冰區(qū)船市場引群雄逐鹿

中船重工第七一四研究所 胡琳琳

隨著全球氣候變暖，北冰洋海冰加速融化，北極地區(qū)蘊藏的豐富資源和極具戰(zhàn)略價值的航道，都從潛在利益變成了現(xiàn)實利益，世界各國對該地區(qū)的爭奪日益升溫。而在低溫多冰、氣候極其惡劣的北極地區(qū)進行資源勘探、開發(fā)、運輸及商業(yè)航行則需要冰區(qū)船舶這一重要裝備。冰區(qū)船熱不斷升溫。

北極航道促冰區(qū)船升溫

北極航道包括西北航道和東北航道。西北航道東起美國和加拿大東海岸，向西穿過加拿大北極群島，經(jīng)波弗特海、白令海峽抵達美加太平洋港口；東北航道西起西歐和北歐港口，穿過西伯利亞沿岸海域，繞過白令海峽到達中國或日本港口。

世界發(fā)達國家大多處于北緯30度以北地區(qū)，這個地帶生產(chǎn)了當今世界80%的工業(yè)產(chǎn)品，占據(jù)70%的國際貿(mào)易。如果北冰洋航線暢通，這些地區(qū)的國際貿(mào)易航線將會縮短大約6000～8000公里的航程，節(jié)省40%的航運成本。屆時，國際航運的重心必將轉(zhuǎn)向北極，大量的貨物將會通過該航線運輸，這將會對船舶的需求產(chǎn)生重大改變。原來航行于熱帶和溫帶的船舶因為無法在低溫多冰的北極地區(qū)航行，冰區(qū)船舶將在世界船舶訂單中占有一席之地。

冰區(qū)船舶泛指航行于冰區(qū)的船舶，成員中主要有冰區(qū)運輸船舶、冰區(qū)海洋工程船和破冰船等。冰區(qū)運輸船舶和冰區(qū)海洋工程船主要是對船體結(jié)構(gòu)、主機、軸系、齒輪箱、螺旋槳、起動裝置與冷卻水系統(tǒng)等采取了強化措施，以適應在冰區(qū)航行的需要。而破冰船則是用于為其它冰區(qū)船舶開辟航道的專用船舶。

據(jù)克拉克松報道，近年來在冰區(qū)級船舶建造方面已投入約80億美元，用于建造203艘1230萬噸的破冰船。冰區(qū)船隊的規(guī)模也隨之不斷擴大，如冰區(qū)油船船隊（載重噸）在1992年僅占世界油船船隊（載重噸）的3%，而到2008年，這一比重增加到10%，大約1800萬載重噸?？梢灶A見，隨著北極油氣資源開發(fā)不斷深入和未來北冰洋航線的暢通，冰區(qū)船舶需求將會逐年增加。

近年來，冰區(qū)運輸船舶逐漸向具有自破冰功能的方向發(fā)展。2006年，三星重工開發(fā)成功了世界首創(chuàng)的“極地用前后雙向破冰船”技術(shù)，并將其運用到了為俄羅斯商船公司建造的3艘7萬噸級油船中，該油船無需破冰船的幫助，可以獨立在1.57米冰厚的海域內(nèi)以時速3節(jié)航行。

在冰區(qū)作業(yè)的海洋工程船舶均需具有一定的抗冰性能，目前，能夠在極地海域進行作業(yè)的冰區(qū)海洋工程船舶基本被韓國所壟斷。2007年，韓國三星重工建成了世界上首艘能工作于極地海域、鉆井深度達11000米的“斯特納·鉆探機之最”號鉆井船，并交付瑞典斯特納散貨海運公司使用。2008年5月，三星重工從蘇格蘭Stena鉆探公司接獲一份價值9.42億美元的鉆井船訂單，是世界首艘可穩(wěn)定用于北極浮冰海域的鉆井船，耐極端低溫達-40℃，預計將于2011年底交付用于北海水域。2009年4月2日，大宇造船海洋在墨西哥灣成功交付了世界最大油田開發(fā)鉆井船舶公司美國Transocean 公司于2006年訂造的極地深海油田開發(fā)鉆井船。

造船強國角逐冰區(qū)船舶

作為世界造船強國之一的韓國在冰區(qū)船舶設(shè)計建造方面搖搖領(lǐng)先，并頻頻接獲訂單。其中，全球冰區(qū)船舶建造領(lǐng)域最為著名的公司三星重工，在2008年4月至2009年4月，就交付了66艘冰區(qū)船舶，包括24艘集裝箱船，17艘阿芙拉型油船、20艘蘇伊士型油船和3艘穿梭油船等。目前，三星重工已將冰區(qū)船舶作為其新技術(shù)研發(fā)的重要方向，大力開發(fā)北極鉆井船、破冰LNG船、破冰集裝箱船，還將FPSO的石油開采生產(chǎn)和存儲設(shè)備搬到破冰船上，開發(fā)出破冰FPSO等新概念船。

韓國STX集團也于今年宣布，開發(fā)大型冰級集裝箱船和極地破冰穿梭LNG船。這種破冰穿梭LNG船可破冰層1.5米，并采用DAS系統(tǒng)（Double Acting System），可實現(xiàn)船首船尾雙向航行，專為俄羅斯Yamal的LNG項目設(shè)計研發(fā)。同時，針對北極航道的顯現(xiàn)，開發(fā)大型冰級集裝箱船。

