世界LNG運(yùn)輸船發(fā)展全景圖

CCS上海分社 郭顯亭

隨著國(guó)際社會(huì)和海事界對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益關(guān)注, 液化天然氣(LNG)作為清潔能源, 目前正成為世界未來燃料的新焦點(diǎn)。在這種背景下，LNG運(yùn)輸業(yè)也得以蓬勃發(fā)展。LNG運(yùn)輸船，因其具有復(fù)雜的建造技術(shù)，巨額的造價(jià)和潛在的風(fēng)險(xiǎn)的特點(diǎn)，故被譽(yù)為世界造船“皇冠上的明珠”。

相比其他船型，LNG運(yùn)輸船的歷史并不算長(zhǎng)（業(yè)界多以1959年起計(jì)）。最早將天然氣以液態(tài)形式運(yùn)輸?shù)南敕ㄔ?915年就被提出，但受制于技術(shù)限制而無法建造LNG運(yùn)輸船。1951年，美國(guó)計(jì)劃把墨西哥灣的天然氣通過密西西比河運(yùn)輸至芝加哥的精練廠并成功使用駁船試運(yùn)成功。1959年，一艘二戰(zhàn)時(shí)期的補(bǔ)給船經(jīng)改裝并重新命名為“Methane Pioneer”號(hào)，從美國(guó)Lake Charles載運(yùn)了5000立方米LNG橫渡大西洋到達(dá)英國(guó)Canvey Island，從而正式拉開了LNG海上運(yùn)輸?shù)男蚰弧＝?0年里，LNG運(yùn)輸船的技術(shù)迅速發(fā)展并不斷革新。本文從LNG運(yùn)輸船的尺度、貨物圍護(hù)系統(tǒng)、蒸發(fā)氣的處理和推進(jìn)系統(tǒng)四個(gè)方面關(guān)注其發(fā)展歷程，并對(duì)造船格局和船型發(fā)展方向進(jìn)行簡(jiǎn)析。

船舶大型化

大部分商船如散貨船、油船都以載重噸計(jì)量船舶尺度，而LNG因低密度的特性（約為水的密度的一半），LNG運(yùn)輸船則以載貨艙容立方米為單位計(jì)量船舶尺度。隨著造船技術(shù)的進(jìn)步和船東對(duì)規(guī)模效益的追求，現(xiàn)代商船的發(fā)展歷程總體呈大型化趨勢(shì)，LNG運(yùn)輸船也不例外。

1964年，全球第一艘新造LNG運(yùn)輸船Methane Princess號(hào)交付，艙容為27400立方米；1971年，全球第一艘超過50000立方米的LNG運(yùn) 輸 船Descartes號(hào) 誕 生 ；80年代，LNG運(yùn)輸船的最大艙容已達(dá)到130000立方米；到了90年代中葉，這一數(shù)字增加到138000立方米，并于2005年增加到153000立方米，2008年，全球第一艘Q-max LNG運(yùn)輸船Mozah號(hào)投入使用，將LNG運(yùn)輸船的最大載貨量提高到了266000立方米。

LNG海上運(yùn)輸因其貿(mào)易專屬性,大部分船舶都航行于固定的幾條航線,同時(shí)受靠泊碼頭限制,船舶尺度往往呈系列分布（見表），習(xí)慣上將120000立方米到180000立方米的LNG運(yùn)輸船稱為常規(guī)型，由卡塔爾訂購的兩型超大型LNG運(yùn)輸船尺度分別高達(dá)210000立方米和266000立方米，被稱為Q-flex和Q-max。Q-max為現(xiàn)今最大的LNG運(yùn)輸船型，船長(zhǎng)345 米，船寬53.8 米，吃水12 米，“Q”代表卡塔爾Qatar，“max”代表卡塔爾LNG碼頭能夠?？康淖畲蟪叽绱啊?/p>

貨物圍護(hù)系統(tǒng)日新月異

IGC規(guī)則要求氣體運(yùn)輸船須建造成由雙殼雙底保護(hù),設(shè)置專用液貨艙裝置:貨物圍護(hù)系統(tǒng)，包括主屏壁和次屏壁，以及附屬的絕熱層和屏壁間處所，還包括必要時(shí)用于支持這些構(gòu)件的鄰接結(jié)構(gòu)。對(duì)LNG運(yùn)輸船，IGC規(guī)則定義了5種貨物圍護(hù)系統(tǒng)（見圖1）可供選擇，其中最常見的貨物圍護(hù)系統(tǒng)為GTT薄膜型和Moss球罐型。

