頁巖氣運(yùn)輸?shù)拇瓦x擇

近期，日本開始重新考慮球罐型LNG船在應(yīng)對(duì)美國(guó)頁巖氣運(yùn)輸方面的可行性。在此之前航運(yùn)界普遍認(rèn)為，為了提高每個(gè)航次的運(yùn)載效率，美國(guó)出口日本的頁巖氣運(yùn)輸，應(yīng)該采用與巴拿馬運(yùn)河擴(kuò)建后最大通航寬度相適，又能使裝載效率提高的18萬立方米級(jí)薄膜型LNG船。根據(jù)這個(gè)觀點(diǎn)，今年4月日本丸紅與韓國(guó)SK海運(yùn)公司在三星重工聯(lián)合訂造的2艘LNG船中就有1艘是應(yīng)對(duì)美國(guó)頁巖氣輸出的最大船寬49米，艙容18萬立方米的薄膜型LNG船，該款船型隨即被視為以后日本從美國(guó)進(jìn)口頁巖氣的樣板船型。不過，最近從用戶的反饋情況來看，原先的觀點(diǎn)應(yīng)當(dāng)作適當(dāng)修改。

美國(guó)向日本出口頁巖氣，用戶主要是電力與燃?xì)夤?，雖然每個(gè)航次的載貨量越高，LNG的運(yùn)輸成本越低。但是，日本電力與燃?xì)夤镜默F(xiàn)有設(shè)施每次能夠卸載的氣量有限。而最近完成開發(fā)的可通過巴拿馬運(yùn)河的LNG船，每個(gè)航次的LNG裝運(yùn)量在7.5～8萬噸，地面接收站每次能夠存儲(chǔ)LNG的容積有限，所以未必是運(yùn)輸船裝載量越大越好。

還有觀點(diǎn)認(rèn)為，從冬季北太平洋海域的氣象海況條件來看，獨(dú)立貨艙的球罐型LNG船更為安全可靠。因?yàn)榕c薄膜型船相比，球罐型LNG船在航行時(shí)對(duì)載荷的耐晃性強(qiáng)、穩(wěn)定性高、對(duì)貨艙的損傷性小。所以有些電力與燃?xì)夤菊紤]，美國(guó)頁巖氣的進(jìn)口運(yùn)輸將以球罐型LNG船為主。

最初考慮薄膜型LNG船的最大理由是航運(yùn)的經(jīng)濟(jì)性。相同寬度的薄膜型LNG船，其裝載容量比球罐型增加10%～20%。美國(guó)頁巖氣的出口基地集中在得克薩斯州、路易斯安南州等墨西哥灣沿岸，向亞洲各國(guó)的LNG運(yùn)輸必須通過巴拿馬運(yùn)河。2015～2016年巴拿馬運(yùn)河擴(kuò)建完工后的寬度在55米，按照船舶過航時(shí)兩舷須留有1.5～2米的余量來看，船體最合適的寬度應(yīng)該在49米，如果采用該寬度的球罐型LNG船，則最大艙容在16萬～16.5萬立方米。

目前，日本市場(chǎng)最新設(shè)計(jì)的可通過巴拿馬運(yùn)河的球罐型LNG船有兩款，一種是三菱重工開發(fā)的船寬48.94米、艙容15.53萬立方米的船型。另一種是川崎重工開發(fā)的船寬52米、艙容18.2萬立方米的世界最大級(jí)球罐型LNG船。從近期日本市場(chǎng)的訂造情況來看，接單量最高的是三菱重工開發(fā)的15.35萬立方米，名為“豆莢型”的LNG船，該船型自2011年投放市場(chǎng)以來已經(jīng)贏得7艘船的訂造合同。為使讀者對(duì)兩款船型有所了解，現(xiàn)對(duì)其技術(shù)特點(diǎn)作詳細(xì)的描述。

“豆莢型”的LNG船是一款應(yīng)對(duì)巴拿馬運(yùn)河時(shí)代的船型，其主尺度為：全長(zhǎng)288米，寬度為26米，滿載吃水11.5米，7.5萬載重噸，航速19.5節(jié)。該船的最大特點(diǎn)是4個(gè)球罐艙的外圍用一長(zhǎng)條半圓形的筒狀保護(hù)罩覆蓋，保護(hù)罩與船體結(jié)構(gòu)連成一體。貨艙直徑與三菱重工現(xiàn)有的14.7萬立方米船型基本相同，而載貨容積則增加了8000立方米，從而使該船的艙容達(dá)到15.53萬立方米。

該船的結(jié)構(gòu)輕盈、緊湊，船體鋼材總重量比同類船舶減少5%。主機(jī)采用UST（U）新型蒸汽透平機(jī)，由此使燃料消耗比現(xiàn)有船型提高20%。據(jù)測(cè)算，該船型的能效與韓國(guó)建造的同級(jí)別船型相等。三菱重工推出的這款船型希望以能耗效率、環(huán)保性能、長(zhǎng)期航運(yùn)的優(yōu)勢(shì)與韓國(guó)船廠拉開差距。

