摘 要:對船用LNG產(chǎn)業(yè)的益處、相關(guān)政策及標(biāo)準(zhǔn)、發(fā)展現(xiàn)狀、市場前景及面臨的問題進行分析,提出了4方面建議。
關(guān)鍵詞:LNG燃料動力船舶;船用LNG:躉船式LNG加氣站;船舶油改氣
Current Situation and Suggestion on LNG Industry Development for Ships
Abstract:The advantages,relevant policy and standards,development status.market prospect and problems faced by LNG industry for ships in China are analyzed,and four suggestions are also put forward.
Keywords:LNG powered ship;LNG for ships;barge-type LNG filling station:conversion from oil to gas for ships
1 概述
船舶使用液化天然氣(LNG)作為燃料來替代船用燃料油,能夠調(diào)整能源結(jié)構(gòu),緩解油品供應(yīng)緊張局面,應(yīng)對油價波動影響。與傳統(tǒng)船用燃料油相比,LNG在環(huán)保、安全、經(jīng)濟性以及社會效益等方面均具有明顯優(yōu)勢。
發(fā)展LNG燃料動力船,對改善江河水質(zhì)和沿岸城市空氣質(zhì)量具有積極作用。推廣LNG在船舶上的應(yīng)用,對優(yōu)化我國交通領(lǐng)域能源結(jié)構(gòu),促進能源高效利用,實現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)具有重要的戰(zhàn)略意義和現(xiàn)實意義。
2 船舶使用LNG的益處
2.1 船舶使用LNG將大大改善水、氣環(huán)境
在船用燃料使用方面,除運河、湖泊內(nèi)運行的小型船舶使用柴油外,遠(yuǎn)洋、近海以及長江等內(nèi)河運輸船舶基本使用船用燃料油。根據(jù)中商情報網(wǎng)2011年發(fā)布的《2011—2015年中國燃料油行業(yè)調(diào)研分析及市場預(yù)測報告》,預(yù)計到2015年,我國船用燃料油的需求量將由2010年的1396×104t/a增長到1867×104t/a。根據(jù)國家有關(guān)車船用燃料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),船用燃料油中硫化物等的允許含量遠(yuǎn)超過車用燃料油允許含量的上限,其中船用殘渣燃料油的總硫含量達到車用汽油(國IV)的400~700倍,是車用柴油的57~100倍,具體比較見表l。
根據(jù)國際海事組織(IMO)的規(guī)定,從2012年1月1日起,在世界范圍內(nèi),船用燃料油硫含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))上限從4.5%降低到3.5%,目前硫含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))平均值為2.7%~2.8%,我國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17411—2012《船用燃料油》也根據(jù)上述規(guī)定進行了調(diào)整。國際海事組織對全球船用殘渣燃料油的統(tǒng)計分析也表明:在過去一段時間內(nèi),硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)在2.5%~3.0%區(qū)間內(nèi)的船用殘渣燃料油占全部船用殘渣燃料油的比例為25%,大部分船用殘渣燃料油的硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)處于2.0%~3.5%范圍(見圖1),硫含量遠(yuǎn)高于車用燃料中的硫含量。
在LNG與柴油混合比例(質(zhì)量比)為7:3的工作狀態(tài)下,LNG-柴油混合燃料發(fā)動機與柴油單燃料發(fā)動機相比,硫氧化物和顆粒物排放量均降低60%~70%,氮氧化物排放量降低約35%~40%,二氧化碳排放量降低約20%~28%[1]。
2.2 LNG安全性高于燃料油