1、Conch型貨物圍護(hù)系統(tǒng)（A型獨(dú)立液貨艙）

1964建造的Methane Princess號(hào)和其姊妹船Methane Progress號(hào)是最早一批專用LNG運(yùn)輸船，船上裝有5083鋁合金棱柱形獨(dú)立液貨艙，外包膠合板（Plywood）、巴沙木（Balsa Wood）絕緣材料，稱為Conch型貨物圍護(hù)系統(tǒng)，屬于IGC規(guī)則定義的自持式A型獨(dú)立液貨艙。Conch型具有很高的可靠性，Methane Princess號(hào)營(yíng)運(yùn)了30多年，一直到1997年才退役。

表 LNG運(yùn)輸船的尺度分級(jí)

圖1 適用于LNG運(yùn)輸船的5種貨物圍護(hù)系統(tǒng)及其典型代表

近年來，挪威LNG New Technologies（LNT）也發(fā)明了一種全新的A型獨(dú)立液貨艙LNT A‐BOX?，已應(yīng)用在了中小型LNG運(yùn)輸船上。

2、GTT薄膜型貨物圍護(hù)系統(tǒng)

上世紀(jì)60年代末，法國(guó)氣體運(yùn)輸公司（GT）和法國(guó)燃?xì)饧夹g(shù)公司（TGZ）分別研制出GT NO型和TGZ Mark型薄膜LNG貨物圍護(hù)系統(tǒng)，也就是現(xiàn)今GTT NO96型和Mark III型薄膜艙的前身。

GTT NO96型是一種非自身支持的液貨艙系統(tǒng)，主屏壁和次屏壁采用成分為36%鎳的殷瓦合金薄膜焊接而成，最薄處僅有0.7毫米，殷瓦合金的熱膨脹系數(shù)極低，導(dǎo)熱系數(shù)低，能在很大的溫度范圍內(nèi)保持固定尺寸。營(yíng)運(yùn)中，殷瓦薄膜緊貼在膠合板絕緣箱上，通過絕緣箱將液貨施加在薄膜上的力直接傳遞給貨艙船體結(jié)構(gòu)，絕緣箱具有一定強(qiáng)度，內(nèi)部填充珍珠巖或玻璃棉保溫材料。我國(guó)建造的大型LNG運(yùn)輸船都采用了該系統(tǒng)。

GTT Mark III 型同樣是一種非自身支持的液貨艙系統(tǒng)，主屏壁采用1.2毫米厚帶有槽形壓筋的304L不銹鋼薄膜，縱橫方向的槽形壓筋可以吸收不銹鋼薄膜因熱脹冷縮而產(chǎn)生的變形。次屏壁為二層玻璃纖維布及一層鋁箔的三合一片材，絕緣材料為增強(qiáng)聚氨酯泡沫。

GTT薄膜型LNG運(yùn)輸船具有同等載貨量下主尺度小、艙容利用率高、甲板平坦、受風(fēng)面積小和駕駛室視野盲區(qū)小等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)具有裝載限制（液位須低于10%或高于90%以減輕液貨晃蕩造成的危害）和不易檢修（一旦貨物圍護(hù)系統(tǒng)建造完成，系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)、部件及船體貨艙內(nèi)表面都被封在主屏壁薄膜內(nèi)）的缺點(diǎn)。在NO96型和Mark III型成熟設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，GTT不斷研發(fā)出更優(yōu)質(zhì)高效的薄膜艙型，如NO96 L03/L03+、N096 Max、Mark III Flex、Mark V等,滬東中華造船廠正在建造的最新一代LNG運(yùn)輸船便采用了NO96 L03+型薄膜艙。

3、Moss球罐型貨物圍護(hù)系統(tǒng)（B型獨(dú)立液貨艙）

上世紀(jì)70年代初，挪威摩斯·羅森博格公司（Moss Rosenburg）研制出Moss球罐型貨物圍護(hù)系統(tǒng)，液貨艙為球罐，與船體互相獨(dú)立，可以自我支持液貨載荷，屬于IGC規(guī)則定義的自持式B型獨(dú)立液貨艙，設(shè)置滴盤作部分次屏壁。罐體使用9%鎳的合金鋼或5083鋁合金建造，在赤道圈外側(cè)由垂向圓柱形裙圍結(jié)構(gòu)支承，裙圍結(jié)構(gòu)與球罐赤道圈的連接由具有特殊截面的連接件焊接而成，可以吸收船體和罐體因熱脹冷縮或搖晃而產(chǎn)生的變形或位移。球罐外部覆蓋聚酯氨泡沫、酚醛泡沫或聚苯乙烯泡沫等絕緣材料。

