LNG船技術(shù)的韓日對決

滬東中華造船（集團 ）有限公司 陳杏兒

近年來造船界在LNG船領(lǐng)域競爭激烈，2010年底以來的LNG船訂造熱，累計向市場投放了50余艘訂單，其中的大部分訂單被韓國船廠所包攬，日本船廠受日元超常升值影響，在本輪訂造熱中，幾乎沒有接到訂單。于是，日本造船界有人疾呼：在LNG船方面，韓國已經(jīng)超越日本。

推進裝置比拼

長期以來LNG船的主機，主要采用蒸汽透平機。近年來韓國船廠開始采用雙燃料發(fā)動機（DFDE）。在上一輪訂造熱中，韓國造船巨頭與“瓦錫蘭”聯(lián)手，加速雙燃料發(fā)動機（DFDE）的推廣應(yīng)用，此間韓國承接的LNG船中有40艘安裝了DFDE，所以韓國市場2010年以后竣工的LNG船基本以DFDE為主。預(yù)計到2014年全球安裝DFDE的LNG船將超過80艘，約占目前在航船舶的20%。然而，DFDE因為是中速機，所以一艘船上需要配置數(shù)臺。這種機型的特點是，電力推進，軸不能直接與螺旋槳連接。

三菱重工目前有三款LNG船推進裝置，即：UST超級蒸汽透平裝置（Ultra Steam Turbine Plant）、雙燃料發(fā)動機（DFDE）以及低速燃氣型柴油發(fā)動機（SSD-GI）。雖然每種裝置各有特色，但是業(yè)界認為，UST與SSD-GI機種在航運成本方面最為經(jīng)濟。

“三菱”認為，DFDE推進裝置雖然柴油發(fā)電機本身能效很高，但是在將柴油機發(fā)出的電力轉(zhuǎn)化成推力的過程中會產(chǎn)生各種損耗。實際運行中推進裝置的能效與UST超級蒸汽透平機基本相同。再則，一套DFDE裝置有4臺柴油機，其氣缸總數(shù)多達40～50個，為了正常運行必須定期檢查、調(diào)換部件，由此增加了船員的心理負擔(dān)。而蒸汽透平機雖然操作時需要一定的技能與經(jīng)驗，但是設(shè)備的維修簡單、維護成本有限。DFDE因為設(shè)備的能效高，所以最初考慮初期投資可在數(shù)年內(nèi)收回，從實際使用中發(fā)生的備件調(diào)換與售后服務(wù)等一系列問題來看情況并非如此簡單。

再將DFDE與SSD-GI進行比較，這兩種推進裝置的燃耗性能好、消費的燃料少，所以不可能將蒸發(fā)氣體全部作為燃料消耗掉。為了處理剩余的蒸發(fā)氣體，通常的辦法是：或是將蒸發(fā)氣體進行再液化處理、或是進行燃燒處理，于是就造成了能源的浪費。因而為了最大程度地享受高性能裝置發(fā)揮的經(jīng)濟效益，必須對蒸發(fā)氣體的發(fā)生量進行控制。

川崎重工在蒸汽透平機研制方面富有經(jīng)驗，目前為止已經(jīng)建造了29艘采用蒸汽透平機的LNG船。2007年開發(fā)完成的一款世界首創(chuàng)的“川崎URA”再加熱式蒸汽透平機已經(jīng)用于東京燃氣/日本郵船的一艘2011年9月竣工的17.7萬立方米的球罐型 LNG船。據(jù)介紹，采用“川崎URA”推進裝置的LNG船，其燃料的消耗量比一般蒸汽透平裝置節(jié)省15%。