LNG屬低溫液體,發(fā)生泄漏事故時會很快自然氣化成天然氣,沒有殘留物。天然氣密度比空氣小,很快在空氣中揮發(fā)擴散。天然氣著火溫度和空氣中最小點火能均高于汽、柴油和LPG,瞬間著火也比油品類慢。從使用安全性上考慮,LNG比汽油、柴油安全。天然氣與汽、柴油特性參數(shù)比較見表2。
普惠飛機公司(Pratt&Whitney Aircraft)在20世紀(jì)60年代就對LNG、航空煤油進行了燃燒對比實驗,并得出LNG與燃料油相比具有更低的火焰擴散能力、更小的火焰、火焰附著能力和蔓延能力低的結(jié)論,實驗表明LNG的安全性要高于汽、柴油等燃料油。此外,美國德克薩斯大學(xué)能源經(jīng)濟中心于2006年11月編寫的《LNG的安全與保安》(LNG Safety and Security)中對液化天然氣與液化石油氣、汽油、柴油類液體燃料的特性進行了比較(見表3),同樣說明了LNG的優(yōu)勢。
2.3 LNG經(jīng)濟性好于柴油及低硫燃料油
長江上運營的總噸位為1808t的“紅日166號”干散貨船,使用2臺濰柴X6170ZC發(fā)動機,單臺功率為441kW。改造成LNG-柴油混燃后,自2011年4月至l2月共進行了7個航次近14000km試驗,試驗結(jié)果表明:與之前使用柴油單燃料發(fā)動機相比,改造成LNG-柴油混合燃料發(fā)動機后,柴油的平均替代率為60~70%,燃料成本下降20%~30%。
對于2000t級的散貨船,船舶改造費用約為55×104元,改造使用LNG一柴油雙燃料后,投資回收期為2.2年,運營企業(yè)的贏利能力大大增強[2]??梢?,LNG替代柴油具有良好的經(jīng)濟性。
3 LNG船舶發(fā)展相關(guān)政策及標(biāo)準(zhǔn)
3.1 相關(guān)政策
白2011年起,國家及地方對于船舶節(jié)能減排以及LNG船舶發(fā)展出臺了一系列政策。
國務(wù)院文件(國發(fā)[2011]2號)《關(guān)于加快長江等內(nèi)河水運發(fā)展的意見》中將內(nèi)河水運發(fā)展上升為國家戰(zhàn)略層面,提出“利用10年左右的時間,建成暢通、高效、平安、綠色的現(xiàn)代化內(nèi)河水運體系”。國務(wù)院文件(國發(fā)[2011]26號)《“十二五”節(jié)能減排綜合性工作方案》中要求,要大力推廣使用清潔能源,節(jié)約和替代石油。
交通運輸部文件(交政法發(fā)[2011]315號)《公路水路交通運輸節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃》中明確要求,至“十二五”末,“與2005年相比,營運船舶單位運輸周轉(zhuǎn)量能耗下降15%,其中海洋和內(nèi)河船舶分別下降16%和l4%;單位運輸周轉(zhuǎn)量CO2排放下降16%,其中海洋和內(nèi)河船舶分別下降17%和l5%。”交通運輸部文件(交水發(fā)[2011]474號)《“十二五”水運節(jié)能減排總體推進實施方案》提出,要完善水運節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,把“內(nèi)河柴油和LNG混合動力船舶技術(shù)”等列入重點試點項目。交通運輸部文件(交水發(fā)[2013]625號)《關(guān)于推進水運行業(yè)應(yīng)用液化天然氣的指導(dǎo)意見》提出,到2015年,內(nèi)河運輸船舶能源消耗中LNG的比例達到2%以上,到2020年達到10%以上,且用能結(jié)構(gòu)得到改善。
國家發(fā)展和改革委員會([2012]第15號令)《天然氣利用政策》中明確將在內(nèi)河、湖泊和沿海航運的以天然氣(尤其是液化天然氣)為燃料的運輸船舶(含雙燃料和單一天然氣燃料運輸船舶)劃分為優(yōu)先類用戶,并提出對優(yōu)先類用氣項目,地方各級政府可以在規(guī)劃、用地、融資、收費等方面出臺扶持政策。
國家財政部、交通運輸部于2014年4月9日下發(fā)了(財建[2014]61號)《關(guān)于印發(fā)<內(nèi)河船型標(biāo)準(zhǔn)化補貼資金管理辦法>的通知》:新建船舶總噸位不低于400t的LNG船舶(應(yīng)已取得有效的船舶登記證書、船舶檢驗證書和船舶營運證書),在2013年10月1日至2015年3月31日期間建造完工的,根據(jù)主機功率不同,給予單船補貼85×104~140×104元;在2015年4月1日至2015年12月31日期間建造完工的,根據(jù)主機功率不同,給予單船補貼63×104~100×104元。
