船舶液化天然氣加注站現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

杜安民，張勇

（中交第四航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司，廣東廣州510230）

船舶液化天然氣加注站現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

杜安民，張勇

（中交第四航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司，廣東廣州510230）

液化天然氣（LNG）是國家優(yōu)先推廣的清潔能源，水運行業(yè)推廣應(yīng)用LNG是發(fā)展綠色交通、建設(shè)生態(tài)文明的需要，是實現(xiàn)水運行業(yè)節(jié)能減排、轉(zhuǎn)型升級和優(yōu)化用能結(jié)構(gòu)的有效措施。文中闡述水上LNG加注方式、國內(nèi)外船舶LNG加注站發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢，認為水上LNG未來將會快速發(fā)展并廣泛應(yīng)用，建議制定指導(dǎo)性文件及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、推進相關(guān)研究工作，加快內(nèi)河及海上船舶LNG加注站規(guī)劃建設(shè)，以保障船舶LNG燃料供應(yīng)，促進行業(yè)轉(zhuǎn)型升級、提升企業(yè)競爭力。

LNG加注站；內(nèi)河；躉船；LNG受注船；碼頭

0 引言

隨著交通運輸業(yè)的發(fā)展，石油資源短缺和大氣環(huán)境污染的問題日益嚴(yán)重。水路運輸是交通運輸業(yè)的重要組成部分，目前船舶動力燃料主要為柴油和燃料油，其中柴油主要用于內(nèi)河或近海中小型船舶，燃料成本較高；燃料油主要用于遠洋大中型船舶，通常含有較多的硫、灰分等雜質(zhì)，污染排放多。根據(jù)綠色航運能源發(fā)展趨勢，液化天然氣（LNG）作為船舶能源在安全性、經(jīng)濟性、環(huán)保性等方面優(yōu)勢明顯，逐漸成為未來船舶動力燃料的首選[1-5]。船舶LNG加注站的規(guī)劃建設(shè)，是水運行業(yè)推廣LNG燃料應(yīng)用、促進船舶“油改氣”、實現(xiàn)節(jié)能減排的基礎(chǔ)性工作。本文闡述船舶LNG加注站發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢，并提出相關(guān)建議，為船舶LNG加注站規(guī)劃建設(shè)提供參考。

1 水上LNG加注方式

目前，水上LNG加注主要有5種方式[6]，應(yīng)綜合考慮周邊現(xiàn)狀、自然條件、加注工藝、氣源補給、相關(guān)規(guī)劃等影響因素合理選用。

1）槽車-船加注（Tank truck-to-Ship bunkering），簡稱TTS，是目前采用較多的一種加注方式，具

有機動性好、投資和操作成本低等優(yōu)點，北歐大部分中小型LNG受注船采用此種方式加注。

2）加注躉船-船加注（Pontoon-to-Ship bunkering），簡稱PTS，適合水位變化較大的內(nèi)河水域。

3）岸-船加注（LNG intermediary terminal-to-Ship via pipeline），簡稱TPS，適合于水位變化不大，具備碼頭建設(shè)條件的水域，具有實用性好、加注量大、加注快速等優(yōu)點。

4）船-船加注（Ship-to-Ship bunkering），簡稱STS，通過LNG加注船在碼頭、錨地或航行中給LNG受注船加氣，具有加注快速、加注量大、加注靈活等優(yōu)點，可能成為大中型LNG受注船的主要加注方式。

5）水上浮式設(shè)施-船加注（Floating facility-to-Ship bunkering），簡稱FTS，類似于躉船-船加注，但浮式設(shè)施不與岸連接。

2 船舶LNG加注站發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 國外船舶LNG加注站

國外LNG用作船用燃料最早起源于北歐，已有10多年水上加注經(jīng)驗，其主要目的是應(yīng)對排放控制區(qū)（ECA）的排放要求。國外船舶LNG加注站研究和建設(shè)正處于起步階段，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）的TC67/WG10-LNG船用燃料加注工作組、IMO IGF工作組等都在同步進行水上LNG加注的研究工作。

歐盟委員會（EC）于2013年1月通過了“清潔燃料戰(zhàn)略”，其中提出“歐盟水上LNG綜合框架行動方案”，至2014年底，EC與歐盟海事局（EMSA）聯(lián)合提出一整套關(guān)于水上LNG供應(yīng)、加注和使用的綜合性規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和指南。至2020年1月，所有跨歐交通網(wǎng)工程（TEN-T）的核心港口將建成LNG加注站，提供LNG加注服務(wù)。

