LNG混合動力船優勢幾何

江蘇省交通運輸廳 金 凌

所謂LNG混合動力就是在船舶現有柴油機的基礎上，增加一套LNG供氣系統和柴油LNG雙燃料電控噴射系統，通過電子轉換開關，可實現單純柴油燃料狀態下和油氣雙燃料狀態下兩種運行模式，將船舶單一的柴油動力改造為柴油LNG雙燃料動力，通過采用LNG部分替代柴油燃料，達到節省燃油和降低排放的雙重目的。

“藍色動力”的特點

2009年8月，由江蘇省宿遷市地方海事局牽頭，聯合江蘇藍色船舶動力有限公司等8家單位成立了“LNG在運輸船舶上應用”的項目研究組。2010年上半年，進行了實船試驗，改裝后的試驗船已在京航運河安全行駛了1萬多公里，各項技術指標基本達到設計標準，取得了實船試驗的成功。2011年3月，研發單位又對其技術實施了二次升級，升級后的技術較之前具有更充分的燃料燃燒效率、更安全的監測與處置系統和更智能的操控性能。

船舶采用柴油LNG雙燃料動力后，柴油的平均替代率達到60%至70%，可實現硫氧化合物減排85%～90%，二氧化碳減排15%～20%，同時，噪聲污染、煙塵、廢油水排放也大大降低。據測算，江蘇蘇北運河上3萬艘船舶經過改造，使用柴油LNG雙燃料動力后，每年可減排硫氧化合物3.1萬噸，氮氧化合物3.2萬噸，二氧化碳37.5萬噸。

目前，京杭運河載重2000噸的干貨船，平均每年每艘船消耗柴油60噸，而采用柴油LNG雙燃料動力后，約消耗42噸LNG和18噸柴油，至少能節省燃料費用15萬元。一般情況下，船舶改造成本在兩年內通過燃料費用的節省就能收回。如果在京杭運河營運的3萬艘船舶都推廣使用“藍色動力”，那么每年將節約燃料費用45億元。

以柴油為燃料的船舶機艙油污重、噪音大，改裝雙燃料動力后，油污、煙塵和噪音都大幅下降，船員的工作生活環境得到很大改善。同時，由于裝備了智能化的安全監測與處置系統，一旦有可燃氣體泄露，就會自動報警，自動切斷天然氣管路，啟動防爆通風機，隔開儲罐與艙室和機艙，確保船舶運營安全和船員生命安全。此外，采用LNG燃料，即使船舶發生沉沒事故，也不會出現由于使用柴油燃料導致大面積水域污染的現象。

京杭運河江蘇段年船舶通過量超過2億噸，貨運量超過1億噸。未來3至5年，如果該技術被運河推廣應用，將吸引投資20多億元用于設立研發改裝生產基地，并推動運河沿線油氣站布置，大大促進節能環保產業發展。如果在全國內河、沿海推廣應用該技術所產生的經濟和生態效益不可估量。

實船改裝的核心技術

據了解，2010年6月18日，項目組召開了船用柴油LNG混合動力項目實船試驗圖紙設計及設計說明內審會議。會議通過實船改裝設計，并確定一艘名為“蘇宿貨1260號”干貨船為試驗船，柴油機型號為X6170ZC-19，改裝安裝以及調試在宿遷上壩船廠。

首先，船體改造。針對試驗船船體本身的特點，進行了LNG儲罐位于船體尾部的空閑區，設計了一個高度為76厘米的底座。底座與甲板是焊接連接，儲罐與底座是螺栓連接。儲罐相鄰廚房和起居室的一側都加了一道隔離空倉。儲罐頂部是敞開的。氣化器占用了部分盥洗室的空間。

其次，船用柴油LNG混燃系統。根據船的空間特點安裝連接了船用柴油LNG混燃系統，依次為：LNG儲罐、氣化器、氣體流量計、電動截止閥、不銹鋼管路、阻火器、減壓穩壓閥、噴射閥、柴油機。