Moss球罐可以與船體結(jié)構(gòu)分別建造再最后總裝，因此建造周期較薄膜型LNG運(yùn)輸船更快，罐體也易于檢驗(yàn)和維修，同時(shí)球形設(shè)計(jì)消除了晃蕩影響從而可以裝載任意液位的液貨。它的缺點(diǎn)也顯而易見，部分罐體凸出甲板遮擋了駕駛室視野、受風(fēng)面積較大、船舶主尺度也偏大。日本三菱重工在傳統(tǒng)Moss的基礎(chǔ)上進(jìn)行了總體優(yōu)化,研發(fā)出新一代更高效的Moss型LNG運(yùn)輸船并已投入使用。

4、IHI SPB棱柱形貨物圍護(hù)系統(tǒng)（B型獨(dú)立液貨艙）

上世紀(jì)90年代初，日本石川島播磨重工（IHI）成功開發(fā)SPB獨(dú)立液貨艙，從名字就可以得知其屬于IGC規(guī)則定義SPB的自持式B型獨(dú)立液貨艙，具有棱柱形液罐。液罐材料為5083鋁合金，絕緣材料為聚氨基甲酸酯泡沫。具有空間利用率高、無晃蕩影響、駕駛室視野好、易于檢驗(yàn)修理等優(yōu)點(diǎn)。IHI SPB的開發(fā)使日本成為歐洲以外第一個(gè)擁有LNG貨物圍護(hù)系統(tǒng)專利的國(guó)家，但至今全球僅有2艘LNG運(yùn)輸船使用了該貨物圍護(hù)系統(tǒng)。

5、C型獨(dú)立液貨艙貨物圍護(hù)系統(tǒng)

根據(jù)IGC規(guī)則，C型獨(dú)立液貨艙是符合壓力容器標(biāo)準(zhǔn)的耐壓型自持式液貨艙，罐體由耐低溫材料建造，一般為圓筒形臥罐或球罐，外形均勻，幾乎沒有內(nèi)部結(jié)構(gòu)，外部覆蓋絕緣材料。其建造難度相對(duì)其他貨物圍護(hù)系統(tǒng)較低，在中小型LNG運(yùn)輸船上使用較多，江南造船廠于2015年交付的國(guó)內(nèi)首艘30000立方米LNG運(yùn)輸船“海洋石油301”號(hào)便使用了C型獨(dú)立液貨艙（德國(guó)TGE貨物圍護(hù)系統(tǒng)），該船也是全球最大的C型LNG運(yùn)輸船。

6、韓國(guó)KC-1薄膜型貨物圍護(hù)系統(tǒng)

韓國(guó)作為L(zhǎng)NG運(yùn)輸船的建造大國(guó)，一直都希望擁有本國(guó)專利的貨物圍護(hù)系統(tǒng)。經(jīng)過多年研發(fā)，2014年，韓國(guó)燃?xì)夤荆↘OGAS）、大宇造船與海洋工程（DSME）、現(xiàn)代重工（HHI）以及三星重工（SHI）聯(lián)合開發(fā)了韓國(guó)KC-1薄膜艙，并已在兩艘LNG運(yùn)輸船上運(yùn)用。該貨物圍護(hù)系統(tǒng)基于陸用LNG儲(chǔ)罐技術(shù)開發(fā)，將船體和主屏壁的尺度最小化，主次屏壁采用1.5毫米厚帶有槽形壓筋的304L不銹鋼，絕緣使用聚氨酯泡沫，其結(jié)構(gòu)比GTT薄膜型設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單，有效降低了成本。

LNG蒸發(fā)氣（BOG）的處理

因外熱侵入和船舶的晃動(dòng)，液貨艙中的部分LNG蒸發(fā)形成蒸發(fā)氣（BOG），BOG的產(chǎn)生使液貨艙內(nèi)壓力升高，過高的壓力會(huì)破壞液貨艙結(jié)構(gòu)，必須對(duì)BOG進(jìn)行處理。