對于躉船-船加注（PTS），在歐洲已有LNG加注躉船的方案設(shè)計，見圖1，采用移動式儲罐，可吊離躉船。荷蘭鹿特丹港提出，根據(jù)市場的需求，每條加注躉船的容量可分3個階段發(fā)展：第一階段在250 m3以內(nèi)；第二階段在750 m3以內(nèi)；第三階段達到1 500 m3。

對于船-船加注（STS），2013年初，世界首艘LNG加注船在Viking Line（芬蘭主要游輪公司之一）投入運營。該船由瑞典的Cryo AB公司建造，儲罐采用真空絕熱罐，容量為180 m3。另有瑞典FKAB（見表1）、日本川崎、德國TGE、英國Rolls-Royce、芬蘭瓦錫蘭、韓國STX、荷蘭Bodewes、法國GTT等公司也正在著手設(shè)計建造LNG加注船，或LNG加注/運輸兩用船。

圖1 荷蘭鹿特丹港加注躉船概念設(shè)計Fig.1 Conceptualbunkering LNGpontoon of Rotterdam Portin Netherlands

表1 瑞典“FKAB L1”LNG加注船概念設(shè)計參數(shù)Table1 Conceptualparameters of LNG bunkering vessel FKAB L1 in Sweden

在挪威，LNG加注主要采用岸-船加注（TPS）、槽車-船加注（TTS）和船-船加注（STS）3種方式，現(xiàn)有加注碼頭多數(shù)都具備LNG/燃油雙燃料加注功能。Oslo（奧斯陸）市政廳旁邊的碼頭上停泊的渡船罐容70 m3，采用LNG槽車進行加注（TTS），安全距離按照25 m控制；在Arsvagen渡口，也采用LNG槽車進行加注（TTS）。Bergen（卑爾根）的Gasnor公司自用LNG加注碼頭、Halhjem Ferry Terminal LNG加注碼頭，以及Fjord Line Terminal LNG加注碼頭均為岸-船加注（TPS）。LNG加注時間一般為1 h，5 min準(zhǔn)備及靠泊（不含預(yù)冷時間），45 min加注，10 min結(jié)束及離泊。

Bergen東北側(cè)，殼牌集團下屬Gasnor公司的自用LNG加注碼頭，主要為企業(yè)自有海上油田服務(wù)供給船舶加注LNG。該碼頭比較簡易，采用1個軟管進行加注，其LNG儲罐罐容500 m3，位于

碼頭后方的山坡上，由槽車補給LNG（圖2）。

圖2 挪威卑爾根LNG加注碼頭Fig.2 LNG bunkering wharf in Bergen,Norway

Halhjem Ferry Terminal LNG加注碼頭專為渡船（載客600人，汽車212輛，載重噸1 000 t）加注LNG。該碼頭采用軟管進行加注，可實現(xiàn)全天候加氣，其LNG儲罐罐容為2×500 m3，由槽車補給LNG（圖3）。

圖3 挪威Halhjem Ferry Terminal LNG加注碼頭Fig.3 LNG bunkering wharf of Halhjem Ferry Terminal in Norway

挪威Fjord Line Terminal LNG加注碼頭位于Risavika港，專為渡船加注LNG，由附近SKANGASS公司的LNG接收站（已建1座30 000 m3海上天然氣儲罐）補給LNG（圖4）。

圖4 挪威Fjord Line Terminal LNG加注碼頭Fig.4 LNG bunkering wharf of Fjord Line Terminalin Norway

在美國，為推廣LNG動力船舶，相關(guān)部門和單位正規(guī)劃建設(shè)LNG加注設(shè)施，如位于休斯頓的Waller Marine公司擬在路易斯安那州密西西比河流域Baton Rouge地區(qū)的港口建造一個小型船舶LNG加注站[7]。

隨著世界環(huán)境保護需求的不斷提高，歐洲地區(qū)排放標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格，各發(fā)達國家的水運行業(yè)正逐步推廣應(yīng)用LNG，許多LNG動力船舶已設(shè)計建造或投入運營[5]，配套加注設(shè)施也在積極規(guī)劃建設(shè)中，各國的加注技術(shù)、造船能力、海洋工業(yè)等都得到了迅速提高和發(fā)展。

