全球首部LNG加注船規范問世

本刊記者 張向輝

與較為成熟的陸上LNG加注技術相比，水上的LNG加注技術仍處于剛剛起步階段。

雖然國內LNG動力船的嘗試起步較晚，但近年來推進速度可謂后來者居上。日前，中國船級社（CCS）在武漢召開了《液化天然氣燃料加注船舶規范》評審會，該規范將于2015年9月正式發布，屆時，將成為全球首部LNG加注船規范。可以說，在LNG動力船舶規范標準的制定上，無論是技術方面還是安全方面，CCS充分發揮了主力軍的作用，為LNG動力船的健康發展保駕護航。

LNG燃料的優勢

液化天然氣（LNG）用作船舶燃料起源于北歐，其主要目的就是應對排放控制區的嚴格要求。作為一種清潔燃料，LNG相對于柴油具有非常顯著的環保優勢，設計先進的LNG-柴油雙燃料發動機和純LNG燃料發動機，較傳統柴油機，其NOX排放降低約80%（滿足IMO Tier III排放標準），CO2降低約20%，CO降低約75%，基本沒有SOX排放和PM排放。在世界范圍內，對于船舶排放要求日趨嚴格，使用天然氣為燃料是一種較優選擇。

天然氣作為船用燃料具有巨大的社會效益，對于節能減排具有重大意義。近年來，隨著我國內河船舶運輸業的快速發展，燃油消耗不斷增加，霧霾天氣頻現、PM2.5嚴重超標等環境問題日益突出。隨著“氣化長江”、“長江綠色物流創新工程”等內河LNG燃料動力船項目的逐步推進，LNG作為一種經濟、綠色、安全的新型能源逐漸為人們所熟知，并成為業內公認的未來船舶綠色能源的首選。

交通運輸部發布的《“十二五”水運節能減排總體推進實施方案》中明確提出，要重點開展鼓勵使用有利于節能減排的能源的政策研究，在“十二五”期間逐步增加新節能減排技術的應用試點，并根據試點應用經驗確定推廣應用項目，推動水運節能減排技術的應用。內河柴油和LNG混合動力船舶技術正是五項試點新技術之一，該技術的廣泛應用，將有利于優化調整內河航運能源結構，符合國家能源產業政策和節能減排要求，具有較好的社會效益和廣闊的市場前景。

目前，環保部和交通運輸部正在制定新的船舶發動機排放標準，以及更嚴格的船舶燃油硫含量限值，有望于2017年正式出臺。新標準中，不僅NOx排放限值較原標準大幅降低，同時將新增加HC、CO、PM排放限值。為滿足未來新標準的要求，柴油機需要安裝價格昂貴的尾氣后處理系統（如EGC、SCR等）。如果使用LNG為燃料，并對發動機進行合理設計，將能直接滿足新標準要求，無需后處理系統。而且，LNG基本不含硫，也能滿足新的船舶燃油硫含量限值要求。

隨著歐美地區排放控制區（ECA）的生效，中國也將加快建立制定ECA區的步伐。交通運輸部正著力推進我國沿海水域（長三角、珠三角、環渤海）船舶排放控制區的設立研究工作，今后將在我國沿海重要港口及水域逐步實施更加嚴格的船舶排放要求和燃油硫含量限值，使用LNG作為船舶燃料具有天然的競爭優勢。未來我國的LNG動力船舶將從目前以內河船舶為主向海船發展轉化。由此帶來的將是LNG動力船發展的船型多樣化、大型化的發展趨勢。

盡管當前油價下跌，天然氣作為船用燃料經濟性不明顯，但長遠來看，天然氣的價格也將下降，經濟效益明顯。2015年全球共有7個液化天然氣項目計劃建成投產，其中僅高庚、格拉斯通和亞太等位于澳大利亞的新建LNG項目產能就超過4000萬噸。而LNG產能提升將使亞洲LNG價格持續下降，同時給亞洲市場帶來激烈的爭奪市場份額的壓力。全球LNG產能提升將導致中國進口LNG價格走低，并通過消費市場內在的定價機制進行傳導，有利于促進中國天然氣市場價格的整體降低。近年來，隨著美國頁巖氣革命的成功，以及其經驗在全球范圍內的積極推廣，中國也特別重視發展頁巖氣資源。但從開發成本上說，中國遠高于美國，更需要依賴國家政策支持和相對較高的天然氣市場價格環境。

不言而喻，天然氣是船舶清潔燃料的一種發展趨勢，長遠看具有經濟性。LNG燃料動力船舶對降低我國內河及沿海水域船舶大氣污染、推動相關規范標準不斷提升具有積極的促進作用，對國家實施航運業節能減排的戰略具有重要意義。

