山东省LNG双燃料动力船发展现状与建议
赵庆亮+管义锋+耿培腾+李岳洋+裴志勇
摘 要：本文介绍了国内外LNG双燃料动力船的发展现状以及山东省LNG动力船舶的状况，分析了国内LNG双燃料动力船发展中的问题，并结合山东省航运条件，给出了LNG双燃料动力船发展的建议。
关键词：LNG双燃料动力船；发展现状；山东航运；船舶改造
中图分类号：U677.2 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2016）11-0027-03
国际海事组织（IMO）所颁布的《防止船舶造成污染国际公约》（MARPOL）附则VI，将对全球及排放控制区逐步实施更加严格的NOx和SOx排放要求。传统的船舶采用柴油作为主要燃料，限制NOx和SOx排放成本较高且成效有限，LNG燃料具有清洁环保、经济高效的优势，对节能减排、优化能源结构、改善空气质量和保护水域污染意义重大。
船舶LNG发动机分为两种，即LNG单燃料和柴油-LNG双燃料。单燃料发动机使用天然气完全代替柴油，双燃料发动机是在现有柴油机的基础上，增加LNG供气系统及双燃料电控喷射系统，从而实现发动机的纯柴油和柴油-LNG混燃两种工作模式。由于国内船舶LNG加气站等配套设备不健全，现阶段LNG单燃料船较少。柴油-LNG双燃料发动机可以实现柴油和柴油-LNG两种工作模式，在现阶段被广泛使用。据报道，某双燃料动力船工作于双燃料模式时，SOx减排100%，CO2减排17%，NOx减排88%，可吸入物及噪声等也相应减小。如果在全国内河、沿海推广应用，将产生巨大的经济和生态效益。
1 LNG燃料动力船发展现状
1.1 国外LNG燃料动力船
国外对LNG动力船舶的研究与建造较国内早很多，主要以挪威为代表，其LNG动力技术、理论方面都走在世界前列。2001年，当时的挪威船级社（DNV）已经制定出液化天然气动力燃料船规范，目前，国际上的LNG单燃料或双燃料船舶大多入DNV级。截止到2012年，全球入籍DNV且正常运营的LNG燃料船舶已超过20艘（不含LNG运输船）。
截止到2013年11月，北欧以客渡船、平台供应船为主的两大类共60艘LNG燃料动力船舶正在运营；美国有24艘LNG动力和预备动力船舶待建，总造价约30亿美元；日本、韩国等也开展了各种LNG动力船舶的设计和研究工作，如NK与三菱重工开展的“推进天然气燃料动力船综合性研究”课题，韩国于2012年建造了首艘LNG燃料动力客滚渡轮“Eco-nuri”号。
1.2 国内柴油-LNG双燃料动力船
我国2010年左右开始将LNG作为船用燃料，LNG动力船舶的起步较晚，且多为双燃料动力船，由旧船改造而成，技术水平相对落后。近两年国家密集出台了一系列政策来推进LNG动力船舶，相关企业、高校、科研院所等也积极投入到LNG动力船舶研究中，使其得以快速发展。近年来建造或改造的部分柴油-LNG双燃料动力船如表1所示。
与此同时，我国也在大力推进配套设施的建设工作。据不完全统计，至2014年7月，我国正在规划的LNG加注趸船有30多艘，除加注趸船外，多座岸基式加注站也在规划建设。同时数艘LNG加注船也在规划设计中。
随着配套设施的健全，国内内河纯LNG动力船也在悄然兴起。2015年3月18日，“绿动6002”轮试航成功，该船的成功交付标志着国内首艘内河纯LNG动力干货船投入营运。同日，我国首批纯LNG动力示范船在盐城市江苏勤丰船业有限公司开工建造，该批船共三艘，其中53m一艘、58m两艘。
2 山东省LNG双燃料动力船发展现状
2.1 行业发展趋势
2015年11月23日，《山东省京杭运河航运污染防治办法》审议通过，自2016年3月1日起正式施行。《办法》实施对京杭运河船舶升级改造、运力结构调整带来积极影响，鼓励京杭运河船舶使用LNG燃料动力。随着我国调整能源结构、节能减排政策的实施，内河船舶采用LNG燃料动力正成为新的行业发展方向，“畅通、高效、平安、绿色”渐渐成为航运的主题与趋势。
2.2 山东省LNG双燃料动力船取得成就
2.2.1 船用LNG发动机
山东省的潍柴公司从2008年开始LNG船用天然气发动机的研发，目前已完成WP12C、X6170等机型的整体设计，并完成了WP12C、8200等机型的实验。其中WP12C350NG船用天然气发动机是国内首个通过中国船级社认证的纯天然气船用发动机。潍柴170系列双燃料发动机是以X170系列柴油机为母型的新一代节能环保型发动机，该型发动机排放可达到IMO第II阶段要求，常用负荷点燃油替代率达到80%以上，综合燃油替代率高于70%。
2.2.2 LNG双燃料动力船
山东省LNG双燃料动力船主要有2013年改造的“鲁济宁货2535”号及2015年由江苏科技大学、江苏现代造船技术有限公司主持设计的“鲁枣庄货2662”和“鲁枣庄货3666”号。其中“鲁枣庄货2662”和“鲁枣庄货3666”号为山东省第一批新建LNG双燃料动力船，于2015年3月23日在枣庄成功下水试航，填补了山东省LNG应用于内河新建船舶领域的空白。相较于传统的燃油船舶，所建LNG动力船舶燃油替代率可达70%，机油消耗及发动机噪音降低20%，硫氧化合物可减排70%，氮氧化合物减排85%，二氧化碳减排20%，具有显著的环保性。
