全球首部LNG加注船規(guī)范問世

本刊記者 張向輝

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

雖然國內(nèi)LNG動力船的嘗試起步較晚，但近年來推進(jìn)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(guī)范》評審會，該規(guī)范將于2015年9月正式發(fā)布，屆時，將成為全球首部LNG加注船規(guī)范。可以說，在LNG動力船舶規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的制定上，無論是技術(shù)方面還是安全方面，CCS充分發(fā)揮了主力軍的作用，為LNG動力船的健康發(fā)展保駕護(hù)航。

LNG燃料的優(yōu)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(yīng)對排放控制區(qū)的嚴(yán)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(huán)保優(yōu)勢，設(shè)計(jì)先進(jìn)的LNG-柴油雙燃料發(fā)動機(jī)和純LNG燃料發(fā)動機(jī)，較傳統(tǒng)柴油機(jī)，其NOX排放降低約80%（滿足IMO Tier III排放標(biāo)準(zhǔn)），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(nèi)，對于船舶排放要求日趨嚴(yán)格，使用天然氣為燃料是一種較優(yōu)選擇。

天然氣作為船用燃料具有巨大的社會效益，對于節(jié)能減排具有重大意義。近年來，隨著我國內(nèi)河船舶運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展，燃油消耗不斷增加，霧霾天氣頻現(xiàn)、PM2.5嚴(yán)重超標(biāo)等環(huán)境問題日益突出。隨著“氣化長江”、“長江綠色物流創(chuàng)新工程”等內(nèi)河LNG燃料動力船項(xiàng)目的逐步推進(jìn)，LNG作為一種經(jīng)濟(jì)、綠色、安全的新型能源逐漸為人們所熟知，并成為業(yè)內(nèi)公認(rèn)的未來船舶綠色能源的首選。

交通運(yùn)輸部發(fā)布的《“十二五”水運(yùn)節(jié)能減排總體推進(jìn)實(shí)施方案》中明確提出，要重點(diǎn)開展鼓勵使用有利于節(jié)能減排的能源的政策研究，在“十二五”期間逐步增加新節(jié)能減排技術(shù)的應(yīng)用試點(diǎn)，并根據(jù)試點(diǎn)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)確定推廣應(yīng)用項(xiàng)目，推動水運(yùn)節(jié)能減排技術(shù)的應(yīng)用。內(nèi)河柴油和LNG混合動力船舶技術(shù)正是五項(xiàng)試點(diǎn)新技術(shù)之一，該技術(shù)的廣泛應(yīng)用，將有利于優(yōu)化調(diào)整內(nèi)河航運(yùn)能源結(jié)構(gòu)，符合國家能源產(chǎn)業(yè)政策和節(jié)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(huán)保部和交通運(yùn)輸部正在制定新的船舶發(fā)動機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)，以及更嚴(yán)格的船舶燃油硫含量限值，有望于2017年正式出臺。新標(biāo)準(zhǔn)中，不僅NOx排放限值較原標(biāo)準(zhǔn)大幅降低，同時將新增加HC、CO、PM排放限值。為滿足未來新標(biāo)準(zhǔn)的要求，柴油機(jī)需要安裝價(jià)格昂貴的尾氣后處理系統(tǒng)（如EGC、SCR等）。如果使用LNG為燃料，并對發(fā)動機(jī)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，將能直接滿足新標(biāo)準(zhǔn)要求，無需后處理系統(tǒng)。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(qū)排放控制區(qū)（ECA）的生效，中國也將加快建立制定ECA區(qū)的步伐。交通運(yùn)輸部正著力推進(jìn)我國沿海水域（長三角、珠三角、環(huán)渤海）船舶排放控制區(qū)的設(shè)立研究工作，今后將在我國沿海重要港口及水域逐步實(shí)施更加嚴(yán)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(yōu)勢。未來我國的LNG動力船舶將從目前以內(nèi)河船舶為主向海船發(fā)展轉(zhuǎn)化。由此帶來的將是LNG動力船發(fā)展的船型多樣化、大型化的發(fā)展趨勢。

盡管當(dāng)前油價(jià)下跌，天然氣作為船用燃料經(jīng)濟(jì)性不明顯，但長遠(yuǎn)來看，天然氣的價(jià)格也將下降，經(jīng)濟(jì)效益明顯。2015年全球共有7個液化天然氣項(xiàng)目計(jì)劃建成投產(chǎn)，其中僅高庚、格拉斯通和亞太等位于澳大利亞的新建LNG項(xiàng)目產(chǎn)能就超過4000萬噸。而LNG產(chǎn)能提升將使亞洲LNG價(jià)格持續(xù)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(chǎn)能提升將導(dǎo)致中國進(jìn)口LNG價(jià)格走低，并通過消費(fèi)市場內(nèi)在的定價(jià)機(jī)制進(jìn)行傳導(dǎo)，有利于促進(jìn)中國天然氣市場價(jià)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(jīng)驗(yàn)在全球范圍內(nèi)的積極推廣，中國也特別重視發(fā)展頁巖氣資源。但從開發(fā)成本上說，中國遠(yuǎn)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(jià)格環(huán)境。

