LNG 燃料动力船舶是以LNG 作为燃料,用于完全替代或部分替代传统船用燃料。LNG燃料动力改造是在船舶现有柴油机的基础上,增加一套LNG 供气系统和柴油-LNG 双燃料喷射系统,可实现单纯柴油燃料状态下和混合燃料状态下两种运行模式。
柴油-LNG 混合动力船舶与柴油动力船舶比较
分类 | 对比 | 差异 |
燃油成本 | LNG 燃料成本低,相对柴油折价率15%-25% | 优势(混燃动力船舶) |
燃料储存 | LNG 储存需要加装LNG 储罐及辅助系统,占用空间较大 | 劣势 |
续航里程 | 燃料储存少,续航里程不如柴油动力船舶 | 劣势 |
燃料加注 | LNG 加注站少,燃料加注补给困难 | 劣势 |
动力系统改造 | LNG 双燃料动力系统需要加转供气系统和双燃料喷射系统,存在一定的改造成本 | 劣势 |
环保 | LNG-柴油双燃动力船舶硫氧化物减排70%、氮氧化物减排35-40% 、1 吨柴油减排二氧化碳0.88 吨 | 优势 |
航行稳定性 | 双燃动力系统技术成熟,航行稳定性与原船差不多 | 持平 |
发动机性能 | 混燃下柴油机部分性能有所改善 | 持平 |
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一、全球LNG 燃料动力船舶市场发展概况
LNG 燃料最早于1964 年应用于LNG 运输船,直到2000 年,挪威才率先将LNG 作为船舶动力燃料真正地应用于非LNG 运输船。2010 年以来,LNG 燃料动力船舶得到快速发展;欧美国家主要以新造船舶为主,中国则以内河流域船舶燃料动力系统改造为主。2011 年以第一艘LNG 燃料成品油船投运为标准,国际LNG 燃料动力船舶市场开始启动,以新造船舶为主。
全球LNG 燃料动力船舶新发展
时间 | 事件 |
2011年 | 2011.11全球首艘以LNG为燃料的Bit Viking号成品油船投运 |
2012年 | 挪威、美国、德国、法国船级社开始LNG动力船认证工作,2012年底美国TOTE公司首次订购2艘LNG动力集装箱船,15、16年交付 |
2013年 | 挪威船级社统计,截止到2013年6月,全球有40艘LNG全动力船、近40艘LNG与柴油混合动力船在运营中,另有35艘LNG全动力新建订单 |
2014年 | ZeusDevelopment调查:截止到2014年1月,美国已有42艘船舶计划使用LNG燃料,其中30艘为新造,12艘为改造。 |
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二、中国LNG 燃料动力船舶市场发展概况
产业信息网发布的《2014-2019年中国LNG船行业市场分析及投资前景研究报告》指出:目前中国LNG 燃料动力船舶进入快速发展期,以内河流域船舶燃料动力系统改造为主。根据中国LNG 燃料动力船舶改造试点推广情况分析,2010-2013 年,新建订单及船舶双燃料动力改造明显加速,产业信息网分析师认为LNG 燃料动力船舶在国际及中国内河的推广应用已经由初始试验期步入快速发展期。
中国LNG 燃料动力船舶发展历程
时间 | 事件 |
试验期 | |
2010年8月 | 长江第一艘LNG-柴油双燃料改造船在武汉下水试航,柴油替代率70% |
2010年8月 | 京杭运河水道第一艘LNG-柴油混合动力“苏宿货1260”号3000吨级运沙船试航成功,柴油替代率60-70% |
2011年3月 | LNG-柴油混合动力“长迅3号”货船在重庆试航成功,柴油替代率70%,LNG/柴油替代比平均达1:1.05 |
2011年4月 | 5000吨级LNG-柴油混合动力货船“红日166”号在芜湖试航成功,一次加注7吨LNG,续航能力达4000公里 |
2011年7月 | 中国船级社出台《气体燃料动力船舶检验指南(2011)》 |
2011年12月 | 山东第一艘LNG-柴油混合动力船“鲁济宁货2535”号在京杭大运河首航成功,柴油替代率70% |
2012年5月 | 山东第一艘LNG-柴油混合动力船“鲁济宁货2535”号在京杭大运河首航成功,柴油替代率70% |
发展起步期 | |
2013年5月 | 中国LNG燃料动力试点船舶“红日166号”获得首个船检证书 |
2013年9月 | 中石油及港华燃气公司投建的“海港星01”号LNG加注趸船正式运营,储罐容量500立方,投资4000万 |
