加,LNG動力船在配套加注設(shè)備,其他加注配套設(shè)備及設(shè)施會不斷完善,市場潛力巨大。