1、BOG作燃料

早期LNG運(yùn)輸船上配備的貨物圍護(hù)系統(tǒng)的絕熱性往往不夠理想，有較大的蒸發(fā)率（BOR），產(chǎn)生大量多余BOG，因此在當(dāng)時(shí)使用蒸汽透平發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力裝置、利用雙燃料鍋爐燃燒BOG為蒸汽透平提供蒸汽源成為了處理和使用BOG的最好方式，受制于技術(shù)條件，一段時(shí)期內(nèi)它也是BOG的唯一有效利用措施。

隨著技術(shù)的進(jìn)步，貨物圍護(hù)系統(tǒng)推陳出新，BOR不斷降低，伴隨國(guó)際油價(jià)屢屢攀升和海事屆對(duì)環(huán)保要求的不斷提高，LNG運(yùn)輸船的推進(jìn)效率和燃油消耗愈發(fā)引起關(guān)注，低效的蒸汽透平發(fā)動(dòng)機(jī)不足以滿足新型LNG運(yùn)輸船對(duì)動(dòng)力裝置的需求，更高效率的雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)開始在LNG運(yùn)輸船上使用，其推進(jìn)效率較蒸汽透平發(fā)動(dòng)機(jī)更高，同時(shí)可以有效利用多余的BOG。

2、BOG再液化

再液化技術(shù)在陸上油氣業(yè)廣泛應(yīng)用，在船上的應(yīng)用最初僅于LPG船，直到2000年，再液化技術(shù)才開始在LNG運(yùn)輸船上首次實(shí)施。LNG運(yùn)輸船上的再液化技術(shù)是指將溫度約為-110℃的BOG通過低溫冷卻至約-163℃使其重新變成LNG并重新輸送回液貨艙，其過程是一個(gè)從低溫到更低溫的制冷過程。再液化技術(shù)在LNG運(yùn)輸船上的應(yīng)用開辟了BOG處理的新模式，通過BOG再液化可以有效降低貨損，使買家可以獲得更多的到港貨物，對(duì)BOG的有效利用使動(dòng)力裝置的配備也有了更大選擇空間。

IGC規(guī)則對(duì)BOG的處理給出了4大類解決方案，除上述的燃燒BOG（蒸氣的熱氧化）和BOG再液化外，還有壓力積聚和液貨冷卻。近年來新型雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的出現(xiàn)也使BOG的處理愈發(fā)高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保。隨著相關(guān)技術(shù)的不斷進(jìn)步，LNG蒸發(fā)氣的處理措施也將趨于多樣化。

推進(jìn)系統(tǒng)的發(fā)展

1、雙燃料鍋爐+蒸汽透平推進(jìn)系統(tǒng)

LNG海上運(yùn)輸誕生后的50多年里，蒸汽透平發(fā)動(dòng)機(jī)一直作為L(zhǎng)NG運(yùn)輸船的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力裝置并保持著極高的安全記錄，具有公認(rèn)的可靠性；同時(shí),由于LNG海洋運(yùn)輸貿(mào)易的特殊性，需要將機(jī)械保養(yǎng)造成的船期影響減到最低，蒸汽透平發(fā)動(dòng)機(jī)因其易于維護(hù)保養(yǎng)、維修頻次低等優(yōu)點(diǎn)而備受業(yè)界青睞。蒸汽透平發(fā)動(dòng)機(jī)在LNG運(yùn)輸船上獲取BOG非常便利，供給燃料的同時(shí)還可以100%處理多余的BOG。在21世紀(jì)前10年，依舊有過百艘新造LNG運(yùn)輸船選用蒸汽透平發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力裝置。

蒸汽透平發(fā)動(dòng)機(jī)最大的劣勢(shì)是其熱效率低，僅達(dá)30%，遠(yuǎn)低于柴油機(jī)50%的熱效率，造成了能源浪費(fèi)；同時(shí)由于其他商業(yè)船型都已基本棄用蒸汽透平發(fā)動(dòng)機(jī)，業(yè)內(nèi)技術(shù)嫻熟的蒸汽透平輪機(jī)員越來越少，對(duì)船員招募也帶來了影響。

2、二沖程低速柴油機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)+再液化裝置（DRL）

隨著LNG海上貿(mào)易的迅速增長(zhǎng)，LNG運(yùn)輸船日趨大型化，受早期建成的LNG碼頭水深的限制，超大型的LNG運(yùn)輸船不得不維持淺吃水設(shè)計(jì)，為保證高服務(wù)航速（20 knot左右），需要很大的推進(jìn)功率。超大型淺吃水高服務(wù)航速船舶一般選擇雙槳和雙尾鰭的布置，雙套推進(jìn)系統(tǒng)既滿足較大推進(jìn)功率又增加了冗余度提高了航行安全性。