不言而喻，天然氣是船舶清潔燃料的一種發(fā)展趨勢，長遠(yuǎn)看具有經(jīng)濟(jì)性。LNG燃料動力船舶對降低我國內(nèi)河及沿海水域船舶大氣污染、推動相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)不斷提升具有積極的促進(jìn)作用，對國家實(shí)施航運(yùn)業(yè)節(jié)能減排的戰(zhàn)略具有重要意義。

規(guī)范背后的故事

與較為成熟的陸上LNG加注技術(shù)相比，水上LNG加注技術(shù)仍處于剛剛起步階段。如何將結(jié)合陸上LNG加注技術(shù)和安全理念，結(jié)合水上運(yùn)用特點(diǎn)，在船用領(lǐng)域進(jìn)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(jīng)驗(yàn)可以借鑒。針對目前國內(nèi)外暫無LNG燃料加注船安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的情況，CCS課題組直面困難，勇于創(chuàng)新，采用風(fēng)險(xiǎn)分析的方法，對LNG燃料加注船及作業(yè)過程進(jìn)行了定性與定量風(fēng)險(xiǎn)分析研究，并提出了相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制措施與技術(shù)要求，在全球范圍內(nèi)具有技術(shù)創(chuàng)新性。

針對LNG燃料加注船的船型特點(diǎn)，在規(guī)范編制過程中，課題組緊密聯(lián)系工業(yè)界，在理論研究和試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上提出了船舶布置、圍護(hù)系統(tǒng)、加注系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、電氣設(shè)備、消防等方面的規(guī)范要求，滿足了LNG燃料加注船安全控制要求。整個規(guī)范研發(fā)做到了以研究為基礎(chǔ)，密切聯(lián)系業(yè)界共同研發(fā)，抓住技術(shù)核心，最終形成了適應(yīng)和引領(lǐng)我國水上LNG加注發(fā)展需要的規(guī)范。

據(jù)中國船級社武漢規(guī)范所所長羅肖峰介紹，此項(xiàng)研究成果，一方面為客戶提供技術(shù)指導(dǎo)與服務(wù)；另一方面積極推動了行業(yè)技術(shù)進(jìn)步，增強(qiáng)了我國船用LNG技術(shù)的國際競爭力，促進(jìn)了水上LNG應(yīng)用健康、安全發(fā)展，提高了中國船級社提供入級服務(wù)的能力，更好地服務(wù)船用LNG燃料清潔化需求，引導(dǎo)LNG應(yīng)用向正確方向發(fā)展。同時，規(guī)范對落實(shí)《交通運(yùn)輸部關(guān)于推進(jìn)水運(yùn)行業(yè)應(yīng)用液化天然氣的指導(dǎo)意見》的要求，促進(jìn)我國水上LNG燃料加注的安全與發(fā)展具有積極作用。

CCS規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的研發(fā)和制定，離不開相關(guān)工業(yè)界的幫助，而最終目的是要推動工業(yè)界的應(yīng)用。為了更好地做好LNG加注規(guī)范的研發(fā)工作，課題組先后到設(shè)備制造廠、設(shè)計(jì)公司、船廠進(jìn)行調(diào)研；與設(shè)備制造廠、科研院所等單位開展合作和技術(shù)交流；派員參加ISO制定船舶加注標(biāo)準(zhǔn)、赴國外參加國際加注技術(shù)交流會議等活動。在規(guī)范編制過程中，CCS借助國內(nèi)LNG工業(yè)界合作平臺，課題組開展了一系列的深入調(diào)研和試驗(yàn)研究工作。為掌握LNG加注操作工藝流程和辨識作業(yè)過程中的風(fēng)險(xiǎn)源，對LNG加注現(xiàn)場進(jìn)行了調(diào)研，對新奧公司為挪威NORLINE公司國際遠(yuǎn)洋LNG動力船的整個加注過程、操作步驟、系統(tǒng)監(jiān)測、應(yīng)急預(yù)案等方面進(jìn)行了詳細(xì)研究。為制定合理的技術(shù)要求，課題組與中集圣達(dá)因公司聯(lián)合開展了一系列的LNG試驗(yàn)研究，通過具體試驗(yàn)研究來驗(yàn)證CCS規(guī)范條款的合理性和可操作性。