“鲁枣庄货2662”和“鲁枣庄货3666”设计过程中，对LNG双燃料动力船型合理性、安全性、经济性等要素进行了大量调研，同时对船用LNG储气罐、气罐连接处所、热交换器及结构形式等进行了深入研究，并对LNG双燃料动力船进行了船体强度分析，优化了气体管路、通风管道以及监测报警系统等。其成功建造完成了对内河船舶LNG双燃料货船关键技术的突破，并为以后LNG双燃料动力船的设计、建造提供了参考和借鉴。
3 LNG双燃料动力船发展遇到的问题
LNG双燃料动力船的良好发展态势的背后仍存在诸多问题，多种因素制约着国内LNG双燃料动力船的发展。根据国内学者分析，当前LNG动力船发展存在如下几个突出问题。
3.1 资金问题
资金是制约LNG船舶发展的最直接因素。在LNG双燃料动力船发展初期，政策所给予的资金补贴，加之LNG相对于柴油的价格优势是推动LNG动力船舶快速发展的主要动力。根据2014年财政部和交通部联合发布的《内河船型标准化补贴资金管理办法》，新建LNG动力示范船单船补贴85-140万（约占新建差价成本80%）。然而，近几年随着政府补贴的相应减少，新建LNG动力船的经济优势减弱。LNG双燃料动力船前期投资较大，加上近年来国际油价的下跌、LNG价格的攀升，其相对于柴油的运营成本优势正逐步丧失。
3.2 基础、配套设施问题
配套设施不健全是造成LNG双燃料动力船这一过渡船型出现的原因之一，同时也制约着LNG动力船的发展。水上加气站的配备不足使得船舶加气十分不便，燃料供给受到制约。LNG加注设施建设也存在诸多政策与管理的不协调，使其布点困难重重。虽然现阶段已有部分水上加气站建设完成，但距供气网络的形成差距大。
3.3 规范与认证问题
我国船舶使用LNG尚处起步阶段，相关技术标准不够健全，技术、法规有待于进一步研究和完善，且产品认证要求高。如已在陆地上广泛使用的LNG储存罐，如应用到船上，涉及到设计、安全、审图、检验等应满足不同的要求。对于双燃料发动机，柴油机和供气系统的控制、安全监控及中央控制单元（ECU）可靠性等方面也需要进一步验证。
4 对山东省LNG双燃料动力船发展的建议
结合国内LNG燃料动力船目前遇到的问题，对山东省以后LNG动力船舶的发展提出如下几个方面的建议。
4.1 提高补贴力度、拓宽筹资渠道
按照《内河船型标准化补贴资金管理办法》规定的补贴政策，自2015年3月31日起，对LNG燃料动力船舶的补贴逐渐减少。在此背景下，山东省需加大补贴力度、拓展融资渠道，以解决船东的资金问题。
（1）加大地方政策补贴力度。《办法》中规定的补贴由中央财政承担，在此之外可对LNG双燃料动力船给与地方性财政补贴。补贴对象可不限于新建LNG动力船舶，同时可对LNG双燃料动力船的改造进行专项补贴、减税或其他补贴方式的资金支持。
（2）拓宽船东筹集资金渠道。山东省内河船舶多为家庭船，船东资金力量较为薄弱，在政策补贴之外，可为其与银行、融资租赁企业等企业搭建桥梁，扩展更新改造资金的渠道。同时可鼓励银行部门为船东开展授信业务，帮助实现水运企业转型升级。
4.2 加大基础、配套设施建设
（1）加快山东省水上LNG加注站建设。近年来，随着相关标准的出台及各大能源公司的涌入，水上加气站将进入快速建设期，但山东省目前仍未建成LNG水上加注站。为促进LNG船舶的在山东省的推广，应与相关能源公司加强合作，加快推进LNG水上加气站建设，为LNG动力船舶及时补充燃料提供保障。
（2）充分利用山东省船用动力研发优势。现阶段船用LNG双燃料发动机产品型号较少，发动机LNG燃料利用效率仍有提升的空间。应利用山东省相关企业在船用发动机上的优势，进一步提高LNG发动机研发能力，为LNG燃料动力船的推广打好基础。
（3）构建LNG动力船舶产业链。山东省LNG动力船舶产业产品相对孤立，可鼓励企业间交流及企业与政府间互动。构建包含发动机、水上加注站等在内的LNG动力船舶核心配件、能源供给、航运服务、特殊部件维修等完整的产业链。
4.3 缩短认证周期
加强跨部门、跨行业的协调工作，对于LNG动力船舶及相关产品涉及的审批、认证、燃料供应、动力配套等一系列环节应互相配合以求更迅速的解决，缩短其从设计到投入运营周期与使用传统燃料船舶的差距。
4.4 其他相关措施
（1）增加宣传教育。使用LNG作为船舶能源对于保护环境具有重要意义，应加大舆论宣传力度，转变观念，加深对LNG的认识，提高船舶使用LNG动力的积极性。
（2）其他政策性支持。为扶持LNG动力船运营，可对LNG动力船施行优先过闸，以缩短其运营周期，提高LNG船舶运营优势。同时可鼓励相关企业优先使用LNG动力船作为运输工具，为LNG动力船舶带来业务竞争优势。
5 结束语
船舶使用LNG作为能源具有巨大的环保优势，世界各国已纷纷开始建造LNG动力船舶，我国的LNG动力船舶也渐渐起步。山东省航运业繁荣，水上运输频繁，推广LNG双燃料动力船是减少污染、改善环境质量的有效举措。现阶段山东省内河LNG动力船舶发展尚处于起步阶段，资金、基础和配套设置、规范法规尚不健全等问题仍亟待解决。但随着我国船舶LNG动力技术的发展以及法规的不断完善，相信不久的将来，山东省LNG动力船舶将会步入快速发展，为山东省内河航运带来新的纪元。
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