2.2 國內(nèi)船舶LNG加注站

我國自2010年開展將LNG作為船用燃料試點工程以來，中國海事局、國家能源局、中國船級社（CCS）等各方積極推動船舶LNG加注規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的制定，為LNG加注躉船、加注船、岸站等設(shè)計和建造奠定了基礎(chǔ)。

同時，我國多家機構(gòu)和組織已在籌劃全國船舶LNG加注系統(tǒng)并布點基礎(chǔ)設(shè)施。2013年10月16日，交通運輸部水運科學(xué)研究院編制的《LNG燃料動力船舶加注站區(qū)域性布局規(guī)劃研究》通過中國海事局、國家能源局的聯(lián)合驗收，研究成果將作為全國LNG燃料動力船舶加注站布局規(guī)劃與決策的重要依據(jù)。2014年9月下旬，國家能源局油氣司組織召開《關(guān)于液化天然氣燃料動力船舶加注站布局指導(dǎo)意見》征求意見座談會，將在全國形成“兩橫兩縱兩網(wǎng)十八線”（即：長江干線、西江干線，京杭運河、全國沿海，長三角高等級航道網(wǎng)、珠三角高等級航道網(wǎng)，岷江等18個支線河流）的船舶LNG加注布局網(wǎng)絡(luò)。

2012—2013年，我國已有4座船舶LNG加注站項目得到規(guī)劃建設(shè)，位于南京港、武漢港和蕪湖港，其中南京“海港星01”號于2013年9月投運。此外，還有多個船舶LNG加注站項目處于審批和規(guī)劃狀態(tài)，如昆侖能源（長航）天然氣有限公司在蕪湖、馬鞍山、安慶、銅陵等港口的船舶LNG加注站項目，重慶燃氣集團的重慶船舶LNG加注站項目，浙江、南通和宜昌也有企業(yè)在規(guī)劃相應(yīng)項目。

2014年9月，交通運輸部辦公廳發(fā)布“水運行業(yè)應(yīng)用液化天然氣首批試點示范項目名單”，包括試點項目7個、示范項目6個、示范區(qū)項目3個，如：浙江舟山國際船舶LNG加注試點項目、長江干流江蘇段水運行業(yè)應(yīng)用LNG示范項目、西

江干線廣西段應(yīng)用LNG示范項目等[8]。

1）江蘇南京港“海港星01”水上LNG加注站（PTS）

2013年9月26日，全國首個水上LNG加注站“海港星01”號在南京八卦洲江蘇海企港華燃氣發(fā)展有限公司投入試運行。這是中國LNG動力船舶發(fā)展的一個里程碑，標(biāo)志著我國水上運輸開始進入全新的“天然氣時代”。該加注站采用接岸躉船式，通過棧橋與岸連接。加注躉船總長100 m，型寬18 m，型深3.8 m，配有2個LNG儲氣罐（250 m3/個）和2臺低溫裝卸臂及其他工藝配套設(shè)施，通過裝卸臂向船舶加注LNG，該裝卸臂操作簡單智能，且可承受LNG零下攝氏162°的低溫。該加注站由長江船舶設(shè)計院和南京市燃氣工程設(shè)計院共同設(shè)計，江蘇海企港華公司投資建造，CCS江蘇分社負責(zé)審圖和檢驗（圖5）。

圖5 “海港星01”水上LNG加注站Fig.5 Marine LNGbunkering terminal Hai Gang Xing 01

江蘇海企港華公司將以“海港星01”號為藍本，在海事部門的統(tǒng)一規(guī)劃下，在長江、京杭運河和其他內(nèi)河水域布點建設(shè)10個左右水上加注站，并計劃在泰州市水域先行布設(shè)2座船舶LNG加注站，相關(guān)前期工作正在順利推進。江蘇內(nèi)河流域更多LNG加注站布點方案，也已委托有關(guān)設(shè)計部門進行編制，同時內(nèi)河航運船舶LNG動力改造工作也在計劃中。

