海上儲油輪的技術要點與改建市場

中國船級社 辛吉誠

技 術 Technology

海上儲油輪的技術要點與改建市場

中國船級社 辛吉誠

自2014年底開始的低油價對于全球范圍內原油消費的刺激讓石油再次成為國際能源貿易市場的焦點。進入2016年，全球范圍內石油消費能力日趨飽和，陸上儲油空間開始收緊，主要的石油消費國開始將目光轉向海洋。伊朗在受制裁期間就曾使用其國內無法從事國際航行的油輪進行海上儲油，而東南亞地區的新加坡與馬來西亞近年來也開始大規模采用老齡VLCC在錨地拋錨，作為海上浮式儲油裝置的方法進行商業儲油。與新建陸上儲油設施的模式相比，在海上存儲原油的模式具有初始投資較低、建設周期較短、配置相對靈活、發生事故時對周邊環境影響較小的優勢。隨著未來全球范圍內低油價的持續，海上儲油這一全新的設計理念將擁有廣闊的市場前景。

處于擱置狀態的現有老齡油輪是目前海上儲油輪的主要來源之一。與其他類型的貨船相比，油輪營運過程中特有的航線與裝載工況特點，決定了其船舶與船上設備在折舊率方面遠高于其他類型船舶。波斯灣、幾內亞灣與墨西哥灣是目前全球范圍內主要的海上石油輸出中心，從這些地區出發將原油運輸到亞洲、歐洲和美洲的油輪不可避免地長時間在熱帶海域航行。由于溫度的升高會加快金屬電化學反應的速率，因此國際原油運輸的這一特點導致了油輪船體結構的腐蝕速度要略高于其他類型的貨船。有實驗室數據表明環境溫度每上升10℃，金屬腐蝕的速率就會加快1倍，從現有的統計資料來看，15年船齡以上的油輪壓載艙構件平均腐蝕量比同齡干貨船要高出20%～30%左右。與此同時，現代雙殼油輪結構型式的特點與滿載和壓載航行交替的不同營運工況，決定了其船體結構疲勞問題相對其他類型的船舶而言更為突出，通常服役10年以上的油輪在貨艙與壓載艙內結構不連續位置就可能產生疲勞裂紋，而其他類型的貨船至少要在服役20年以后才可能出現類似的問題。

為確保老齡油輪營運過程中的安全，防止原油在運輸過程中由于事故而發生泄漏污染海洋環境，國際船級社協會（IACS）以統一要求URZ10.4的形式規定10年船齡以上的油輪都需要根據ESP加強檢驗計劃進行檢驗。根據URZ10.4規定的檢驗周期，10年以上油輪中間檢驗將按照特別檢驗的范圍進行，且船底外部檢查不允許采用水下檢驗的方式替代塢內檢驗。這相當于10年以上船齡的船舶每2.5年就需要進塢完成一次特檢范圍的檢驗。從理論上來看，以ESP為代表的高頻次、大范圍的檢驗方法能夠在最大限度上發現船體結構的早期缺陷，避免未來船舶營運過程中的事故。然而為確保檢驗期間船舶與檢驗人員的安全，油輪在進廠檢驗之前都需要進行一系列的清艙、惰化、除氣和通風等程序；同時，油輪的結構特點決定了其壓載艙與貨艙內永久性結構檢驗通道（PMA）所無法到達的位置無法采用相對便利的液壓高架車，而必須搭腳手架才能進行近觀檢驗，這將直接導致10年船齡以上的油輪檢驗周期延長，檢驗成本上升，在航時間縮短，進而影響老齡油船的綜合經濟效益。

從國際原油運輸的實踐經驗來看，船齡超過15年的原油輪在營運、維護與保養方面的成本將顯著上升。船東通常更傾向于將這些油輪，特別是在風浪條件下穩定性較好的超大型老齡油輪作為海上浮式儲油設施。以VLCC為代表的超大型油輪作為海上浮式儲油設施的優勢是顯而易見的。原油運輸船本身的設計即可載運原油，無需大范圍改造即可作為海上浮式儲油輪。同時，這些船齡較大的油輪作為固定錨地儲油輪時相當于船舶擱置狀態，船東不僅可以節約不少維持船舶航行所需要的額外開銷，還能夠從海上儲油業務中獲得額外的收益。與純粹擱置的方案相比，油輪在作為海上儲油設施期間除主機外，包括鍋爐、發電機、貨泵、壓載泵、惰性氣體發生器在內的主要設備都需要正常運轉，船東無需承擔這些設備擱置期間的額外成本。與此同時，這類船舶從擱置狀態恢復到正常航行狀態，相對那些純粹擱置的船舶而言也更加容易。

