強制性EEDI要求對LNG船適用性分析

王慧芳，溫苗苗

（中國船級社上海規范研究所，上海 200135）

0 引 言

國際海事組織（IMO）在2011年7月召開的環境保護委員會第62屆（MEPC62）會議上，以MEPC.203(62)決議通過了MARPOL附則VI修正案-引入船舶能效要求，即船舶能效設計指數（EEDI）及船舶能效管理計劃（SEEMP）要求，成為首個在海事界的強制性溫室氣體減排要求。該要求將于2013年1月1日起生效。

目前EEDI要求僅適用于7種船型：散貨船、液貨船、氣體運輸船、雜貨船、冷藏貨物運輸船、車輛滾裝船及液貨和干散貨兼用船，且不適用于這些船型中具有柴電推進、透平推進及混合推進系統的船舶。這是因為需要按照不同船型分別制定各自的EEDI衡準參考線，且這些參考線是以最近10年內全球范圍內建造的船舶為樣本統計回歸而成。其他船型沒有涵蓋是由于船舶數量相對較少不足以形成可靠的參考線，非傳統推進系統方式不適用是由于目前的EEDI計算公式是以傳統的柴油機直接推進方法為基礎制定的，不能完全反映柴電推進、透平推進及混合推進系統的船舶特征。對于 LNG船而言，需要符合根據氣體運輸船的參考線所確定的Required EEDI要求。然而通過對當今的LNG船的EEDI計算發現，LNG船的EEDI值普遍高于參考線值，進一步對 IMO采用的氣體運輸船樣本船的分析研究表明，氣體運輸船的參考線對LNG船而言是不適合的。

1 氣體運輸船參考線

氣體運輸船是用于散裝載運任何液化氣體的貨船。根據IMO秘書處提交的MEPC62/6/4文件，在計算氣體運輸船的參考線時包括了LPG船、LNG船、CO2運輸船及壓縮氣體運輸船（CNG船）。但CNG是通過高度壓縮而呈氣態，并不屬于氣體運輸船所定義的范圍內，因而計算氣體運輸船的參考線的樣本船包括CNG船是不合理的。

通過對IMO秘書處采用的IHS數據庫中氣體運輸樣本船的研究發現，計算氣體運輸船參考線的樣本船是取1999年至2009年1月間建造的船舶，主要包括LNG船和LPG船。樣本船共354艘，絕大多數是LPG船，LNG船僅27艘，占總樣本船數量的7.6%，其中4艘LNG船小于2000dwt，其余LNG船均在80000dwt以上，而LPG船均在60000dwt以下。80000dwt以上的LNG船的EEDI值均在參考線之上，從IMO秘書處的MEPC62/6/4文件中的氣體運輸船參考線圖中也能充分證明這一點（見圖1）。由于LPG船和LNG船樣本數量上的懸殊差異，導致氣體運輸船的參考線主要由LPG船主宰。

圖1 IMO設定的氣體運輸船參考線

2 LNG船與LPG船的比較

考慮到2009年后又有部分LNG船建造完工并有更多LNG船正在設計或建造中，對最新的IHS數據庫中氣體運輸船進行了更進一步的研究。表1是IHS數據庫中1999年1月1日至2011年11月1日間建造的所有具有有效數據的LPG船和LNG船，并按其推進系統方式作了分類?？梢钥闯?，在2009年前，LNG船主要以蒸汽輪機推進為主，然而由于常規蒸汽輪機推進方式效率低（約28%），即使高效蒸汽輪機推進方式的效率也只有35%左右，近幾年逐漸轉向柴油機直接推進及柴電推進方式。而LPG船則幾乎都是傳統的柴油機直接推進方式，柴電推進只有2艘。從表2所示的LNG船和LPG船的噸位分布看，LNG船絕大多數大于80000dwt，僅在2009年后，建造了5艘10000~15000dwt的LNG船。