各地也結(jié)合地區(qū)特點制定相應(yīng)政策,支持和鼓勵發(fā)展LNG船舶。江蘇海事局精心組織和推動LNG水上加氣站技術(shù)規(guī)范制定、船舶LNG燃料動力改造和LNG水上加氣站試點項目工作。江蘇省交通運輸協(xié)會文件(蘇交協(xié)[2012]6號)《江蘇省公路水路客貨運輸企業(yè)推廣使用天然氣車船發(fā)展綠色運輸實施方案》提出:近幾年內(nèi)改造LNG船舶100~200艘。
各類政策的出臺,對于LNG燃料動力船和加氣站的發(fā)展具有利好的促進作用。
3.2 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
2012年9月,國家海事局、國家能源局聯(lián)合啟動了“LNG燃料動力船舶加注模式和加注站研究”的課題,江蘇海事局作為課題主要承擔(dān)單位,牽頭聯(lián)合中國船級社江蘇分社、江蘇省海外企業(yè)集團有限公司、南京港華燃?xì)庥邢薰締恿怂螸NG加氣站的建設(shè)。2013年9月18日,中國船級社頒布了《天然氣燃料動力船舶規(guī)范(2013)》;2013年11月4日,國家海事局頒布了《內(nèi)河天然氣燃料動力船舶法定檢驗暫行規(guī)定(2013)》;2014年2月18日,中國船級社頒布了《液化天然氣燃料水上加注躉船入級與建造規(guī)范(2014)》。上述規(guī)范的頒布一定程度上為船用LNG的發(fā)展提供了規(guī)范依據(jù),為我國LNG燃料動力船舶的發(fā)展提供了有力保障[3]。
此外,國家現(xiàn)有的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范如GB 50028—2006《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范》、GB 50156—2012《汽車加油加氣站設(shè)計與施工規(guī)范》、JTS l65—5—2009《液化天然氣碼頭設(shè)計規(guī)范》等相關(guān)設(shè)計建造標(biāo)準(zhǔn)也能夠?qū)Π痘絃NG加氣站的建設(shè)起參考作用。
4 國內(nèi)LNG船舶發(fā)展現(xiàn)狀和市場前景
4.1 發(fā)展現(xiàn)狀
在LNG燃料動力船方面,2010年8月3日,京杭大運河水域第一艘LNG一柴油混合動力船“蘇宿貨1260號”3000t級運沙船試航成功(江蘇省宿遷市地方海事局牽頭,北京油陸集團公司等公司參與實施);2010年8月,長江第一艘LNG-柴油雙燃料拖船“武拖輪302號”在武漢成功下水試航(湖北西藍天然氣公司與武漢輪渡公司合作改造)。目前,江蘇、湖北、安徽、重慶、廣西、江西、福建等省市已經(jīng)開展或即將進行船舶燃料油改氣示范項目。在船舶改造方面,除長江中已經(jīng)運行的5艘船外,正在改造的約30艘,批準(zhǔn)進行改造的約100艘。
在LNG水上加氣站方面,除江蘇海企港華燃?xì)獍l(fā)展有限公司于2013年9月26日投運的“海港星1號”水上加氣躉船外(由南京市燃?xì)夤こ淘O(shè)計院有限公司與長江船舶設(shè)計院聯(lián)合設(shè)計),已經(jīng)建成或已批準(zhǔn)建設(shè)的躉船式水上加氣站約10艘。在長江水域除江蘇、湖北外,重慶、安徽也有多家企業(yè)開始了水上LNG加氣站的建設(shè),天津渤海灣、山東微山湖、廣西西江水域、湖南湘江水域、江西鄱陽湖、江蘇京杭大運河等地也同樣有多家企業(yè)開始建設(shè)岸基式或躉船式水上LNG加氣站。
國家海事局和國家能源局組織相關(guān)單位進行的LNG船舶改造、加氣站建設(shè)等相關(guān)課題的研究已經(jīng)基本完成,有關(guān)試點工作也有望進一步加快推進及建設(shè)。
4.2 市場前景
根據(jù)交通運輸部((2013年交通運輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報》,截至2013年底,我國現(xiàn)有內(nèi)河運輸船舶15.91×104艘、沿海運輸船舶11024艘、遠(yuǎn)洋運輸船舶2457艘。2013年,全國完成水路貨運量55.98×108t、貨物周轉(zhuǎn)量79435.65×108t·km,平均運距1419.04km;在全國水路貨運中,內(nèi)河貨物周轉(zhuǎn)量11514.14×108t·km,沿海運輸完成貨物周轉(zhuǎn)量19216.14×108t·km,遠(yuǎn)洋運輸貨物周轉(zhuǎn)量48705.37×108t·km。能耗方面,2013年全年內(nèi)河、沿海和遠(yuǎn)洋貨運企業(yè)燃料油耗量為1650.15×104t,按燃料油低熱值為44MJ/kf、天然氣低熱值為36MJ/m3進行等熱量折算,則折合標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)天然氣200.49×108m3,預(yù)計2015年船用燃料油折算標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)天然氣約為230×108m3。2013年船用燃料油估算見表4。