相關法規與技術標準的缺失，成為了海上儲油模式推廣過程中的最大障礙。與在遠洋海域航行的油輪相比，海上儲油輪通常會被布置在離岸不超過20海里，水深通常在50米以內的沿海錨地，海域環境狀況相對較好，安全與防污染的風險較小，要求其適用在航油輪與海上浮式生產儲油裝置（FPSO）相對嚴格的安全與環保標準顯然沒有必要。然而與空載的純粹擱置的油輪相比，固定錨地儲油輪上長期儲存著閃點低于60℃的危險貨物，在實踐中也經常需要進行海上船對船的原油過駁，過駁過程中一旦發生事故，極易導致海洋污染。從這個角度來看，固定錨地海上儲油輪在防火、防爆與原油過駁方面的安全與防污染標準至少應與在航油輪相當；而與風浪條件較好的碼頭和近岸終端相比，海上錨地風浪流條件相對更加惡劣的特點決定了海上儲油輪在錨泊與海上系泊方面的技術標準，要根據所在海域的實際風浪流狀況重新核定，通常而言，會略高于在航油輪?，F有油輪的海上原油過駁系統與船上系泊設備可能需要進行適當的改造，才能滿足海上儲油的實際需求。

中國船級社2017年3月發布的《固定錨地儲油船檢驗指南》為未來雙殼油船從事海上儲油業務提供了相應的技術依據。根據指南要求，在距離海岸不超過20海里的錨地從事儲油業務的儲油船，在完整穩性方面需滿足《2008年國際完整穩性規則》第2章及第3章3.2的相關要求，破艙穩性需滿足MARPOL 73/78附則I第28條關于油船破艙穩性的規定，兩種穩性的核準均需考慮船舶在系泊狀態下對穩性的不利影響。指南對于固定錨地儲油船載重線、結構強度、輪機設備、電氣設備、消防安全的要求與油輪基本相同，在船體接地方面針對固定錨地儲油輪的作業特點引入了中國船級社《海上浮式裝置入級規范》第6篇第1.4.3條的關于接地的要求。根據海上儲油船特有的船對船過駁（STS）作業的特點，中國船級社在指南中參考了多個相關行業的技術標準，對STS作業在過駁設備、系泊設備、安全設備、照明設備、通訊設備以及管理體系等多個方面進行了詳細的規定，對原油輪在固定錨地從事海上原油儲存具有重要的指導意義。

中國船級社在《固定錨地儲油船檢驗指南》中針對固定錨地儲油輪所特有的營運特點提供了個性化的檢驗服務方案。固定錨地儲油船在檢驗周期、項目與范圍方面與油輪基本相同，其主要的差異在于船底外部檢查的方式。對于正常在航的油輪而言，如果其船齡超過15年，在進行船底外部檢查時不允許采用水下檢驗的方式替代塢內檢驗，這意味著這些船舶必須要在船廠進塢，才能完成船底外部檢驗。然而長期停泊在錨地的儲油輪船底受損的可能性很低，且國際海事組織在其MARPOL公約附則的1.2條中對于海上浮式儲油裝置（FPSO與FSO）無需執行ESP檢驗計劃已有過統一解釋。因此中國船級社在其指南中對船齡15年以上的儲油船船底外部檢查進行了個性化的規定。對于這類船舶，當船東提出用水下檢驗替代塢內檢驗的申請時，中國船級社將根據該儲油船的具體狀況和上次檢驗的記錄，考慮是否接受該申請，通常只要上次檢驗船體機構狀況良好且在檢驗前沒有發生過事故，采用水下檢驗替代塢檢的模式都可能被接受。不過為確保船舶航行安全，當這些儲油輪恢復正常航行前，依然需要進塢對船底外部狀況進行徹底的檢查。

然而未來國際原油運輸市場的波動很可能在一定程度上引發石油貿易對于海上儲油需求的缺口。近期OPEC減產協議的打折與特朗普新政下美國頁巖油的高調回歸，以及美聯儲的加息政策讓2016年底略有起色的國際油價再次跌回50美元以下，價格的下跌在一定程度刺激了國際原油貿易市場的成交，由此而引發的海上運力需求的增加，將在一定程度上刺激國際油運價格的上漲，此時，那些原先在錨地擱置兼做儲油船的油輪，很可能在運價上漲的刺激下重新起航，進而導致原本已經形成的海上原油儲存空間減少。而在原油產量持續提升的大背景下，未來石油輸出國與消費國對于海上儲油需求的增加將不會存在太大的懸念。由擱置的油輪起航而導致的海上儲油市場的缺口，很可能成為未來國際航運與造船市場的新熱點。

與新建海上浮式儲油設施的方案相比，采用現有船舶改建為儲油輪的方案工程周期相對較短、總體投資較小，而且能夠最大限度地利用目前國際航運市場運力過剩大背景下閑置的船舶資源，總體上更為環保。理論上，將大型原油輪或成品油輪改建為海上浮式儲油輪，無疑是最為方便和經濟的。然而未來國際能源市場對于運力的預期，決定了被用作海上浮式儲油的油輪數量可能不會太多。從船舶技術角度而言，大型散貨船在船體結構承載特點方面與油輪有諸多相似之處，未來也存在改建為海上浮式儲油裝置的潛力。通常情況下散貨船針對散貨裝載而設計的單殼、頂邊艙、底邊艙與槽形艙壁的特殊貨艙結構，在改建為其他船型過程中難以被有效利用，船上電站與熱站功率在三大主力船型中也是最小的，正常情況下的改造價值相對較低。在國際干散貨運輸市場運力持續過剩的大背景下，船東往往只能選擇擱置或提前拆解那些無貨可運的船舶。