三井造船開發(fā)的“ME-GI”燃氣式低速柴油發(fā)動機是一款熱效高的二沖程低速機，該機使用的燃料既可以全部是氣體或者重油、也可以是氣體和重油混合燃燒?！癕E-GI”發(fā)動機的結(jié)構(gòu)是與尾軸直接連接所以能量的損耗少?！癕E-GI”發(fā)動機是在“GIDE”（Gas Injection Diesel Engine）發(fā)動機的技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)完成的新機型，該機在繼承了雙燃料功能的同時，還采用了電子控制方式，以提高發(fā)動機的環(huán)保性能與工作效率。

“三井”將“ME-GI”推進裝置用于最近開發(fā)的一款名為“Double Eco MAX”的LNG船后，可使燃料成本、二氧化碳排放均比原來的蒸汽透平機減少30%。

球罐艙與薄膜艙比拼

韓國船廠接造的LNG船其貨艙形式以薄膜型為主?！叭狻薄ⅰ按ㄆ椤闭J為，與薄膜型貨艙相比，球罐型貨艙（MOSS型貨艙）因為隔熱層設(shè)在球罐艙殼體的外壁，建造成本比薄膜型低，而且蒸發(fā)氣體的發(fā)生量較薄膜型貨艙少，蒸發(fā)量的比例控制也較薄膜型貨艙容易，所以日本造船界傾向于采用將蒸發(fā)量控制最佳的液貨艙與高性能推進裝置的組合應(yīng)用。

三菱重工最近開發(fā)完成的一款名為筒狀保護罩“EXTREM”的15.5萬立方米LNG船，是一款應(yīng)對后巴拿馬運河時代的船型。該船的最大特點是：4個球罐艙的外圍用一長條半圓形的筒狀保護罩覆蓋，保護罩與船體結(jié)構(gòu)連成一體。為了提高載貨容積“三菱”對球罐艙進行了改良，在球罐的中間部位增加一圈高度為1.5米的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，在直徑（41.5米）不變的情況下，使球罐艙的高度達到43米，由此使載貨容積增加8000立方米。另外，新船型可以對球罐艙內(nèi)LNG的日蒸發(fā)量在0.15%～0.10%之間作選擇。主機采用UST超級蒸汽透平機，可將蒸汽再次加熱，以提高熱能的效率。新船型與一般的蒸汽透平驅(qū)動的推進系統(tǒng)相比，能耗改善15%，氮氧化物排放控制在IMO三級標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值以下。

川崎重工2011年9月竣工的一艘17.7萬立方米的球罐型LNG船，其液貨艙也作了改進，將直徑放大2.6米，達到44米， 該船安裝有4個球罐艙由此使裝載容積最大化。液貨艙隔熱系統(tǒng)采用“川崎”研發(fā)的板式絕緣層，由此使蒸發(fā)氣體的日發(fā)生量控制在0.1%。貨艙區(qū)船體采用雙殼體結(jié)構(gòu)，以保護船體免遭損壞。

現(xiàn)有技術(shù)對球罐艙內(nèi)LNG日蒸發(fā)量控制的最小值一般是0.1%，而川崎重工最近開發(fā)完成一款適用于球罐形貨艙的、蒸發(fā)氣體的日發(fā)生量可控制在0.085%的新型板式絕緣隔熱系統(tǒng)，這項技術(shù)現(xiàn)已獲相關(guān)專利。在此基礎(chǔ)上，“川崎”還在研發(fā)將日蒸發(fā)量進一步降低的絕緣隔熱系統(tǒng)。

日本造船界認為，與薄膜型貨艙相比，MOSS型貨艙的優(yōu)點是，結(jié)構(gòu)的可靠性高、載貨的耐晃性強。特別是船齡超過20年后，兩種形式的貨艙，其維修成本截然不同。如果欲將其改造成FSRU等海上天然氣存儲和再氣化裝置，從載貨液面的耐晃性考慮，MOSS型貨艙將更受用戶的青睞。