表1 HIS數據庫中具有有效數據的LPG船和LNG船 艘

表2 LNG船載重噸數量分布 艘

對所有LNG船及LPG船的EEDI計算發現，絕大多數LNG船的EEDI值高出參考線值。特別是2009年后建造的LNG船包括小噸位LNG船的EEDI值全部在參考線之上（見圖2和圖3）。進一步對LNG船的EEDI偏離度作了分析（見圖4），大噸位的LNG船偏離參考線的程度更大，特別是2009年后新建造的LNG船，均超過參考線值的20%以上。然而近幾年LNG船有了很大改進，效率更高，但卻都不符合由LPG船主宰的參考線所確定的 Required EEDI，這顯然是非常不合理的，充分說明目前氣體運輸船的參考線對LNG船是不合適的。

圖2 LPG和LNG氣體運輸船EEDI值分布

圖3 LNG船EEDI值分布

圖4 LNG船EEDI值相對于參考線值的偏離

3 氣體運輸船推進系統適用范圍

根據目前MARPOL附則VI關于船舶能效的要求，EEDI規定不適用于具有柴電推進、蒸汽輪機推進及混合推進系統的船舶。然而從表1看出，蒸汽輪機推進的LNG船占大多數，而柴油機直接推進及柴電推進方式是近幾年的主流，且數量相當。據研究資料對比，LNG船的柴油機直接推進與柴電推進方式的效率相當，均為 40%~44%左右。以前的柴油機直接推進方式主要采用中速機，目前已開始采用低速柴油機推進，效率更高且油耗更低，是今后柴油機直接推進方式的發展趨勢。

對 LNG船采用柴油機直接推進方式會越來越多，早期更多的是蒸汽輪機推進方式的船舶而柴油機直接推進方式和柴電推進的數量基本一致，然而根據目前MARPOL附則VI下的EEDI適用范圍規定，只適用于柴油機直接推進方式而不適用于其他推進方式，且效率更高的柴油機直接推進的LNG船不符合EEDI要求，這將導致市場向能效更低、CO2排放更多的方向發展，顯然不合常理。

4 LNG船特點

LNG船的貨物密度較小，僅為0.45~0.47t/m3，而LPG船密度一般為0.58t/m3，這導致LNG船的艙容很大，載重量則相對較輕。另外LNG船可靠性要求極高，使其設計中海上風浪裕量的選取通常為21%，大大高于LPG船的15%。另外，必須注意到，LNG船因其蒸發特性，需要船舶保持19kn及以上的航速以盡可能減少LNG的蒸發，因而需要較大的主機功率。

5 LNG船參考線設定

參考線的設定是反映某一種船型的樣本船的EEDI平均水平，即約50%的樣本船在參考線以上，50%的樣本船在參考線上或以下。其數學表達式為：

式中：a、c——常量；b——船舶載重噸（dwt）。

根據IMO制定的氣體運輸船的參考線，a = 1120，c = 0.456。

然而根據上述分析，該參考線不適用于LNG船。由于LNG船與LPG船之間的差異，應將LNG船和LPG船作為兩種不同類型的船舶，對LNG船而言，應用LNG船的樣本船數據單獨統計回歸其參考線以確定其a和c值。

6 結 語

隨著國際社會對節能減排需求的不斷提高，LNG將作為未來新能源的主力軍而被更加廣泛的應用，大型LNG船也將成為未來船舶市場的主流。然而目前MARPOL附則VI框架下的EEDI要求作為強制性國際標準，對LNG船的設計和建造造成很大的沖擊，制定合理可行的單獨適用的參考線才是促進LNG船市場健康發展的前提條件。應向IMO提出建議，對LNG船單獨制定參考線，在此之前，應將LNG船排除在目前MARPOL附則VI下關于氣體運輸船的Required EEDI要求適用范圍之外。

[1] MEPC 62/24, Annex 19- Amendments to MARPOL Annex VI - Inclusion of regulations on energy efficiency for ships in MARPOL Annex VI[S], IMO.

[2] MEPC 62/6/4 - Calculation of parameters for determination of EEDI reference values[S], IMO.

[3] 陳建國，樓丹平，張麗萍. LNG船建造技術的消化吸收與自主創新[J]. 上海造船，2010, (1): 22-26.