2）重慶麻柳船舶LNG加注站（PTS）

2012年12月，由重慶富江能源科技有限公司改裝的長江上游第一艘LNG/柴油雙燃料船舶“長迅3輪”駛離重慶長航物流瓦廠灣基地碼頭正式投運。幾個月后，由重慶富江能源投資建設(shè)的船舶LNG加注站在巴南區(qū)麻柳已現(xiàn)雛形。該加注站于2012年6月開工，2014年10月富江1號躉船定位，目前已完成水工及土建工程，現(xiàn)正進行工藝設(shè)備安裝收尾工作，預(yù)計今年10月完工。該加注站有1個3 000噸級兼顧5 000噸級加氣泊位，加注能力15萬m3/d，LNG儲備量達2 000 m3，每天可為12～20艘貨船提供LNG加注服務(wù)。此外，重慶富江能源還在武漢、南京、上海等長江沿線布局了4～5個LNG加注站。

3）浙江舟山國際航運船舶LNG加注站

2013年初，國家能源局出具了《關(guān)于同意浙江舟山國際航運船舶液化天然氣（LNG）加注站項目開展前期工作的函》。2013年底，舟山LNG加注站項目的碼頭工程可行性研究完成（中交第三航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司編制）。舟山LNG加注站項目由新奧（舟山）液化天然氣有限公司策劃建設(shè)，選址在舟山經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，建設(shè)內(nèi)容包括LNG碼頭和LNG加注站，分三期實施，其中一期年接收LNG能力300萬t/a，將于2016年上半年投用。該項目是我國第一個為國際航船加注LNG清潔燃料的項目。

4）江蘇鎮(zhèn)江港高橋港區(qū)三益橋作業(yè)區(qū)LNG加注站

2014年初，江蘇潤祥高橋港務(wù)有限公司委托中交第四航務(wù)工程勘察設(shè)計院編制了鎮(zhèn)江港高橋港區(qū)三益橋作業(yè)區(qū)LNG加注母站及加注站項目建設(shè)方案。該項目規(guī)劃2個80 000 m3LNG船舶接卸泊位、2個10 000 m3LNG船舶轉(zhuǎn)運泊位（兼顧LNG加注功能），2～5個3 000 DWT小船加注泊位和2個工作船泊位，遠期設(shè)計接卸量320萬t/a，裝船量70萬t/a。2015年2月，“鎮(zhèn)江LNG加注站及中轉(zhuǎn)站工程”被江蘇省發(fā)改委列為2015年度省重點推進項目。

5）廣西梧州扶典水上LNG加注站（PTS）

2015年2月，長航重工長江船舶設(shè)計院設(shè)計的西江干線第一艘LNG/柴油雙燃料加注躉船開展各項試驗。2015年4月22日，交通運輸部珠江水系西江干線LNG應(yīng)用示范項目首座水上加氣站在廣西梧州扶典完成國內(nèi)首艘標(biāo)準(zhǔn)化加注躉船“西江新奧01號”的首次試加注（圖6）。

圖6 國內(nèi)首艘標(biāo)準(zhǔn)化加注躉船“西江新奧01號”Fig.6 First standardized bunkering LNGpontoon XiJiang Xin Ao 01

該加注站由廣西西江開發(fā)投資集團與新奧集團合資組建的西江新奧能源公司建設(shè)運營，總投資3 000多萬元，以躉船式加注站模式投建，由岸基和加注躉船組成，其中岸基占地面積為334 m2（0.5畝），裝配1座空溫式氣化器。加注躉船“西江新奧01號”是中國船級社2014年3月1日正式發(fā)布《液化天然氣燃料水上加注躉船入級與建造規(guī)范》后在國內(nèi)建造的首艘標(biāo)準(zhǔn)化加注躉船，船長78 m、型寬16 m、型深3.2 m、吃水1.4 m，裝配2臺100 m3LNG儲氣罐，LNG加注油壓吊臂1臺，建造油貨倉500 t及加油吊1臺，具有LNG/柴油雙燃料加注功能，能滿足跨省運輸船舶的加液需求。

該加注站地處西江B級航區(qū)，可?？?艘5 000噸級貨船?！拔鹘聤W01號”向廣西首艘油改氣多用途船“潤桂629輪”貨船（LNG/柴油雙燃料）加注LNG時，1次最多加注1.2 t，耗時40～60 min。根據(jù)《廣西西江黃金水道水上加油加氣站布局規(guī)劃（2012—2030年）》，至2030年，廣西西江黃金水道水上及臨港陸上加油加氣合建站將達到31座。