規范背后的故事

與較為成熟的陸上LNG加注技術相比，水上LNG加注技術仍處于剛剛起步階段。如何將結合陸上LNG加注技術和安全理念，結合水上運用特點，在船用領域進行適用和推廣是一大難題。而放眼全球，在船用LNG加注方面，也并沒有太多的國外經驗可以借鑒。針對目前國內外暫無LNG燃料加注船安全技術標準的情況，CCS課題組直面困難，勇于創新，采用風險分析的方法，對LNG燃料加注船及作業過程進行了定性與定量風險分析研究，并提出了相應的風險控制措施與技術要求，在全球范圍內具有技術創新性。

針對LNG燃料加注船的船型特點，在規范編制過程中，課題組緊密聯系工業界，在理論研究和試驗研究的基礎上提出了船舶布置、圍護系統、加注系統、動力系統、安全系統、電氣設備、消防等方面的規范要求，滿足了LNG燃料加注船安全控制要求。整個規范研發做到了以研究為基礎，密切聯系業界共同研發，抓住技術核心，最終形成了適應和引領我國水上LNG加注發展需要的規范。

據中國船級社武漢規范所所長羅肖峰介紹，此項研究成果，一方面為客戶提供技術指導與服務；另一方面積極推動了行業技術進步，增強了我國船用LNG技術的國際競爭力，促進了水上LNG應用健康、安全發展，提高了中國船級社提供入級服務的能力，更好地服務船用LNG燃料清潔化需求，引導LNG應用向正確方向發展。同時，規范對落實《交通運輸部關于推進水運行業應用液化天然氣的指導意見》的要求，促進我國水上LNG燃料加注的安全與發展具有積極作用。

CCS規范標準的研發和制定，離不開相關工業界的幫助，而最終目的是要推動工業界的應用。為了更好地做好LNG加注規范的研發工作，課題組先后到設備制造廠、設計公司、船廠進行調研；與設備制造廠、科研院所等單位開展合作和技術交流；派員參加ISO制定船舶加注標準、赴國外參加國際加注技術交流會議等活動。在規范編制過程中，CCS借助國內LNG工業界合作平臺，課題組開展了一系列的深入調研和試驗研究工作。為掌握LNG加注操作工藝流程和辨識作業過程中的風險源，對LNG加注現場進行了調研，對新奧公司為挪威NORLINE公司國際遠洋LNG動力船的整個加注過程、操作步驟、系統監測、應急預案等方面進行了詳細研究。為制定合理的技術要求，課題組與中集圣達因公司聯合開展了一系列的LNG試驗研究，通過具體試驗研究來驗證CCS規范條款的合理性和可操作性。

CCS在行業發展初期就鎖定了LNG水上應用全產業鏈，包括儲存、運輸、分銷、終端船舶應用等多個環節，涵蓋了全領域、全過程、全技術、全應用，開啟了全面研發模式先河。從第一艘內河天然氣動力船到第一艘天然氣動力海船；從我國第一艘LNG加注躉船到第一艘移動LNG加注船；從設備廠商到科研院所；從船廠到高校……一串串“接地氣”的研究，一項項“長底氣”的國家項目，成為制定技術標準、開展市場服務、輔助政府決策的基礎，大大提升了CCS的技術積累和服務能力。

目前，LNG加注船在建設過程中面臨兩個問題，一是加注船需要按照運輸船要求進行運力審批，實際上LNG加注船類似于加油服務船，其主要功能不是運輸貿易。但LNG加注船在淡季時可能涉及從事運輸貿易，從而導致無法判定船舶的屬性。二是建造完成后投入營運的監管問題，主管機關尚未制定LNG加注船的安全監督管理規定，按照LNG運輸船的要求，其隨船移動的安全間距非常大，在內河水域基本無法執行。因此，交通運輸部委托CCS開展了一項“內河LNG運輸船風險評估及預防措施研究”課題，該課題擬解決內河LNG運輸船和加注船航行安全問題。隨著課題的結題，預計不久主管機關將頒布內河LNG運輸船與加注船航行安全的監督管理規定，屆時將會促進內河LNG加注船的進一步發展。

建設LNG水上全產業鏈

盡管航運業應用LNG燃料的時間并不長，但是LNG作為船舶燃料在航運公司、港口碼頭及能源公司等方面均已取得進展，CCS參與研發、設計、建造和運營的LNG動力船越來越多，這顯示LNG動力船的發展已經取得了很大進步，同時也獲得了業界越來越多的關注。