目前,交通運輸部文件(交水發(fā)[2013]625號)《關(guān)于推進水運行業(yè)應(yīng)用液化天然氣的指導(dǎo)意見》僅對內(nèi)河運輸船舶能源消耗中LNG的比例提出了要求:到2015年,內(nèi)河運輸船舶能源消耗中LNG的比例達到2%以上,到2020年達到10%以上,且用能結(jié)構(gòu)得到改善。如果沿海和遠(yuǎn)洋船舶也有明確的目標(biāo)要求,船舶使用LNG的發(fā)展前景將非常樂觀。
5 LNG船舶發(fā)展存在的問題
5.1 高含硫、高污染船用燃料油替代相對困難
在船用燃料油使用方面,除運河、湖泊內(nèi)運輸?shù)男⌒痛巴ǔJ褂貌裼屯?,遠(yuǎn)洋、長江以及近海運輸船舶基本使用船用燃料油,且相當(dāng)一部分使用價格便宜的船用殘渣燃料油,相對于這一類油品,LNG將不具備價格優(yōu)勢或優(yōu)勢不明顯。
《國際防止船舶造成污染公約(MARPOL)》在附則Ⅵ中對船舶氧化硫減排區(qū)域與燃料油硫控制作出了明確規(guī)定(見表5)。如果我國在船舶污染減排上沒有諸如此類嚴(yán)格的環(huán)保措施,將難以推動以LNG替代高污染的船用燃料油,也就對環(huán)境改善難以發(fā)揮作用,更不用說達到減排目標(biāo)了。
5.2 補貼政策難以短期內(nèi)改變船舶燃料現(xiàn)狀
國家財政部、交通運輸部于2014年4月9日下發(fā)了(財建[2014]61號)《關(guān)于印發(fā)(內(nèi)河船型標(biāo)準(zhǔn)化補貼資金管理辦法)的通知》,僅對新建且適合其補貼政策的船舶進行不等金額的補貼,未涉及改造船舶的補貼。而船舶改造使用LNG作為燃料的改造費用為每艘船舶50×104元以上(以“紅日166號”為例)。高昂的改造費用使目前以柴油為燃料的船舶的改造積極性大受影響。因此,現(xiàn)有的補貼政策不能促進現(xiàn)有15.9×104艘船舶中符合改造條件的船舶改用LNG,也將影響到環(huán)境改善和減排目標(biāo)的實現(xiàn)。
5.3 內(nèi)河LNG運輸亟待開禁
由于LNG船舶單次加氣量大,加氣站需要較大儲量的LNG儲罐,岸基式加氣站和接岸躉船式加氣站是依靠LNG汽車槽車進行補充,其補充車次和運輸量都將大大增加。但獨立躉船式LNG加氣站(四周沒有與陸地連接的通道)的LNG補給只能依靠LNG運輸船。目前,內(nèi)河LNG船舶運輸尚未開禁,加氣站的LNG補充方式如果不能盡快得以改善,或者雖然開放但如果設(shè)置諸如海上LNG運輸那么苛刻的限制條件(例如JTS 165—5—2009《液化天然氣碼頭設(shè)計規(guī)范》第5.6.3條規(guī)定,當(dāng)液化天然氣船舶在進出港航道航行時,除護航船舶外,其前后各1n mile即1.852km范圍內(nèi)不得有其他船舶航行),也將影響該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進程。
5.4 相關(guān)立法和政策有待完善
船用LNG產(chǎn)業(yè)推廣初期,政府多以部門規(guī)章進行規(guī)范化管理,尚未以法律的形式明確監(jiān)管主體、程序和處罰依據(jù)等,在項目準(zhǔn)入、安全監(jiān)管、資質(zhì)審批、行政處罰等方面也無行政許可依據(jù),無法可依的局面困擾著船用LNG產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。即便在監(jiān)管政策不明的情況下,項目建設(shè)也和其他項目一樣面臨審批環(huán)節(jié)多、部門多、程序多等問題,這些問題很大程度上也制約了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的推進速度。
5.5 技術(shù)路線的確定應(yīng)考慮經(jīng)濟實用