3 船舶LNG加注站現(xiàn)狀分析與發(fā)展趨勢

從世界范圍看，LNG作為船用燃料的普及進程剛剛起步，少數(shù)發(fā)達國家設(shè)置專用的LNG加注碼頭或加注船，主要對車/客渡船（郵輪）、海工平臺供應(yīng)船（PSV）、港作船等固定航線的船舶提供加注服務(wù)，目前水上LNG也已逐步應(yīng)用于集裝箱船、散雜貨船等。近年來，國際海事組織（IMO）加強了對海上船舶排放的強制性規(guī)定，國際船舶排放標(biāo)準(zhǔn)的提高將促使水上LNG快速發(fā)展，配套加注設(shè)施將會系統(tǒng)規(guī)劃并逐步建設(shè)。

國內(nèi)水上LNG應(yīng)用還剛剛起步，在內(nèi)河航運中尚處于試驗試用階段，船舶“油改氣”取得初步成效并呈燎原之勢，LNG加注布局網(wǎng)絡(luò)已現(xiàn)雛形。但由于基礎(chǔ)設(shè)施缺乏，加注站點不足，LNG動力船舶的推廣在一定程度上受到限制[5]，嚴(yán)重阻礙了水上LNG應(yīng)用的發(fā)展。因此，船舶LNG加注站將在動力與壓力的雙重驅(qū)動下，不斷加快規(guī)劃建設(shè)的步伐。

與遠洋船舶（LNG運輸船除外）相比，內(nèi)河及沿海船舶更適合推廣LNG動力[9]，船舶LNG加注站也宜先在長江、運河、西江、珠江等內(nèi)河中規(guī)劃建設(shè)。

4 結(jié)語

隨著世界航運業(yè)的發(fā)展，LNG動力船舶的需求量勢必增大，相應(yīng)的配套基礎(chǔ)設(shè)施宜在前瞻性布局下實現(xiàn)系統(tǒng)化規(guī)劃、科學(xué)性建設(shè)。因此，亟待加強政府支持力度以及航運企業(yè)、船舶公司與科研單位的通力合作，制定指導(dǎo)性文件及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，增大技術(shù)和資金投入，完善LNG物流鏈，加快內(nèi)河及海上船舶LNG加注站規(guī)劃建設(shè)，以保障未來船舶LNG燃料供應(yīng)。

[1]交通運輸部.關(guān)于推進水運行業(yè)應(yīng)用液化天然氣的指導(dǎo)意見[J].中國水運，2013（12）：50-51. Ministry of Transportof the Peoples′s Republic of China.Instructional advice on promoting shipping industry to apply LNG[J]. China Water Transport,2013(12):50-51.

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[8]交通運輸部辦公廳.關(guān)于發(fā)布水運行業(yè)應(yīng)用液化天然氣首批試點示范項目名單的通知（交辦水[2014]198號）[Z].2014. General Office of the Ministry of Transport.Publish a notice on the first batch of pilot demonstration project list for shipping industry to apply LNG(Jiaobanshui[2014]198)[Z].2014.

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Present situation and development tendency of marine LNG bunkering terminals

DU An-min,ZHANG Yong
（CCCC-FHDIEngineering Co.,Ltd.,Guangzhou,Guangdong 510230,China）

Liquefied Natural Gas(LNG)is a clean energy popularized with top priority by China.LNG is promoted in shipping industry meets the requirements of green traffic and ecological advancement,and is effective to conserve energy& reduce emissions,transform&upgrade and rationalize energy consumption.We introduced that bunkering methods for LNG fuel vessel,presentsituation and development tendency ofdomestic and foreign marine LNG bunkering terminals.LNG will be utilized for shipping industry in future rapidly and widely.We proposed to publish some guidelines and technical standards& codes,promote the research in this field and implement the plan&construction of inland and marine LNG bunkering terminals. So it can ensure LNG fuel supply for vessels,promote transformation&upgrading of shipping industry and improve the competitiveness ofenterprises.

LNG bunkering terminal;inland waterway;pontoon;LNG fuel vessel;wharf

U651.1；U656.139

A

2095-7874（2015）12-0077-05

10.7640/zggwjs201512018

2015-09-10

杜安民（1983—），男，山東東營人，工學(xué)碩士，工程師，主要從事港口規(guī)劃與水運工程設(shè)計。

E-mail：duam@fhdigz.com