圖2 帶再液化裝置的二沖程低速柴油機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)的Q-max LNG運(yùn)輸船（圖片來源：Qatargas）

蒸汽透平發(fā)動(dòng)機(jī)需要占用較大機(jī)艙空間，雙機(jī)布置并不現(xiàn)實(shí)，因此順應(yīng)產(chǎn)生了帶再液化裝置的二沖程低速柴油機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)（DRL）（見圖2），既實(shí)現(xiàn)了雙槳、雙尾鰭布置，又兼顧了BOG的處理。當(dāng)一臺(tái)柴油機(jī)在海上或港口需要維護(hù)保養(yǎng)時(shí)，脫開離合器并用鎖緊裝置鎖緊傳動(dòng)軸，即可進(jìn)行維修工作，而另一臺(tái)柴油機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)依舊可以運(yùn)轉(zhuǎn)。2007年至2010年期間，全球LNG運(yùn)輸船隊(duì)新增超過40艘采用DRL的Q-flex和Q-max LNG運(yùn)輸船，均為雙槳、雙尾鰭布置。

3、雙燃料電力推進(jìn)系統(tǒng)（DFDE）

2002年，法國(guó)燃?xì)夤九c法國(guó)大西洋船廠簽訂了世界上第一艘采用雙燃料電力推進(jìn)系統(tǒng)(DFDE)的LNG運(yùn)輸船，艙容74000立方米，在2003年又簽訂了1艘153500立方米DFDE LNG運(yùn)輸船，自此，DFDE成為L(zhǎng)NG運(yùn)輸船的“新寵”,短短數(shù)年間建成的和投放訂單的DFDE電力推進(jìn)系統(tǒng)LNG運(yùn)輸船已過百艘。

DFDE由多臺(tái)雙燃料四沖程中速發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生電能，提高了動(dòng)力冗余性，電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)螺旋槳進(jìn)行推進(jìn)，多臺(tái)雙燃料發(fā)電機(jī)組可以進(jìn)行不同的組合以達(dá)到最佳負(fù)載分配，綜合推進(jìn)效率高達(dá)43%。同時(shí)，DFDE方案不需要額外配備發(fā)電裝置，顯著減少了船上設(shè)備數(shù)量。全球各大發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)商如曼恩、瓦錫蘭等都已成功推出成熟的雙燃料中速機(jī)型。

4、超級(jí)蒸汽透平推進(jìn)系統(tǒng)（UST）

在DRL和DFDE漸成LNG運(yùn)輸船新的主流推進(jìn)系統(tǒng)時(shí)，三菱重工（MHI）重啟了對(duì)蒸氣透平發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)化，研發(fā)了超級(jí)蒸汽透平（UST）。UST采用了一種再加熱循環(huán)的方法將高壓透平（HP Turbine）排出的廢蒸汽再加熱至鍋爐過熱器出口溫度并引入中壓透平（IP Turbine），高壓透平和中壓透平共用1根軸，低壓透平（LP Turbine）獨(dú)立使用1根軸，2根軸與同1個(gè)齒輪箱嚙合輸出動(dòng)力。UST在保留傳統(tǒng)蒸汽透平可靠、易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)之上將效率提高15%，達(dá)到柴油機(jī)水平，同時(shí)CO2、NOx、SOx排放降低15%，預(yù)計(jì)使用壽命超過40年，在經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性上極具競(jìng)爭(zhēng)力。韓國(guó)現(xiàn)代船廠為馬來西亞國(guó)際航運(yùn)公司（MISC）建造的5艘150200立方米 LNG運(yùn)輸船便選擇了UST。

5、雙燃料二沖程低速主機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)

為進(jìn)一步提高推進(jìn)效率，降低運(yùn)營(yíng)成本，業(yè)界又將目光轉(zhuǎn)向雙燃料低速主機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)。雙燃料二沖程低速機(jī)的熱效率高，主機(jī)通過傳動(dòng)軸直接連接螺旋槳，降低了中間能量損耗，相比DFDE，初始投資和營(yíng)運(yùn)成本降低。應(yīng)用于市場(chǎng)的雙燃料二沖程低速主機(jī)現(xiàn)主要有MAN ME-GI(M-type,Electronically Controlled, Gas Injection Engine)和溫特圖爾（WinGD）X-DF兩家機(jī)型。

