船用LNG燃料的應用現狀與發展趨勢展望

沈韌

【摘要】LNG燃料作為一種新型的清潔能源，可以在一定層面上替代傳統的柴油燃料。LNG作為船用燃料的時候，不會排放過多的SO2，可以保護生態環境不被污染，減少有害氣體的排放，并且會帶來相對可觀的經濟收益。本文將簡要分析船用LNG燃料在目前的應用現狀、問題以及未來的發展趨勢。

【關鍵詞】LNG燃料；應用現狀；發展趨勢

LNG燃料是一種液化天然氣燃料，用LNG燃料作為船用燃料。在很大程度上可以對現存的能源結構進行積極調整，緩解當下成品油供應較為緊張的局面，還可以保護環境。目前，我國的船舶燃料90%采用的是柴油發動裝置，柴油在燃燒的時候會排放出大量有害氣體。LNG燃料的主要特點是高效、清潔、優質，可以減少環境污染，對推行節能減排有重要的促進作用。

一、船用LNG燃料的現狀及主要概況

（一）船用LNG燃料的主要現狀

船用LNG燃料技術是在車用LNG燃料的推廣普及下開始實施和采用的。20世紀90年代的時候，使用LPG和CNG代替汽車用燃油就已經形成一定規模，2002年，我國政府部門相繼推出了多項新型車用燃料的技術使用標準，大力推廣新型能源的使用。在這以后，我國很多主要城市開始發展燃氣汽車，取代原有的燃油汽車，LNG公交車及LNG出租車在北京、上海等發達城市開始大量推廣及普及，廣州很多BRT線路也逐漸開始使用LNG發動機。

在船用LNG燃料方面，由于廢氣尾氣排放、海洋污染以及柴油供應緊張等因素影響，大力發展船用LNG，就被提到了實際的議程上來。2009年，全球第一套船用LNG燃料供氣及存儲系統在我國研發和試用成功，順利交付試用。我國用氣體燃料來取代原有的燃油系統的大型船只主要有長迅3號、山水34號、武拖輪302號等。

我國目前正在開展小型的LNG運輸船方面的具體研究，廣州船舶設計院自從2009年以來，先后進行了使用雙燃料的拖網漁船及使用LNG技術的動力游覽船的研究和設計。目前，我國對于LNG燃料技術的全球發展趨勢、國內外的發展現狀及有關法規進行了深度了解，與國外先進的LNG動力系統及相關設備公司建立了較為密切的聯系，對于船用LNG燃料的各個系統進行了較為豐富的研究?？梢哉f，我國目前對于船用LNG燃料的研究和發展，正處在一個蒸蒸日上的新階段，相關的國產LNG系統設備也在不斷發展中。

目前，我國有一艘新建的LNG氣體燃料動力船，名為珠江LNG動力游覽船，在這艘船的主要設計過程中，廣州船舶設計院參考和學習了國內外先進的LNG動力船的相關法規，協助國內的主要生產廠家完成了LNG主要設備的研發和制作工作，解決了國產船用LNG燃料的性能分析、系統研究、動力安全及船體安全性等方面的一系列主要問題。

（二）船用LNG燃料的益處及優勢

第一，LNG的安全性能較高。LNG是一種低溫液化氣，如果發生了泄漏事故，LNG會很快轉化成天然氣，不會有更多的殘留物存在。天然氣的自身密度要小于空氣，能夠在空氣中迅速地揮發及擴散。天然氣在空氣之中的最小著火點以及相應的著火溫度都要高于柴油、汽油及LPG，瞬間的著火速度也要比油類燃料要慢。所以，在安全性能這一方面，LNG要比油類燃料安全很多。

第二，船用LNG燃料，可以改善相應的水氣環境。國際海事組織早已發布相關規定，從2012年開始，在全球范圍之內，船用燃料的內在油硫含量的上限從4.5%降到了3.5%。如果船體使用LNG燃料，與使用油類燃料相比，含硫氧化物的排放及相關顆粒物的排放會相應降低60%至70%左右，二氧化碳的實際排放量會降低20%至28%，相應的氮氧化物的排放量會降低35%左右。由此可以看出，船體使用LNG燃料，會減少有害氣體的排放，改善船體經過的相應水氣環境。

第三，船用LNG燃料的經濟性能較好。長江流域上有一艘總噸位達到1800t左右的巨型貨輪，此前使用的是兩臺柴油發電機，每臺發電機的功率為440kw。在對船體進行改造以后，將柴油發電改成了LNG與柴油混合發電，并進行了7個航次共計14000km的試驗。具體的試驗結果可以看出：該船在改造成了LNG與柴油混合發電后，與改造之前相比，燃料成本隨之下降了至少20%至30%，具體的改造費用回收期大概為2年，該船的運營水平得到了很大提升。由此可見，LNG燃料作為船體主要燃燒原料，具有良好的經濟效益。

圖1 某LNG燃料動力船示意圖

二、船用LNG燃料的發展問題及主要趨勢

（一）LNG燃料用于船體的主要問題

1、配套設施不夠完善

從全世界范圍來看，燃油船舶的供應系統及相應設施較為完善和普及，但全球的LNG接收站卻僅僅只有70個左右，沒有建立起相對完善的LNG供應網。在我們國家，LNG船舶需要加快配置和完善相應的基礎設施建設，但是LNG配套的基礎設施需要耗費較大投入，所以很少有行業內部企業及相關部門給予重視。

2、船體改造成本過高

LNG燃料技術用于船體，相應的存儲系統比較復雜，在布局上存在很大困難，安裝LNG存儲罐也會減少部分貨物的運輸及存儲空間。燃油船舶想要改造成LNG船舶，就要對燃料艙和主機進行相應改動，LNG壓力罐自身所需空間是柴油艙所需空間的4倍左右。這樣一來，船體的改造成本至少要增加8%至20%，相應的維護及保養成本也要隨之增加。如果降低LNG船體的改造成本，就會導致整個船體的續航能力嚴重下降，無法滿足長途航行的要求。

3、LNG船體加氣有難度

LNG船體的加氣問題，不僅是中國需要面對的，也是世界范圍內的一個技術難題。我國政府部門嚴格禁止在內河及相應堤壩建造LNG儲氣站，這樣就無法實現氣體存儲及配送的一體化流程建設。此外，我國主要內河每一年的水位落差相對較大，而LNG氣體要使用低溫管道進行具體運輸，這種管道伸縮性和延展性都不是很強，所以在岸上設立加氣站存在相應的管道連接問題。

（二）對船用LNG燃料未來發展的建議

第一，發展相應的配套設備。船用LNG燃料的相關配套設備，主要包括燃料的存儲、動力設備及安保設備等，這些設備都是LNG船舶內部的核心設備。國內要想大力發展LNG技術在船體上的運用，就要做好這些相關配套設施的建設，給LNG的使用提供便利條件。

第二，嚴格規范船體改造技術。燃油船在改造成LNG船舶的過程中，目前出現了多種改造技術，這就導致進氣方式和具體進氣壓力有很大區別。我國要想讓LNG燃料安全有序的發展下去，就要嚴格規范改造技術，避免出現安全隱患。

結語

船用LNG燃料可以較好緩解現存的環境壓力，既能滿足環保要求，又能解決成品油燃料成本過高的問題，因此具有很大的發展潛力。我國在發展LNG的過程中要注意存在的實際問題，做好配套設施建設，真正實現LNG技術的良性發展。

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