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LNG 具有资源丰富、使用方便和排放清洁等特点,是船舶清洁燃料的首选。利用LNG 替代燃油,调整优化水运交通运输的能源结构,既可缓解我国石油供需矛盾,又能达到节能减排、实现绿色航运的目标。“武轮拖302 号”、“苏宿货1260 号”和“长迅3 号”等LNG-柴油双燃料混合动力船试航成功,标志着我国已在内河船舶油改气关键技术上实现突破,长江等内河航道使用天然气的时代已经到来。
三、我国LNG 燃料动力船舶市场发展前景展望
经过3 年多的发展,我们认为中国内河航运LNG 燃料动力船舶发展即将进入快速发展期,具体来看:
LNG 燃料动力船舶发展驱动力
1)扶持政策出台将是行业步入快速发展阶段的催化剂,我们预期补贴政策有望出台;
2)经过多出试点,改装技术成熟及船舶运行平稳,相关行业标准也陆续出台;
3)LNG 作为船舶燃料比柴油便宜,综合折价率在15%-25%之间;燃料费用节约对船主经济效益贡献弹性大,船主具有改造的积极性;
4)首座水上LNG 加注站成功运营及能源巨头纷纷布局内河流域LNG 加注站建设,逐步消除船主加液不方面顾虑。
1、行业政策环境分析
LNG 燃料动力船舶具有节能环保的优势,符合国家对节能环保产业发展的支持;交通运输部水路交通节能减排“十二五”规划制定了具体的节能减排指标,实现节能减排主要有两大途径:采用节能运输设备、采用清洁燃料;政府相关部门已经出台众多政策规划,表示对内河运输行业节能环保设备予以鼓励及补贴。
内河船舶节能减排防污染三大措施
LNG 燃料动力船舶引导资金7 亿元有望出台,开启行业加速发展模式。2013 年3 月,交通运输部发布《“十二五”期推进全国内河船型标准化工作实施方案(征求意见稿)》,确定将在“两横一纵两网十八线”范围内全面推进船型标准化,同时明确对老船提前退出市场和船舶改造以及示范船舶给予经济鼓励的补贴政策。
LNG 燃料动力船舶相关政策规划
时间 | 政策 | 内容 |
2011 年7 月 | 交通运输部《公路水路交通运输节能减排“十二五”规划》 | 能源强度指标:与2005 年相比,营运车辆单位运输周转量能耗下降10%,营运船舶单位运输周转量能耗下降15%,其中海洋和内河船舶分别下降16%和14%。 CO2 排放强度指标:与2005 年相比,营运车辆单位运输周转量CO2 排放下降11%,营运船舶单位运输周转量CO2 排放下降16%,其中海洋和内河船舶分别下降17%和15%。 |
2011 年9 月 | 交通运输部《“十二五”水运节能减排总体推进实施方案》 | 1)试点应用LNG 驱动、电力驱动水平运输车辆技术; 2)试点应用内河柴油和LNG 混合动力船舶技术; |
2013 年5 月 | 交通运输部《加快推进绿色循环低碳交通运输发展指导意见》 | 推进以天然气等清洁能源为燃料的运输装备和机械设备的应用,加强加气、供电等配套设施建设。 |
2013 年8 月 | 交通运输部《“十二五”期推进全国内河船型标准化工作实施方案》 | 1)内河新建非标准船舶严禁进入航运市场,现有非标准船舶分阶段期限退出市场; 2)对使用清洁能源燃料和其他有利于节能减排的船舶等符合国家发展方向的示范船的单位,给予政府补贴 |
2013 年10 月 | 交通运输部《关于推进水运行业应用液化天然气的指导意见》 | 到2015 年,水运行业应用液化天然气的标准体系基本形成,重点水域、港区的加注站点建设启动,长江干线、西江航运干线、京杭运河、淮河和部分封闭水域的普通货船试点示范和客船试点工作有序开展,有条件的地区率先推动港作船和工程船应用LNG,试点示范船舶的节能减排效果明显,内河运输船舶能源消耗中LNG 的比例达到2%以上。 |
2015年 | 合肥市大力推广船舶业燃料升级改造 | 计划到2015 年巢湖、南淝河上所有船只将使用LNG 作为动力燃料 |
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2、行业试点起到示范作用
各地试点经验证明LNG 船舶改造具有良好经济性
1)武汉试点——武拖轮302 号
燃油成本节约25%,“武拖轮302 号”经过2.5 年收回改造成本。2010 年8 月,湖北西蓝天然气有限公司成功对“武拖轮302 号”船进行了LNG 动力燃料改造,并在武汉下水试航成功。该船改造成本约50 万,根据经济性测算,2.5 年可以通过燃料成本的节省收回改造成本。