第三，安全與消防。在LNG儲罐位置安裝了2個可燃氣體探測器，在機艙內安裝了4個可燃氣體探測器。在機艙兩側頂部位置安裝了兩臺軸流防爆風機。一旦有可燃氣體泄露，濃度達到天然氣燃爆點的20%就進行聲光報警，并自動啟動軸流風機進行強制排風換氣。如果濃度達到燃爆點的40%，則自動切斷電動截止閥。上述動作過程全部是自動控制。另外在儲罐位置和機艙內各擺放了兩臺干粉滅火器。

最后，電路改造。根據船用發電電壓不穩定的特點進行了穩壓和電壓逆變等設計，確保滿足控制系統和軸流風機用電的需要。

2010年8月8日，實船試驗試航開始，經過了200多個小時的空載和滿載3000噸試驗表明，采用柴油LNG混合動力技術后，動力性能和原來基本保持一致，完全能夠滿足原船的要求；柴油的平均替代率為60%～70%，按當時市場價計算，燃料費用的節省為20%～30%；環保性能大為改善，據《中國石油和石化工程研究會》咨詢報告顯示，使用LNG，硫氧化合物100%減排，氮氧化合物減排80%～90%，二氧化碳也減排10%～15%。同時，煙塵、廢油水的排放都大為降低，噪聲也有所降低。

2010年8月25日，試驗船正式交付給船東使用，轉入常態運行。截止2010年12月31日，航程已達6000公里。

相關技術標準期待完善

大量試驗和研究表明，柴油LNG雙燃料動力技術已經初步具備了推廣應用的條件。為迅速把科研成果轉化為現實生產力，還需進一步做好以下幾個方面的工作。

一是開展加油加氣站規劃。為滿足柴油LNG雙燃料動力船舶加油加氣的需求，需沿河布置加油加氣站，近期首先開展加油加氣站布點規劃。本著“先大船后小船、先京杭運河后兩縱四橫干線航道”的原則，初步規劃，力爭2013年在京杭運河江蘇段布置36座加油加氣站，逐步形成京杭運河示范效應，力爭2015年在江蘇兩縱四橫干線航道上布置不少于100座加油加氣站，打造江蘇內河綠色水運。

二是研究制定相關技術標準。目前，中國船級社已經完成《氣體燃料動力船舶檢驗指南》（報批稿），江蘇藍色船舶動力有限公司初擬了柴油-LNG雙燃料動力系統《操作手冊》和《船員安全作業及維護須知》。為順利實現LNG在運輸船舶上的應用及推廣，還將進一步研究制定相關技術標準，主要包括兩個方面：一是進一步完善規范、標準體系。全力推進《氣體燃料動力船舶檢驗指南》的出臺；加快推進改裝船廠評估和船舶設施設備產品的認證認可；進一步完善并頒布船員操作指南，開展船員培訓和發證工作。二是實現船舶改造技術標準化。進一步優化儲罐及管路設計，針對不同類型、不同噸位的船舶，提出不同的設計方案，并制定相關的施工工藝流程，實現設計、施工的規范化和標準化。

三是研究出臺相關扶持政策。在試點推廣初期，研究出臺相關扶持政策，主要包括三個方面：一是資金扶持。研究通過建立專項補助資金、政府貼息、過閘費減免等方式，在推廣初期對柴油-LNG雙燃料動力改裝船舶給予適當資金扶持。二是土地政策支持。在沿河加油加氣站點、LNG和燃油儲備庫等基地的土地征用中給予適當政策支持。三是建立項目工作協調機制。針對加油加氣站的布點規劃和立項審批、船舶設施設備和船員發證等方面工作，采取集中處理和一站式處理等方式，簡化程序。

據悉，“LNG在運輸船舶上的應用”項目在交通運輸部等相關部門的大力支持下，目前已被正式列為第四批節能減排示范項目，同時即將被列為“十二五”水運節能減排示范工程。