MAN ME-GI雙燃料主機(jī)采用缸內(nèi)高壓燃?xì)庵眹娂夹g(shù)，即通過加壓裝置把燃?xì)鈮毫υ鲋?50～300bar，經(jīng)由燃?xì)鈬娚溟y將高壓燃?xì)庵苯訃娙霘飧住?016年，全球首艘配備ME-GI雙燃料主機(jī)的174000立方米Creole Spirit號(hào)LNG運(yùn)輸船正式交付，船長(zhǎng)295米，在19.5 knot的營(yíng)運(yùn)航速下單日耗油量?jī)H為110噸。MAN ME型發(fā)動(dòng)機(jī)可通過改裝升級(jí)為ME-GI，卡塔爾的14艘Q-max和31艘Q-flex LNG運(yùn)輸船都采用了MAN ME主機(jī)，2015年，266000立方米R(shí)asheeda號(hào)將主機(jī)升級(jí)為ME-GI，并在之后的營(yíng)運(yùn)中對(duì)ME-GI在Q-max上的應(yīng)用進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性研究，以決定是否對(duì)船隊(duì)中的其他LNG運(yùn)輸船進(jìn)行ME-GI升級(jí)。

ME-GI的劣勢(shì)是在燃?xì)饽Ｊ较虏捎玫胰麪栄h(huán)（Diesel Cycle），缸內(nèi)溫度較高，與采用奧托循環(huán)（Otto Cycle）的低壓雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)相比，NOx減排效果有限，需額外配備后處理裝置以滿足NOxTier III的排放標(biāo)準(zhǔn)。

WinGD X-DF低壓雙燃料主機(jī)采用缸內(nèi)低壓噴射技術(shù)，無需使用高壓壓縮機(jī)，降低了能量消耗、設(shè)備投資和維護(hù)成本，可靠耐用，燃燒原理為奧托循環(huán)，無需配備后處理裝置便可以滿足NOxTier III排放標(biāo)準(zhǔn)，兼顧經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)更加環(huán)保。2016年，韓國(guó)SK海運(yùn)180000立方米 LNG運(yùn)輸船便配備了WinGD 5X72DF發(fā)動(dòng)機(jī)。

LNG運(yùn)輸船造船格局

1959年，美國(guó)改裝了第一艘LNG運(yùn)輸船并成功實(shí)現(xiàn)LNG海上運(yùn)輸。1964 年，英國(guó)建造了世界第一艘LNG運(yùn)輸船。1965年，法國(guó)也造出了LNG運(yùn)輸船。上世紀(jì)60年代末至70年代初，意大利、挪威、瑞典等歐洲國(guó)家紛紛開始LNG運(yùn)輸船的建造。歐美于上世紀(jì)80年代前壟斷了世界LNG運(yùn)輸船建造市場(chǎng)。

1981年，日本造出了本國(guó)第一艘LNG運(yùn)輸船，通過技術(shù)引進(jìn)和本國(guó)船東的支持，于80年代中期大舉進(jìn)軍LNG運(yùn)輸船建造市場(chǎng)。1994年，韓國(guó)也造出了本國(guó)第一艘LNG運(yùn)輸船，并開始與日本進(jìn)行激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，此時(shí)歐洲已基本被擠出了這一市場(chǎng)。21世紀(jì)以來，韓國(guó)以其先進(jìn)的LNG技術(shù)和低價(jià)戰(zhàn)略占據(jù)了全球大部分市場(chǎng)份額，成為了LNG運(yùn)輸船世界第一制造大國(guó)。

我國(guó)進(jìn)軍LNG運(yùn)輸船市場(chǎng)相對(duì)較晚，但發(fā)展迅速。滬東中華造船廠于1998年開始大型LNG運(yùn)輸船的研發(fā)，并于2008年成功交付首艘中國(guó)自主設(shè)計(jì)、建造的LNG運(yùn)輸船“大鵬昊”號(hào)。2015年，江南造船廠建造了全球最大的30000 立方米C型LNG運(yùn)輸船“海洋石油301”號(hào)。2017年，滬東中華造船廠又力壓韓、日，成功拿下4艘174000立方米LNG運(yùn)輸船訂單和2艘174000立方米FSRU訂單。其他船廠如大連中遠(yuǎn)船務(wù)、揚(yáng)子江船業(yè)、廈船重工、新樂船廠、豐順船舶重工、惠生海工也都加快了對(duì)LNG運(yùn)輸船的研發(fā)，并已承接了多艘LNG運(yùn)輸船、FLNG的建造。

