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邮轮游艇或迎来LNG燃料时代

时间:2013-9-18 16:59:09来源:欧浦钢网
随着LNG双燃料动力在环保和成本方面的发展,邮轮游艇或将迎来LNG燃料时代。

继三大主流船型成功变身为LNG双燃料动力船后,未来邮轮、游艇、客滚渡船等将迎来LNG燃料时代。

LNG,无论是作为船舶运输的能源,还是用于发动的燃料,都是近年炙手可热的角色,环保需求、燃料成本都是它成为燃料界当红“炸子鸡”的元素。近年,LNG船燃料已经征服三大主流船型,今年又向邮轮、豪华游艇、客滚渡船渗透。德国劳氏船级社(GL)相关项目技术专家信誓旦旦表示:“如果你准备下单,我们就随时准备建造!”目前有关LNG燃料船的投资成本与部分技术难关已经攻克,但LNG燃料船要真正拉开属于自己的时代帷幕,还有很多荆棘待除。

 

客轮改装案出炉

航运业对船舶环保的要求渐次走高,正在执行的能效设计指数(EEDI)明确规定散货船、油轮、集装箱船四个阶段EEDI折减率的要求。所谓折减率即在现行基准下进一步下调。尽管今年还是零,但2015-2019年底要求折减10%2020-2025年底要求折减20%2026-2030年底要求折减30%。趋严的趋势让经营三大主流船舶的船东开始为尊重“游戏规则”而改进,改进方式之一,即考虑使用LNG作为燃料。

那么,以LNG作为船舶燃料在环保方面是否真的不辱使命?以世界第一艘将LNG作为燃料的成品油轮“Bit Viking”号为例,该船在GL指导下,对主机等相关设备进行改建,改建后该船温室气体排放量减少20%~25%,硫化物排放量为零,氮氧化物排放量削减90%,微粒排放量减少99%,效果理想。当时已有业内专家表示航运业将迎来LNG燃料时代。

目前除了油轮外,以LNG为燃料的集装箱船和散货船技术也已成熟,纷纷投资开建。而更令人笃信行业将迎来LNG燃料时代的征兆是,邮轮、豪华游艇、客滚渡船等使用LNG燃料的方案也在成型中。近期GL GasPax论坛上,相关技术专家明确表示:“如果你准备下单,我们就随时准备建造!”

GasPax项目由德国政府(联邦经济技术部)赞助,旨在帮助德国船厂和制造商在LNG燃料领域先人一步。近期项目合作者着手研究在三种客轮上,即在邮轮、豪华游艇、客滚渡船上使用LNG燃料,并拿出了随时可推向市场的方案。

邮轮方面。随着2012年北美排放控制区(ECA)的生效,LNG为邮轮公司保护海洋环境和靠泊港口提供一种更清洁的燃料。Meyer船厂近日设计的双燃料邮轮包括两个618立方米的油箱,双燃料发动机规格为4×9MWz,推进器为2×12.5MW,单使用LNG就能完成通常为一周的航程。据Meyer船厂相关设计人员介绍,该轮是一艘可载客2,000人的中型邮轮。

豪华游艇方面。Lürssen船厂设计的豪华游艇使用立式燃料舱,两个180立方米的C型燃料舱置于居住生活区后。Lürssen船厂博士Bernhard Urban阐述道:“这是一艘110米长、3,600吨的机动游艇的改装项目,配有有关主机舱空气环流的CFD分析结果。”这艘双燃料系统的游艇带来的灵活性与可用性,与使用传统燃料的设计是相同的。该型游艇使用LNG作为燃料可航行2,000~3,000海里,两次添加燃料之间的总航程可达6,000海里。

客滚渡船方面。Flensburger Schiffbau-Gesellschaft公司技术人员正在研发一款双燃料、船长199米、可载客600人客滚渡船。虽然目前客滚渡船尚不受EEDI的限制,但设计该船的技术人员指出:“LNG在该公式的换算因数中比燃油具有重要优势,约占已获EEDI值的26%。”他同时指出,安装LNG设施的额外成本可在一年半至两年内收回,而且与传统燃料相比,大气减排还可节约相当多的外部成本,这在日益严格的规范环境下是一个吸引船东投资的重要因素。

 

燃料舱难题已解

或将迎来LNG燃料时代的另一个可能性即是成本优势。据业内专家分析,LNG燃料比船用残留燃料便宜至少70%,比船用石化燃料至少便宜85%,燃料成本优势显而易见。但使用LNG作为燃料,必须安装燃料舱以备随时供给,必须要有符合规格的燃料气体系统,这是改用LNG燃料作为动力的一大技术难题。因为即使同一类型船舶都会因载重量不同而需要不同尺寸的燃料舱,如果每艘船舶燃料舱都要“量身打造”,就好比是服装界的“高级定制”,会导致成本不菲,不具普及性。