韓國大宇造船與海洋工程公司也制定了“F1”戰(zhàn)略，將破冰油船和北極鉆井船等冰區(qū)船舶作為重點高技術(shù)產(chǎn)品進行研發(fā)。

而另一造船強國日本則耗資380億日元打造了繼“宗谷”號、“富士”號和老“白瀨”號之后的日本第四代極地考察船新“白瀨”號。

雖然歐美國家已經(jīng)放棄了普通船舶的制造，但其仍然繼續(xù)加強冰區(qū)船舶的研發(fā)能力，擴充冰區(qū)船隊。如美國計劃到2015年更新“極星”號與“極海”號2艘現(xiàn)役破冰船，并新建2艘破冰船，使服役的破冰船達到6艘。

歐洲不僅重視冰區(qū)船舶的建造，而且還注重相關(guān)配套設(shè)備和相關(guān)標準的制定。如歐盟正投資6.5億歐元設(shè)計建造新一代集科學鉆探與多功能研究平臺為一體的重型破冰船“北極光”(Aurora Borealis)。瑞典阿法拉伐公司開發(fā)了適用于北極鉆探船的PureBallast2500壓載水處理設(shè)備。挪威船級社開發(fā)了冰載荷監(jiān)測系統(tǒng)，能為船舶操縱人員提供有關(guān)冰載荷對船體影響的實時信息，并能將冰層的衛(wèi)星信息整合成電子航行地圖，此外挪威船級社還聯(lián)合八個國家的十五家組織啟動了北極地區(qū)海洋工程裝置最佳實踐標準的制定工作。

而擁有20艘破冰船的俄羅斯2015前還將建造5艘核動力破冰船。此外，俄工業(yè)和能源部長赫利斯堅科表示，為了進一步勘探開發(fā)其北極海域內(nèi)儲存的石油和天然氣，今后20年，俄將建造各型船舶1000多艘。

作為世界船舶工業(yè)的后起之秀的越南也染指該領(lǐng)域，承接了6艘冰區(qū)加強支線集裝箱船。

我國冰區(qū)船舶研發(fā)建議

面對北極地區(qū)戰(zhàn)略地位的日益提升，各主要國家紛紛加強冰區(qū)船舶研制的現(xiàn)狀，我國船廠也積極應對，并承接了部分冰區(qū)船舶訂單。同時有關(guān)技術(shù)研發(fā)單位還做了大型冰級船舶技術(shù)的預研開發(fā)，為我國進一步發(fā)展自主冰區(qū)船舶奠定了一定的基礎(chǔ)。

但是，我國冰區(qū)船舶的建造技術(shù)相當薄弱，高等級冰區(qū)船舶制造從未涉及，自破冰型運輸船舶還處于技術(shù)空白。為此，我國有必要針對以下關(guān)鍵技術(shù)展開研究，為北極開發(fā)提供堅強的裝備保障。

一是材料制造加工技術(shù)的研究。為了在低溫條件下保證船舶的安全，冰區(qū)船舶必須采用比普通船舶更高等級的鋼材和非金屬材料，如何制造這些冰區(qū)級材料，并且將其加工焊接成性能良好的船體構(gòu)件是首先需要掌握的技術(shù)。

二是基礎(chǔ)試驗技術(shù)研究。與普通船舶一樣，在實船建造前，需要進行模型試驗。所不同的是普通船舶是在水池中進行試驗，而冰區(qū)船舶需要在“冰槽”中進行試驗。冰槽是一個冷凍水池，能夠模擬現(xiàn)實中包括冰載荷在內(nèi)的各種載荷。雖然我國建造了多個大型試驗水池，但缺乏用于冰區(qū)船舶試驗的冰槽。

三是船型設(shè)計技術(shù)研究。在冰層厚度達1米的冰區(qū)，最高等級冰區(qū)船舶的最大航速可達20節(jié)，在普通船舶上進行簡單的加強并不能滿足安全性和經(jīng)濟性要求。其型線需要特殊設(shè)計，特別是艏部型線，以便更好的適應冰區(qū)航行。

四是相關(guān)船用設(shè)備制造技術(shù)研究。在冰區(qū)航行時，船上各系統(tǒng)將會經(jīng)受嚴酷的環(huán)境考驗。動力及推進系統(tǒng)包括主機、軸系、減速齒輪裝置、螺旋槳、起動裝置及冷卻水系統(tǒng)等設(shè)備均需滿足冰區(qū)航行的要求。特別是其輪機裝置應能在環(huán)境空氣溫度低于0℃的情況下安全和正常運行，并應特別考慮低溫下液壓系統(tǒng)的功能、水管和水箱的防凍措施以及應急柴油機低溫起動性能等。而在北極地區(qū)航行的船舶，普通的導航系統(tǒng)將面臨失效的問題，陀螺羅經(jīng)的指向力矩隨緯度的升高而變小，緯度超過70°時準確率將會顯著下降，當達到北緯85°的時候?qū)⑹プ饔谩６帕_經(jīng)在磁極附近對航海的作用非常小。同樣，冰區(qū)船舶的其他設(shè)備也須要進行特殊的設(shè)計制造才能安全快速的在低溫條件下航行。

工欲善其事，必先利其器。我國應該著力突破這些關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)適應北極地區(qū)航行的船舶，打造相應的冰區(qū)船隊，為我國開發(fā)利用北極資源，保障國際貿(mào)易安全，促進國民經(jīng)濟發(fā)展提供可靠的裝備。