近60年來，世界LNG運(yùn)輸船的建造市場(chǎng)經(jīng)歷了從歐美到日本再到韓國(guó)的轉(zhuǎn)移過程，并奠定了現(xiàn)今中、韓、日三國(guó)瓜分市場(chǎng)的基本格局：中國(guó)發(fā)展迅猛，韓國(guó)優(yōu)勢(shì)明顯，日本逐漸復(fù)蘇。

船型發(fā)展方向

1、極地自破冰型LNG運(yùn)輸船

2017年12月8日，由韓國(guó)大宇船廠（DSME）建造的全球首艘極地自破冰型LNG運(yùn)輸船Christophe de Margerie號(hào)（見圖3）在薩貝塔港（Sabetta）接收第一批Yamal LNG項(xiàng)目貨物，標(biāo)志中俄能源合作重大項(xiàng)目Yamal LNG項(xiàng)目正式投產(chǎn)。該項(xiàng)目位于俄羅斯境內(nèi)的北極圈內(nèi)，是地處最偏遠(yuǎn)的LNG生產(chǎn)地之一，未來將通過固定的15艘破冰LNG運(yùn)輸船通過北極航道穿過冰層覆蓋的極區(qū)向西北和東北運(yùn)送LNG貨物。

圖3 全球首艘極地自破冰型LNG運(yùn)輸船Christophe de Margerie （圖片來源：SCF）

DSME因其在自破冰型運(yùn)輸船領(lǐng)域強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力于2014年取得了Yamal LNG項(xiàng)目全部15艘破冰LNG運(yùn)輸船的訂單，每艘造價(jià)高達(dá)3.2億美元，比常規(guī)LNG運(yùn)輸船造價(jià)約貴1億美元，屬于超高附加值船舶。我國(guó)自破冰型運(yùn)輸船的技術(shù)儲(chǔ)備相對(duì)較少，破冰LNG運(yùn)輸船的建造尚未涉及,在船型設(shè)計(jì)、冰池試驗(yàn)、低溫材料、設(shè)備防寒防凍等領(lǐng)域尚有較大研究空間。2016年1月，由廣船國(guó)際建造的全球首艘極地重載甲板運(yùn)輸船“AUDAX”交付，是我國(guó)在極地船舶建造領(lǐng)域取得的重大突破，也讓中國(guó)造船寄希望在不遠(yuǎn)的未來進(jìn)軍極地LNG運(yùn)輸船市場(chǎng)。

2、液化天然氣浮式儲(chǔ)存和再氣化裝置（LNG-FSRU）

液化天然氣浮式儲(chǔ)存和再氣化裝置（LNG-FSRU）是長(zhǎng)期定位在特定海域的浮式海上設(shè)施，具有LNG接收、儲(chǔ)存、再氣化并向陸上天然氣管道直接輸送天然氣功能，當(dāng)配備推進(jìn)系統(tǒng)時(shí)，兼具LNG運(yùn)輸船的轉(zhuǎn)運(yùn)功能。LNG-FSRU可以理解為海上LNG接收終端，它相較于傳統(tǒng)陸上LNG接收終端享有投資成本低、建造周期短、便于遷移等優(yōu)點(diǎn)。

全球第一艘LNG-FSRU Golar Spirit號(hào)于2008年在新加坡吉寶船廠（Keppel Shipyard）由一艘LNG運(yùn)輸船改裝而成；第一艘新造LNG-FSRU Independence號(hào)（圖4）于2014年在韓國(guó)現(xiàn)代重工（HHI）建造而成?，F(xiàn)今全球僅有韓國(guó)的三家船廠（現(xiàn)代、大宇、三星）具有新造大型LNG-FSRU的經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)滬東中華造船廠已在2017年獲得2艘174000立方米LNG-FSRU（圖5）訂單，成功打破了韓國(guó)船廠在大型LNG-FSRU新造船市場(chǎng)的壟斷。