目前这一问题有了解决方法。来自GasPax项目技术组专家介绍,以挪威客滚渡船为例,目前该类船都使用相似的系统,使用一个工作压力为6~8巴的高效真空箱,设计压力往往可达10巴,尽管这无法完全适用于所有的船舶布局,但不失为1,000立方米这种普及性较高的燃料舱的一种可能解决方案。

该技术人员同时表示,在目前的规范框架下,所有LNG船使用的LNG燃料舱维护系统都可用于燃料储存,从小型高压燃料舱至50,000立方米的大型薄膜燃料舱均如此,在理论上也可能适用于大型集装箱船。为了使燃料舱最大范围满足LNG燃料船的需要,该研发机构采用C型燃料舱,其优势在于具有《国际散装液化气体船舶构造和设备规则》(IGC)规定的固有安全性,并且8~10C型圆筒燃料舱能轻松储存3,500立方米及以上燃料。

除了燃料舱问题,燃料添加也是以LNG作为燃料船舶面临的一个严峻挑战,尤其是在亚洲的燃料添加。不同于传统燃料添加所用的软管连接和流程可以是多种多样的,LNG的不同处理要求需要有一种解决方案,以使该型船的日常运营能以传统方式进行并确保安全。在这方面,GL气体技术负责人简述了不断增多的燃料添加设施,以及持续进行的安全标准和指南的制定等情况。该负责人说:“尽管亚洲目前还没有建立任何输入终端来促进小规模的LNG分销,但已有计划在新加坡建立一座LNG添加设施,而且一些工作正在进行中,以开发用于燃料添加的船舶连接头、船员培训标准,并制定必需的流程和港口安全保护措施。”

 

LNG燃料趋势待定

为应对航运业的可持续发展需求,LNG燃料逐渐被重视。首先是之前已经提及的环保要求,欧盟更颁布文件要求采用多种方式减少污染排放。如采用市场机制在欧元区水域控制排放,以及要求船东为碳排放造成的污染付费,使用LNG燃料将有效保证船舶在“硫排放控制区”行驶时没有罚款的后顾之忧。另外,传统石油燃料价格在过去三年里翻了近三倍,这迫使更多船东开始考虑LNG燃料这一高性价比的能源。

LNG燃料要想在更广的范围内得以运用,还有一些荆棘要除。

首先,LNG补给站码头网络太狭窄,目前只有北欧地区有所展开,地域限制太高,亚洲、非洲均无相关设施,极不利于LNG燃料实现全球化战略。

其次,LNG虽然是一种清洁能源,以其作为燃料的主机也不会排放二氧化硫与大气中的PM污染颗粒,并且可减少90%氮氧化物的排放量,比起传统的石油燃料它能减少25%的二氧化碳排放量。但根据燃气轮机型号不同,LNG中的甲烷无法在主机内完全燃烧,会造成残留气体排入大气,这是至今无法忽视与解决的问题。相关专家表示:“如果不完全燃烧额残留甲烷排放量较多的话,最终会削弱控制温室效应的成果。”

再次,便是实际的成本问题。LNG用于船舶燃料的研究课题方面,重点在于如何有效地配置燃料舱。要储存LNG必须先进行极低温冷却后液化,与常规的柴油燃料相比,燃料舱的容积需要大2~3倍。并且燃料舱造价较高,因此LNG燃料新船造价要比常规船高10%~20%。根据船舶类型和船龄的差异,一般需额外投资数十万到数百万美元。除了客滚渡船的投资回报期有望在一年半至两年内收回,大部分改装船的投资回报期会在两年以上,这超过了许多船东的接受度。

最后,发动机制造商也正忙于研发新一代柴油机,优化用于减少燃料消耗和排放。新一代柴油发动机通过水燃烧方式,氮氧化物排放量约降低40%PM可有效降低40%,二氧化碳排放量可降低5%。虽然在环保方面不及LNG燃料,但若采用新一代柴油机可省去高昂的燃料舱添置成本,并且投资回报期短,几乎有立竿见影的效果。在经济形势普遍弱势的情况下,新一代柴油机吸引了不少船东的目光。形象地说,LNG是燃料领域的“高富帅”,而柴油注定是“屌丝”,但“高富帅”目前对大部分船东而言,高不可攀,“屌丝”却是极亲民的。综合来说,尽管LNG燃料正在涉猎各种船型,但LNG燃料时代并不会说来就来。

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