三菱重工自1980年開始建造LNG船以來，已經(jīng)建造了40多艘LNG船，近期開發(fā)的15.53萬立方米屬第五代船型。“三菱”利用MOSS型貨艙建造上的經(jīng)驗(yàn)優(yōu)勢(shì)，對(duì)球罐艙進(jìn)行改良，在球罐的中間部位增加一圈高度為1.5米的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，在直徑（41.5米）不變的情況下，使球罐艙的高度達(dá)到43米，由此增加了載貨容積。另外，新船型對(duì)艙內(nèi)LNG的日蒸發(fā)量還可以在0.15%～0.10%之間作選擇。

如此設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是，球罐艙外側(cè)的簡(jiǎn)狀保護(hù)罩極大地降低了航行間的風(fēng)壓阻力，同時(shí)也有助于改善能耗效率。風(fēng)洞試驗(yàn)證明，縱向風(fēng)壓阻力比現(xiàn)有同型船減少20%～40%，能效提高3%～4%。因?yàn)榍蚬夼摰谋Ｗo(hù)罩是與船體結(jié)構(gòu)連成一體的，因此增加了船體強(qiáng)度。又因?yàn)橥矤畋Ｗo(hù)罩是連續(xù)結(jié)構(gòu)，所以減少了大量的支撐件與裸露的舾裝件。這種設(shè)計(jì)，適宜于冰區(qū)海域航行時(shí)，提高船體對(duì)冰壁撞擊的抵御能力，也有助于貨艙頂部的電纜敷設(shè)、管路、通道的安裝、架設(shè)等，借此，還可以提高船舶的維修性能。

采用的UST主機(jī)，可以將蒸汽再次加熱，以提高熱能的效率。新船型與一般的蒸汽透明驅(qū)動(dòng)的推進(jìn)系統(tǒng)相比，能耗改善15%，氮氧化物排放控制在IMO三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值以下。另外，為了減少對(duì)海洋生態(tài)的影響，該船還安裝有壓載水處理裝置。

川崎重工開發(fā)的艙容18.2立方米LNG船，全長(zhǎng)300米，船寬52米，航速19.5節(jié)。是目前世界上最大級(jí)球罐型LNG船，該船是在川崎重工17.7萬立方米Pacific Max LNG船的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改良的船型，該船最大限度地發(fā)揮了Pacific Max LNG船的特點(diǎn)，設(shè)有2個(gè)拉伸式球罐艙，2個(gè)常規(guī)形球罐艙，由此使貨艙容積增加5000立方米。

所謂拉伸式球罐艙，就是在球罐型貨艙的赤道部位增加一圈高1.6米的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，由此使貨艙的裝載量增加。

另外，作為球罐型LNG船的最大船型，該船還首次采用了DFDF（雙燃料柴油機(jī)）電力推進(jìn)系統(tǒng)。以期改善從低速城到高速城的燃耗性能。

一般的LNG船在運(yùn)輸途中，使用以自然蒸發(fā)的蒸發(fā)氣體為推進(jìn)燃料，近年來的技術(shù)進(jìn)步，使燃料的消費(fèi)量減少，所以如何處理剩余的蒸發(fā)氣體成為新的課題。川崎重工有30多年LNG船的建造經(jīng)驗(yàn)，該公司利用自行開發(fā)的“川崎板式絕緣系統(tǒng)”使得LNG的日蒸發(fā)量控制在0.08%，是目前世界蒸發(fā)量最少的絕緣層，所以這款船型是有效利用蒸發(fā)氣體的既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保的船型。目前這款船型已經(jīng)接到川崎汽船的首艘訂單，首制船預(yù)定于2016年10月竣工。

從近期“三菱”與“川崎”這兩款船型的簽約情況來看，主要用于由國(guó)際石油開發(fā)巨頭TNPEX與TOTAL主導(dǎo)的澳大利亞“伊庫西斯”LNG項(xiàng)目，以及由美國(guó)石油巨頭Chevron主導(dǎo)的澳大利亞“威特斯通”LNG項(xiàng)目。雖然美國(guó)向日本的頁巖氣輸出，目前還沒有相應(yīng)的訂單，不過，就球罐型而言，業(yè)界最看好的是“三菱”開發(fā)的“豆莢型”LNG船。而對(duì)于“川崎”的18.2萬立方米的LNG船，由于運(yùn)河當(dāng)局目前對(duì)船舶的過航寬度還沒有具體規(guī)定，所以是否適用目前還不得而知。若按照過航時(shí)兩舷留有1.5米的寬度計(jì)算，理論上講52米的船寬是可以通過新巴拿馬運(yùn)河的。