日本內(nèi)需能否抗衡韓企優(yōu)勢

日本地震引發(fā)福島核電站核泄漏事故以后，人們傾向于用LNG取代核能發(fā)電。LNG火力發(fā)電站的優(yōu)點是占地面積少、發(fā)電量大，輸電過程中的損耗少，宜建在離城市近的區(qū)域。雖然頁巖氣體已經(jīng)在美國市場投入應(yīng)用，中國內(nèi)陸地區(qū)也發(fā)現(xiàn)有頁巖氣體的存在，但是中國距頁巖氣體的大量開采還為時尚早，今后進口能源的海上運輸仍將以LNG為主。

日本商船三井對LNG船市場未來需求預(yù)測，未來10年LNG船需求將超過100艘。主要基于以下三個方面。

1、2011～2020年的10年間，全球市場對LNG的需求將增加1.4億噸。其中2010年的需求量為2.21億噸、2011年為2.44億噸、2014年為2.92億噸、2020年為3.84億噸。當(dāng)然LNG的需求增長還取決于氣源國出口項目的順利運轉(zhuǎn)，2013～2015年間由于新確立的出口項目有限，所以氣源的供應(yīng)能力略顯不足。

2、2016年以后新的出口項目相繼建立，除了澳大利亞、卡塔爾，尼日利亞、也門等國以外，還將增加?xùn)|非、美國等新的氣源出口國。特別是美國由于頁巖氣體的大量增產(chǎn)，使得該國的LNG明顯過剩，所以今后產(chǎn)自美國的LNG將會大量出口，其年出口量預(yù)計可達到5000萬噸。

3、2016～2020年間新建立的輸出項目其年供應(yīng)量將達到7300萬噸，按一艘船的年運輸能力79萬噸計算，需要92艘船才能夠完成相應(yīng)的運輸任務(wù)。再加上現(xiàn)有船隊老齡船的報廢因素，2020年前LNG船的追加訂造將達到104艘（不包括2011年訂造的55艘）。預(yù)計2015～2020年的6年時間，市場每年的需求量大致在20艘左右，所以造船企業(yè)今后數(shù)年將有許多機會。

針對當(dāng)前日本船廠的接單弱勢，日本三大造船集團擬訂了各自的營銷方針，準(zhǔn)備利用自身的優(yōu)勢，開展積極的營銷活動。

三菱重工認為，公司目前最經(jīng)濟、最出色的一款產(chǎn)品是最新開發(fā)完成的筒狀保護罩“EXTREM”LNG船，在營銷上應(yīng)以三菱重工LNG船技術(shù)的綜合實力與其他船廠拉開差距。

川崎重工的產(chǎn)品特點是：高能效推進裝置與低蒸發(fā)量貨艙的最佳組合?！按ㄆ椤苯訂螤I銷的基本策略是，以14.7萬立方米、15.5萬立方米、17.7萬立方米為主推產(chǎn)品，瞄準(zhǔn)在LNG船項目“國輪國造”國策中南通中遠川崎船舶工程有限公司的優(yōu)勢，積極展開營銷活動。

三井造船的產(chǎn)品種類有，全長300米、艙容18萬立方米的最大級球罐型LNG船，以及14.7萬立方米、15.5萬立方米的薄膜型、球罐型LNG船。最新開發(fā)的采用“ME-GI”推進裝置的“Double Eco MAX”LNG船已受到海外的一致好評。三井造船的營銷策略是：以日本市場為主，瞄準(zhǔn)2014年建造的船位展開營銷?！叭北硎荆粲袡C會，也愿以技術(shù)合作或合伙方式參與他國項目。

針對當(dāng)前韓國船廠的接單優(yōu)勢，日本造船界表示，雖然在當(dāng)前日元超常升值、韓元相對貶值的形勢下，韓國船廠的訂單承接遙遙領(lǐng)先，但從中長期發(fā)展每年20艘LNG船的訂造需求來看，只要匯率走勢改變，日本船廠完全能夠憑借在LNG船方面的綜合實力贏得訂單。