《天然氣燃料動力船舶規(guī)范(2013)》和《內(nèi)河天然氣燃料動力船舶法定檢驗暫行規(guī)定(2013)》對船舶改造、水上LNG加氣躉船的建設(shè)予以規(guī)范,但同時要求一些嚴(yán)苛的技術(shù)要求和建站條件,使得船舶改造和躉船式加氣站的建設(shè)成本大幅攀升,影響了項目投資回收期和收益率,也一定程度上影響了行業(yè)發(fā)展。在國家海事局文件(海事局 海船檢[2012]48號)《關(guān)于明確LNG燃料動力船舶改造試點工作有關(guān)事宜的通知》中對燃料動力船提出“一船一改一審批”的要求,也使得項目推進緩慢。
6 船用LNG產(chǎn)業(yè)發(fā)展的對策和建議
影響船用LNG產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素包括基礎(chǔ)設(shè)施的缺乏、船舶技術(shù)的約束、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的滯后以及公眾對于天然氣認(rèn)識的不足等等。未來大范圍推廣應(yīng)用船用LNG需要政府和企業(yè)從政策、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、行業(yè)技裝水平等多方面共同努力。
6.1 加強規(guī)劃引導(dǎo),優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局
加強規(guī)劃引導(dǎo)作用,提高規(guī)劃科學(xué)性和項目建設(shè)水平,從而優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局。國內(nèi)外行業(yè)發(fā)展經(jīng)驗教訓(xùn)和多年的實踐表明,一個城市或地區(qū)選擇船用清潔能源應(yīng)基于以下3點:符合能源資源條件和國家能源戰(zhàn)略,擁有能迅速推廣并產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)支撐,資源與成本有競爭優(yōu)勢。
6.2 加強政策支持,促進行業(yè)發(fā)展
船用LNG產(chǎn)業(yè)發(fā)展與各地能源獲得條件、技術(shù)經(jīng)濟基礎(chǔ)、市場需求導(dǎo)向有很大關(guān)系。但無論各地船用LNG產(chǎn)業(yè)發(fā)展起因是基于能源問題、環(huán)境問題還是產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要,政府強有力的支持始終是最重要因素,特別是在產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步階段。相關(guān)的政策有:投入資金支持新技術(shù)開發(fā)應(yīng)用、施以強制性控制手段如嚴(yán)格尾氣排放法規(guī)等限制、給予稅收減免、價格政策調(diào)節(jié)以及必要的溝通性宣傳等。
6.3 加強科技支撐,完善相關(guān)法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)
船用LNG的發(fā)展要以重點科技攻關(guān)項目為龍頭,走政府引導(dǎo),產(chǎn)、學(xué)、研、用集成發(fā)展道路。加強LNG儲存運輸和LNG動力船舶改裝等技術(shù)研發(fā),全面掌握船用LNG加氣站用設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)。
要跟蹤技術(shù)發(fā)展趨勢,為適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要,加大LNG船舶和加氣站標(biāo)準(zhǔn)化方面的研究力度,在引進、實踐和總結(jié)的基礎(chǔ)上,盡快頒布適合我國自身條件的船用LNG加氣站相關(guān)的法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,以指導(dǎo)船用LNG應(yīng)用領(lǐng)域的設(shè)計、施工和運行管理。
6.4 加強工程示范,提升行業(yè)技裝水平
通過建設(shè)示范工程,對相關(guān)技術(shù)、設(shè)備、運行、管理進行總結(jié),以利于培育研發(fā)、設(shè)計、裝備制造、船用LNG服務(wù)和管理人才隊伍,同時關(guān)鍵設(shè)備應(yīng)逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化。
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