從船體結構強度的角度來看，散貨船針對高密度貨物而設計的船體結構足以承受裝載低密度原油時對于船體結構的壓力。即使是服役多年的老齡散貨船，只要其船體結構沒有超標的缺陷，其結構強度都能夠承載裝載在貨艙內原油的壓力。與此同時，大型散貨船寬大的船身也為其在改建為儲油輪過程中所需增加的管系、鍋爐、惰性氣體發生器等設備，提供了足夠的空間與儲備浮力。為避免貨艙部分結構受損后可能發生的原油外泄，國際海事組織與主要港口國主管機關通常都會要求儲油輪在貨艙區域采用雙殼結構型式。因此，大型散貨船特有的單舷側結構就成為了其改造成海上浮式儲油輪的最大障礙。不過海上浮式儲油裝置通常無需具備自航能力，因此船身的阻力性能就顯得不那么重要，在船舶改建實踐中完全可以通過在原來船舶的貨艙區域增加一層雙殼結構，以滿足國際公約對于儲油輪雙殼保護的要求。

21世紀初，散貨船建造市場的火爆以及2008年由BDI指數崩盤而引發的全球性干散貨運力過剩危機，為未來的海上浮式儲油輪提供了豐富的改建船源。知名航運咨詢機構克拉克森近期發布的一項研究報告表明，截止到2016年11月，已有385艘合計2770萬DWT被拆解，這些被拆解的船舶，大部分都是好望角型散貨船。進入到2017年，隨著壓載水公約的生效與中國目前在建的30艘Valemax型礦砂船的陸續交付，未來很可能會有越來越多的老齡好望角型散貨船，面臨無貨可運的尷尬局面。而改建為海上浮式儲油裝置，給這些即將“失業”的好望角型散貨船提供了一個“再就業”的機會，也給后金融危機時代飽受打擊的船舶修造業，創造了新的市場機遇。

與好望角型散貨船相比，以載運礦砂為主的VLOC，特別是載重量高達40萬噸的Valemax型礦砂船，未來可能面臨大量被閑置的風險。龐大的身軀讓Valemax型礦砂船在港口與航道適應性方面的問題顯得尤為突出。在全球范圍內主要的鐵礦石輸出國之中，目前只有南美地區的少數港口能夠接納體型龐大的Valemax型礦砂船，而除東亞與中東地區的少數港口外，國際主要鐵礦石進口國中能夠接納Valemax型礦砂船的港口也不多。從這個角度來看，Valemax型礦砂船理論上只能用于巴西圣路易斯港與東亞和中東地區港口之間的鐵礦石運輸。一旦這些地區間的鐵礦石貿易減少，體型龐大的Valemax型礦砂船極有可能重蹈當年好望角型散貨船的覆轍。而改建為海上浮式儲油輪，為Valemax型礦砂船未來可能需要的轉型提供了一種新的思路。不過相對于單舷側散貨船而言，將VLOC改建為海上浮式儲油輪的工程量與技術難度要更高一些。這主要是由于散貨船貨艙艙容較大，僅對貨艙區域進行改建即可滿足儲油功能。大型散貨船貨艙單舷側結構通常都位于船舶平行中體部分，增加雙殼結構相對也更加容易。而礦砂船貨艙艙容較小，必須將邊壓載艙也改建為儲油艙，才具有較高的經濟效益，改建過程中對甲板結構進行切割將是難以避免的。與此同時，礦砂船首尾部分的邊艙外板部分存在較大的型線變化，這也給其增加新的雙殼結構增加了不小的難度。

與將老齡油輪作為海上浮式儲油輪的改造方案相似，將散貨船改建為海上浮式儲油裝置同樣面臨相關法規與技術標準缺失的障礙。如果沒有相應的法律法規保障，這類改建而成的海上浮式儲油裝置是否能夠合法運營都成了問題。由于目前國際公約關于油船的安全與防污染性能技術標準基本是全球統一的，由老齡油輪改造而成的海上浮式儲油輪理論上可以在全球范圍內進行布置，而由散貨船改建而成的海上浮式儲油裝置屬于一種全新的海上結構物，各港口國主管機關是否愿意接納這一新生事物，目前還不得而知。然而與港口國主管機關相比，未來石油公司對于此類改建的態度更為重要。對于石油公司而言，安全往往優于創新，讓一向保守的石油公司接受類似由散貨船改建而成的浮式儲油輪這樣一個新鮮事物，通常都需要比較長的時間。不過在國際干散貨運輸市場運力供應持續過剩與壓載水公約即將全面生效的大背景下，與提前拆解相比，改建為海上浮式儲油裝置對于那些無法安裝壓載水處理裝置的散貨船而言，無疑更具吸引力。與之配套的，能夠被業界和絕大多數國家和地區接受的安全與防污染性能標準，將為這些散貨船在海上繼續發揮余熱保駕護航。