假设“武拖轮302 号”年均耗油量约12 万升,柴油替代率70%,LNG-柴油替代比例为1 立方天然气相当于1 升柴油,柴油价格7 元/升,天然气价格4.5 元/立方米。
“武拖轮302 号”双燃料动力改造经济性测算(2010 年数据)
年均燃料消耗 | 燃料价格 | 年均燃油成本(万元) | |||
柴油(万升) | LNG (万方) | 柴油价格(元/升) | LNG 价格(元/方) | ||
柴油 | 12 | / | 7 | 4.5 | 84 |
LNG-柴油双动力 | 3.6 | 8.4 | 7 | 4.5 | 63 |
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2)“海川3 号”
“海川3 号”是中国第一艘通过船级社论证的柴油-LNG 双燃料混合动力示范船。相比同类型同吨位的新建船舶造价,总费用增加了660 万元。这艘船是首次新建的内河LNG动力船,承担了大量实验费用,如国仅考虑双燃料发动机与普通柴油机的差价(含ECU)、LNG 供气系统、LNG 存储装置、安全防护装置等主要部分,新增费用139 万元。根据2013 年9 月发布的《天然气燃料动力船舶规范》,对船舶使用的LNG 储气罐安全性要求提高,造价将大幅上升,相比“海川3 号”采用的储罐28 万元,将额外增加15万元左右。
“海川3 号”主要参数
分类 | 详细参数 |
总吨位 | 3100 |
发动机类型 | 混合动力 |
发动机功率(KW) | 400 |
满载额定功率时速(公里/时) | 18.7 |
全速航行续航能力(公里) | 3000 |
LNG 储罐有效容量(立方米) | 15 |
船舶总长(米) | 79.6 |
船舶总宽(米) | 13.6 |
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综合考虑,当前新建与“海川3 号”同规格的柴油-LNG 混合燃料动力船舶造价比常规动力船舶增加154 万元左右。
3、行业技术环境及相关标准分析
经过3 年试验推广期,中国内河流域双燃料动力船舶改造技术成熟,相关标准陆续出台。自2010 年起,中国各内河流域陆续推广LNG-柴油双燃动力船舶试点,截止到2013 年底,已经有200 多艘内河船舶实现改燃。从产业信息网调研情况来看,众多改燃船舶运行平稳,燃料成本综合节约20%左右。
LNG 燃料船舶产业项目技术、标准汇总
项目 | 内容 | 目前状态 |
标准 | 新建船 | 已颁布 |
改造船 | 规范预计今年出台,目前只有江苏有地方标准 | |
加气站 | 规范预计今年出台 | |
加液船 | 规范预计今年出台 | |
技术 | 加气站或加液船 | 一是通过长软管道给船舶进行直接加气,但由于LNG 需要低温储存、运输,而这项技术尚存未能完全攻克的难关。 |
二是通过小型趸船为LNG 船舶加气。这是在国际上较为通用的一种加气方式。 | ||
发动机 | 济柴能提供400-1000KW | |
玉柴\潍柴\上柴能提供300KW | ||
配套体系 加气站建设 | 长江沿岸四个(南京刚建成、武汉今年启动建设、还有芜湖) | |
更多地方以加气船形式存在(如西江、京杭大运河等) |
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天然气燃料动力船舶行业技术标准出台,LNG 水上加注站技术标准即将出台一直困扰液化天然气在船舶领域推广应用的两大难题之一--技术标准缺失得到解决。2013 年9 月中国船级社发布国内首部以天然气燃料作动力的船舶技术规范--《天然气燃料动力船舶规范》。
LNG 燃料动力船舶及水上LNG 加注站行业技术标准
日期 | 部门 | 技术标准 | 备注 |
2013 年9 月 | 中国船级社(CCS) | 天然气燃料动力船舶规范 | 2013 年9 月1 日正式生效 |
2013 年11 月 | 海事局 | 内河天然气燃料动力船舶法定检验暂行规定(2013) | 2013 年11 月15 日起实施 |
2013 年11 月 | 中国船级社(CCS) | 液化天然气燃料水上加注趸船入级与建造规范 | 通过专家评审 |
2013 年11 月 | 海事局 | 液化天然气燃料水上加注趸船法定检验暂行规定 | 通过专家评审 |
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