CCS在行業(yè)發(fā)展初期就鎖定了LNG水上應(yīng)用全產(chǎn)業(yè)鏈，包括儲存、運(yùn)輸、分銷、終端船舶應(yīng)用等多個環(huán)節(jié)，涵蓋了全領(lǐng)域、全過程、全技術(shù)、全應(yīng)用，開啟了全面研發(fā)模式先河。從第一艘內(nèi)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(shè)備廠商到科研院所；從船廠到高?！淮敖拥貧狻钡难芯浚豁?xiàng)項(xiàng)“長底氣”的國家項(xiàng)目，成為制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、開展市場服務(wù)、輔助政府決策的基礎(chǔ)，大大提升了CCS的技術(shù)積累和服務(wù)能力。

目前，LNG加注船在建設(shè)過程中面臨兩個問題，一是加注船需要按照運(yùn)輸船要求進(jìn)行運(yùn)力審批，實(shí)際上LNG加注船類似于加油服務(wù)船，其主要功能不是運(yùn)輸貿(mào)易。但LNG加注船在淡季時可能涉及從事運(yùn)輸貿(mào)易，從而導(dǎo)致無法判定船舶的屬性。二是建造完成后投入營運(yùn)的監(jiān)管問題，主管機(jī)關(guān)尚未制定LNG加注船的安全監(jiān)督管理規(guī)定，按照LNG運(yùn)輸船的要求，其隨船移動的安全間距非常大，在內(nèi)河水域基本無法執(zhí)行。因此，交通運(yùn)輸部委托CCS開展了一項(xiàng)“內(nèi)河LNG運(yùn)輸船風(fēng)險(xiǎn)評估及預(yù)防措施研究”課題，該課題擬解決內(nèi)河LNG運(yùn)輸船和加注船航行安全問題。隨著課題的結(jié)題，預(yù)計(jì)不久主管機(jī)關(guān)將頒布內(nèi)河LNG運(yùn)輸船與加注船航行安全的監(jiān)督管理規(guī)定，屆時將會促進(jìn)內(nèi)河LNG加注船的進(jìn)一步發(fā)展。

建設(shè)LNG水上全產(chǎn)業(yè)鏈

盡管航運(yùn)業(yè)應(yīng)用LNG燃料的時間并不長，但是LNG作為船舶燃料在航運(yùn)公司、港口碼頭及能源公司等方面均已取得進(jìn)展，CCS參與研發(fā)、設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)營的LNG動力船越來越多，這顯示LNG動力船的發(fā)展已經(jīng)取得了很大進(jìn)步，同時也獲得了業(yè)界越來越多的關(guān)注。

CCS為國內(nèi)首制LNG雙燃料全回轉(zhuǎn)港作拖輪“海洋石油521”和“海洋石油522”提供入級服務(wù)，兩艘船舶于2013年12月在廣州順利交船。CCS為國內(nèi)首艘純LNG動力全回轉(zhuǎn)港作拖輪“海洋石油525”提供入級服務(wù)，該船于2015年7月在鎮(zhèn)江順利交船，另外一艘姊妹船正在建造中。作為綠色低碳環(huán)保的高技術(shù)船舶，該項(xiàng)目在技術(shù)上填補(bǔ)了國內(nèi)海船設(shè)計(jì)和建造領(lǐng)域的空白，在世界范圍內(nèi)屬于業(yè)內(nèi)科技領(lǐng)先產(chǎn)品，具備較大的發(fā)展前瞻性。CCS為上海佳豪200艘純LNG動力貨船提供入級服務(wù)，首制船于2015年3月在揚(yáng)中順利交船。據(jù)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(xiàng)目啟動了全國首批純LNG動力內(nèi)河貨船示范項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和建造工作，得到了中國船級社的積極響應(yīng)和大力支持。CCS從規(guī)范、審圖、產(chǎn)品、現(xiàn)場檢驗(yàn)等方面提供了及時到位的技術(shù)服務(wù)，得到了上海佳豪的充分肯定。

同時，隨著我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和節(jié)能減排戰(zhàn)略的逐步實(shí)施，特別是國際海事組織MARPOL公約對NOx Teri III排放標(biāo)準(zhǔn)即將于2016年生效，諸多航企在新建船舶上預(yù)留了LNG燃料的功能需求。對此，CCS推出了LNG Fuel Ready附加標(biāo)志，并推出了LNG Ready實(shí)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(guān)研究，從雙燃料推進(jìn)方案及設(shè)備初步選型(主機(jī)、輔機(jī)、鍋爐、燃料艙、供氣系統(tǒng)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(jīng)濟(jì)性分析(基于投資回收期法)、LNG Fuel Ready服務(wù)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(xì)評估了采用雙燃料的技術(shù)可行性和投資回收情況。