CCS為國內首制LNG雙燃料全回轉港作拖輪“海洋石油521”和“海洋石油522”提供入級服務，兩艘船舶于2013年12月在廣州順利交船。CCS為國內首艘純LNG動力全回轉港作拖輪“海洋石油525”提供入級服務，該船于2015年7月在鎮江順利交船，另外一艘姊妹船正在建造中。作為綠色低碳環保的高技術船舶，該項目在技術上填補了國內海船設計和建造領域的空白，在世界范圍內屬于業內科技領先產品，具備較大的發展前瞻性。CCS為上海佳豪200艘純LNG動力貨船提供入級服務，首制船于2015年3月在揚中順利交船。據悉，200艘船舶包括600噸船舶100艘，800噸船舶50艘，1000噸船舶50艘，全部入CCS船級，該項目啟動了全國首批純LNG動力內河貨船示范項目的設計和建造工作，得到了中國船級社的積極響應和大力支持。CCS從規范、審圖、產品、現場檢驗等方面提供了及時到位的技術服務，得到了上海佳豪的充分肯定。

同時，隨著我國能源結構調整和節能減排戰略的逐步實施，特別是國際海事組織MARPOL公約對NOx Teri III排放標準即將于2016年生效，諸多航企在新建船舶上預留了LNG燃料的功能需求。對此，CCS推出了LNG Fuel Ready附加標志，并推出了LNG Ready實施指南。去年，CCS針對30.8萬噸油輪(VLCC)船型、40萬噸礦砂船(VLOC)船型、19000TEU集裝箱船開展了相關研究，從雙燃料推進方案及設備初步選型(主機、輔機、鍋爐、燃料艙、供氣系統等)、采用LNG Fuel Ready概念的初步方案、LNG燃料的加注方案、采用雙燃料新造方案經濟性分析(基于投資回收期法)、LNG Fuel Ready服務流程以及船廠建造能力等方面探討采用燃油/LNG雙燃料綜合解決方案，為船東詳細評估了采用雙燃料的技術可行性和投資回收情況。

目前，LNG高壓供氣系統核心技術和制造廠均集中在國外，國內尚屬空白，為了打破我國LNG燃料儲存與供給系統技術水平低下的局面，形成關鍵技術戰略儲備，提高我國在LNG動力船及產業鏈的競爭力，有效配合國家能源戰略調整、保障能源戰略安全實施提供技術支持。CCS與湖北迪峰船舶科技有限公司（簡稱湖北迪峰）等單位聯合申報成功工信部“船舶LNG發動機燃料儲存及供給系統關鍵技術研究”項目，通過研發具有自主知識產權的LNG燃料動力船舶發動機燃料儲存及供給系統，提升我國船舶裝備制造業的技術水平，使我國船舶制造的創新能力和國際競爭力躍上一個新臺階，變“中國制造”為“中國創造”。

另外，CCS繼續在LNG水上應用研究方面取得突破性成果，著力建設LNG水上全產業鏈的服務能力，開展了以定量風險評估為重點的基礎研究和以深冷設備為重點的試驗研究，在世界范圍內尚屬全新領域。開發了適用于LNG項目的定量風險評估服務產品，具備開展LNG加注作業風險評估、LNG場站選址評估、LNG事故調查等全產業鏈的綜合解決方案能力，可極大促進我國LNG水上應用的安全健康發展。截止目前，先后為新奧集團、中海油洋浦船務有限公司、上海佳豪船舶工程設計股份有限公司、法國GTT公司、安吉物流上海安盛汽車船務有限公司、交通運輸部水運科學研究院等提供了技術解決方案。

目前CCS研發的水上LNG應用技術標準，已初步涵蓋了LNG運輸、補給和應用等環節，陸續頒布了《散裝運輸液化氣體船舶構造與設備規范》、《天然氣燃料動力船舶規范》、《液化天然氣燃料水上加注躉船入級與建造規范》以及即將生效《液化天然氣燃料加注船舶規范》等規范標注，但對于FLNG、FSRU、海上浮體加注、LNG燃料加注作業指南、船用LNG風險評估應用導則以及有關深冷設備的核心技術急需填補空白和完善。“水上LNG行業的發展涉及到很多方面，這是一條很長的產業鏈，水上加注只是其中一個部分，還有很多方面需要研究和完善?！绷_所長對記者說。

為保持在水上LNG應用技術的研發優勢，并保持在世界前沿，CCS將持續加大有關專業人才的培養和引進，更新和完善研發手段。為了提供更精確的風險評估結果，CCS已購置國際知名的三維流體計算軟件FLACS。CCS還針對水上LNG應用尚屬新穎技術，有關使用經驗不足的現實，加強了試驗研究的力度。目前正在與湖北迪峰聯合建立船用LNG試驗中心，該試驗中心集技術研發、產品制造、試驗檢測、教學培訓為一體，目標為建設成為國內領先、達到國際先進水平的船用燃料（LNG、醇類、醚類）試驗中心。將為我國LNG行業發展需求提供解決方案，為新產品的研發提供先進的試驗手段和重要的技術支撐。

LNG動力船前行的步伐已勢不可擋，順勢而為者興，反之，則會失去發展先機。中國船級社聯合工業界，乘風破浪，披荊斬棘，在LNG水上應用技術這片有待開墾的領域中，不斷研究和探索，填補空白，為LNG動力船的發展注入不竭動力。