3、液化天然氣浮式生產(chǎn)儲(chǔ)卸裝置（LNG-FPSO）

液化天然氣浮式生產(chǎn)儲(chǔ)卸裝置（LNG-FPSO），也被稱為浮式液化天然氣設(shè)施（FLNG），是集海上LNG生產(chǎn)、儲(chǔ)存和裝卸為一體的新型浮式生產(chǎn)儲(chǔ)卸裝置，主要應(yīng)用于邊際氣田的開采和海上油田伴生氣（Oil-associated Gas）的回收，具有建造周期短、造價(jià)低、安全性高、靈活度大等優(yōu)點(diǎn)，市場(chǎng)前景好。

圖4 全球第一艘新造FSRU Independence號(hào)（圖片來源：H?egh LNG）

全球首艘LNG-FPSO PFLNG Satu號(hào)于2016年在韓國(guó)大宇船廠（DSME）建成；全球第二艘LNGFPSO Prelude號(hào)也是現(xiàn)今最大的浮式生產(chǎn)設(shè)施，其長(zhǎng)度為488米，儲(chǔ)存能力達(dá)326000立方米，由韓國(guó)三星重工（SHI）于2017年建成。2017年7月，我國(guó)惠生海工成功交付全球首個(gè)駁船型浮式天然氣液化和存儲(chǔ)設(shè)施Caribbean FLNG號(hào)（見圖6）,標(biāo)志著我國(guó)已躋身全球LNG-FPSO建造市場(chǎng)的領(lǐng)先梯隊(duì)。

4、LNG燃料加注船

隨著排放限制區(qū)（ECA）0.1%燃料限硫令的生效，以及全球0.5%限硫令的日益臨近,越來越多的船東開始考慮將LNG作為船用燃料以滿足燃料新規(guī)。截至2017年底，全球運(yùn)營(yíng)的LNG動(dòng)力船共約120艘，在建LNG動(dòng)力船111艘, 另還有114 艘船舶為L(zhǎng)NG動(dòng)力設(shè)施預(yù)留了空間（LNG Ready）隨時(shí)可改造為L(zhǎng)NG動(dòng)力船。全球LNG動(dòng)力船主要在港口停泊時(shí)通過LNG槽車加注LNG燃料，部分具有LNG加注設(shè)施的港口通過LNG岸站加注或浮式設(shè)施加注。

圖5 滬東中華造船廠174000立方米LNG-FSRU模型（拍攝于2017上海海事展）

圖6 惠生海工建造的全球首個(gè)駁船型浮式天然氣液化和存儲(chǔ)設(shè)施（圖片來源：惠生海工）

2 0 1 7年2月，由韓國(guó)韓進(jìn)重工建造的全球首艘專用LNG加注船Engie Zeebrugge號(hào)（見圖7）順利交付，殼牌（Shell）在韓國(guó)STX重工建造的首艘LNG加注船Cardissa號(hào)也于2017年6月交付，兩船將分別服務(wù)于比利時(shí)澤布呂赫港（Zeebrugge）和荷蘭鹿特丹港（Rotterdam）。2018年2月， 滬 東中華造船廠簽訂了1艘1860 0立方米 LNG加注船的合同，該船是全球最大LNG加注船，將為全球最大22000TEU集裝箱船供應(yīng)LNG燃料。全球LNG動(dòng)力船的數(shù)量還將繼續(xù)增長(zhǎng)，相應(yīng)的LNG燃料加注船也將配套增長(zhǎng)，市場(chǎng)巨大。

圖7 全球首艘專用LNG加注船Engie Zeebrugge號(hào)（圖片來源：NYK）

LNG運(yùn)輸船歷經(jīng)幾十年的技術(shù)革新，不斷向大型化、高效化、節(jié)能化、安全可靠等方向發(fā)展，同時(shí)還衍生出極地LNG運(yùn)輸船、LNGFSRU、LNG-FPSO、LNG燃料加注船等新的產(chǎn)業(yè)方向。我國(guó)在LNG運(yùn)輸船的建造市場(chǎng)中已占據(jù)了一席之地，但需要承認(rèn)的是部分LNG運(yùn)輸船關(guān)鍵技術(shù)還掌握在歐美等傳統(tǒng)技術(shù)強(qiáng)國(guó)手中，我國(guó)在努力爭(zhēng)取全球LNG運(yùn)輸船及相關(guān)產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)份額的同時(shí)，還應(yīng)繼續(xù)對(duì)科研技術(shù)進(jìn)行深入的研究，爭(zhēng)取早日獲得全球LNG運(yùn)輸船市場(chǎng)和技術(shù)的雙重主導(dǎo)權(quán)。