目前，LNG高壓供氣系統(tǒng)核心技術(shù)和制造廠均集中在國外，國內(nèi)尚屬空白，為了打破我國LNG燃料儲存與供給系統(tǒng)技術(shù)水平低下的局面，形成關(guān)鍵技術(shù)戰(zhàn)略儲備，提高我國在LNG動力船及產(chǎn)業(yè)鏈的競爭力，有效配合國家能源戰(zhàn)略調(diào)整、保障能源戰(zhàn)略安全實(shí)施提供技術(shù)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(lián)合申報(bào)成功工信部“船舶LNG發(fā)動機(jī)燃料儲存及供給系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究”項(xiàng)目，通過研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的LNG燃料動力船舶發(fā)動機(jī)燃料儲存及供給系統(tǒng)，提升我國船舶裝備制造業(yè)的技術(shù)水平，使我國船舶制造的創(chuàng)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(chuàng)造”。

另外，CCS繼續(xù)在LNG水上應(yīng)用研究方面取得突破性成果，著力建設(shè)LNG水上全產(chǎn)業(yè)鏈的服務(wù)能力，開展了以定量風(fēng)險(xiǎn)評估為重點(diǎn)的基礎(chǔ)研究和以深冷設(shè)備為重點(diǎn)的試驗(yàn)研究，在世界范圍內(nèi)尚屬全新領(lǐng)域。開發(fā)了適用于LNG項(xiàng)目的定量風(fēng)險(xiǎn)評估服務(wù)產(chǎn)品，具備開展LNG加注作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)評估、LNG場站選址評估、LNG事故調(diào)查等全產(chǎn)業(yè)鏈的綜合解決方案能力，可極大促進(jìn)我國LNG水上應(yīng)用的安全健康發(fā)展。截止目前，先后為新奧集團(tuán)、中海油洋浦船務(wù)有限公司、上海佳豪船舶工程設(shè)計(jì)股份有限公司、法國GTT公司、安吉物流上海安盛汽車船務(wù)有限公司、交通運(yùn)輸部水運(yùn)科學(xué)研究院等提供了技術(shù)解決方案。

目前CCS研發(fā)的水上LNG應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，已初步涵蓋了LNG運(yùn)輸、補(bǔ)給和應(yīng)用等環(huán)節(jié)，陸續(xù)頒布了《散裝運(yùn)輸液化氣體船舶構(gòu)造與設(shè)備規(guī)范》、《天然氣燃料動力船舶規(guī)范》、《液化天然氣燃料水上加注躉船入級與建造規(guī)范》以及即將生效《液化天然氣燃料加注船舶規(guī)范》等規(guī)范標(biāo)注，但對于FLNG、FSRU、海上浮體加注、LNG燃料加注作業(yè)指南、船用LNG風(fēng)險(xiǎn)評估應(yīng)用導(dǎo)則以及有關(guān)深冷設(shè)備的核心技術(shù)急需填補(bǔ)空白和完善?！八螸NG行業(yè)的發(fā)展涉及到很多方面，這是一條很長的產(chǎn)業(yè)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(yīng)用技術(shù)的研發(fā)優(yōu)勢，并保持在世界前沿，CCS將持續(xù)加大有關(guān)專業(yè)人才的培養(yǎng)和引進(jìn)，更新和完善研發(fā)手段。為了提供更精確的風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)果，CCS已購置國際知名的三維流體計(jì)算軟件FLACS。CCS還針對水上LNG應(yīng)用尚屬新穎技術(shù)，有關(guān)使用經(jīng)驗(yàn)不足的現(xiàn)實(shí)，加強(qiáng)了試驗(yàn)研究的力度。目前正在與湖北迪峰聯(lián)合建立船用LNG試驗(yàn)中心，該試驗(yàn)中心集技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品制造、試驗(yàn)檢測、教學(xué)培訓(xùn)為一體，目標(biāo)為建設(shè)成為國內(nèi)領(lǐng)先、達(dá)到國際先進(jìn)水平的船用燃料（LNG、醇類、醚類）試驗(yàn)中心。將為我國LNG行業(yè)發(fā)展需求提供解決方案，為新產(chǎn)品的研發(fā)提供先進(jìn)的試驗(yàn)手段和重要的技術(shù)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(fā)展先機(jī)。中國船級社聯(lián)合工業(yè)界，乘風(fēng)破浪，披荊斬棘，在LNG水上應(yīng)用技術(shù)這片有待開墾的領(lǐng)域中，不斷研究和探索，填補(bǔ)空白，為LNG動力船的發(fā)展注入不竭動力。