科技創(chuàng)新開創(chuàng)LNG水運模式新局面

趙志堅/中遠(yuǎn)海運重工有限公司技術(shù)研發(fā)中心

科技創(chuàng)新開創(chuàng)LNG水運模式新局面

趙志堅/中遠(yuǎn)海運重工有限公司技術(shù)研發(fā)中心

罐式集裝箱的出現(xiàn)推動了LNG貿(mào)易在全球的發(fā)展，罐裝LNG集裝箱專用運輸船應(yīng)運而生。

2017年5月18日，隨著中國宣布成功開采可燃冰，清潔能源戰(zhàn)略再次繃緊全球神經(jīng)。近年來，全球各國對環(huán)境保護(hù)意識逐步增強(qiáng)，天然氣以其綠色、環(huán)保、高效且比石油便宜、儲量豐富等優(yōu)勢成為世界首選能源，越來越受到重視。由于全球資源分布的不平衡，使得圍繞天然氣液化以及液化天然氣（LNG）運輸?shù)目萍紕?chuàng)新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，市場迎來投資熱潮。

19世紀(jì)初，人們陸續(xù)發(fā)現(xiàn)一批天然氣田，開始用管道將天然氣輸送到附近用戶。19世紀(jì)中期，第一個可應(yīng)用的壓縮制冷機(jī)的出現(xiàn)使天然氣的液化和大規(guī)模應(yīng)用成為可能。1912年世界上第一個LNG設(shè)施在美國開建并于1917年投入運行；1941年第一個商業(yè)LNG調(diào)峰站在美國建成；1959年世界上第一艘LNG船成功橫跨大西洋，證明LNG可以通過LNG船在大洋上安全運輸；1964年第一艘商用LNG船首航成功。至此,天然氣作為清潔能源越來越受到能源市場青睞，在能源供應(yīng)中的比例也隨之上升。

天然氣的運輸方式及特點

目前天然氣的主流運輸方式主要有四種：一是通過管路輸送，其主要特點是運輸成本最低，建設(shè)周期長成本高，占用土地資源，適宜長期穩(wěn)定進(jìn)行大批量天然氣運輸。二是將天然氣在壓縮或液化狀態(tài)下由船舶進(jìn)行運輸，其主要特點是運輸成本低，但需要專用碼頭和儲罐。由于船舶、碼頭和儲罐等建設(shè)周期長、成本高，占用土地資源，該方式也適宜長期穩(wěn)定進(jìn)行大批量天然氣運輸。三是使用公路槽罐車運輸，其主要特點是機(jī)動靈活、批量小、長距離運輸不經(jīng)濟(jì)，適宜500公里內(nèi)運輸，可為客戶提供門到門服務(wù)。四是使用罐式集裝箱運輸，其主要特點是機(jī)動靈活，批量靈活，宜運宜儲，罐式集裝箱使用壽命可達(dá)30多年，適合于多種運輸方式，比如可實現(xiàn)陸運/海運/多式聯(lián)運等，為客戶提供門到門服務(wù)。

罐式集裝箱的出現(xiàn)推動了LNG貿(mào)易在全球發(fā)展。通常，低溫IMO C型壓力容器所采用的尺寸是ISO標(biāo)準(zhǔn)尺寸——20英尺、30英尺和40英尺罐式集裝箱，這為偏遠(yuǎn)地區(qū)小規(guī)模采購液化天然氣提供了更經(jīng)濟(jì)的選擇。標(biāo)準(zhǔn)化的儲罐設(shè)計省去了貨物轉(zhuǎn)運的麻煩，這些集裝箱可以使用標(biāo)準(zhǔn)集裝箱搬運設(shè)備將其從汽車上裝載到集裝箱船上。此外，集裝箱還可以用作儲存裝置。例如允許客戶接收一個滿載LNG的集裝箱，隨用隨取，當(dāng)集裝箱內(nèi)的LNG用光后，再換另一個集裝箱使用。20英尺集裝箱可以用來進(jìn)行小量運輸和加注，在一些項目中還會用到40英尺的大型集裝箱，其儲量為43.5立方米（17.25噸LNG）。每個集裝箱連同其保溫系統(tǒng)的設(shè)計思路都是盡可能提供最長的儲存時間。這個儲存時間指的是自LNG發(fā)生氣化，使集裝箱內(nèi)壓力增加，直到頂開壓力釋放閥的時間。近年來隨著設(shè)計水平和施工工藝不斷進(jìn)步，一個裝有80% LNG的集裝箱可以儲存75天（最長時間可達(dá)120天）。如果要求的儲存天數(shù)遠(yuǎn)低于最大設(shè)計儲存時間，則集裝箱可以允許裝載95%的LNG。兩份近期發(fā)布的LNG ISO罐式集裝箱市場報告預(yù)測，到2022年該領(lǐng)域的復(fù)合年增長率為8—9%，幾乎為LNG行業(yè)增長率的兩倍。

隨著LNG的廣泛應(yīng)用以及相關(guān)設(shè)施的逐步增多，罐式集裝箱以其可以采用LNG 陸海聯(lián)運模式及“一裝一卸、全程密封、一罐到底、門到門服務(wù)”的優(yōu)勢快速發(fā)展。巴巴多斯、西班牙、印度尼西亞、日本等島國已開始應(yīng)用LNG罐式集裝箱將LNG運輸?shù)狡h(yuǎn)地區(qū)進(jìn)行發(fā)電等。在國內(nèi)，中集安瑞科LNG罐式集裝箱已通過驗證，中化國際物流有限公司已于2017年1月18日將LNG罐箱順利從寧波直接送達(dá)客戶工廠卸貨。

小型罐式集裝箱專用運輸船應(yīng)運而生

鑒于未來全球航運業(yè)節(jié)能、低碳的發(fā)展大趨勢，以及LNG相關(guān)運輸船型在整個高附加值新造船市場的特殊地位，作為中國前三大船舶建造企業(yè)的中遠(yuǎn)海運重工有限公司，早在21世紀(jì)初，就提前著手LNG液艙維護(hù)系統(tǒng)技術(shù)的引進(jìn)和LNG船、雙燃料型散貨船、油船和集裝箱等項目的開發(fā)，成功完成了薄膜型LNG船舶模型艙研發(fā)，其相關(guān)項目也先后取得英國勞氏船級社（LR）、日本船級社（NK）的原則性產(chǎn)品認(rèn)可證書（AIP）。其雙燃料推進(jìn)技術(shù)也已應(yīng)用于3800車位汽車滾裝船。中遠(yuǎn)海運重工技術(shù)研發(fā)中心更是創(chuàng)新性提出LNG工作船組的概念，將推船、小型LNG儲存船、天然氣液化平臺(FLNG)和氣化平臺(FSRU)，通過不同的組合方式，實現(xiàn)天然氣液化、氣化、發(fā)電、儲存和運輸功能，具有轉(zhuǎn)移靈活、裝置利用率高、經(jīng)濟(jì)性好的特點，滿足島嶼近海小型氣田和油田伴生氣回收的低成本開發(fā)要求。該成果于2017年4月應(yīng)邀參加日本國際天然氣技術(shù)（GasTech）展會，受到了參會各國嘉賓的廣泛關(guān)注。

針對LNG廣泛應(yīng)用態(tài)勢，中遠(yuǎn)海運重工技術(shù)研發(fā)中心通過調(diào)研印度尼西亞、馬來西亞等東南亞海島間運輸和中國沿海沿江沿河等航線需求，現(xiàn)已擬定小型罐式集裝箱液化天然氣運輸船研發(fā)課題，通過開發(fā)罐裝LNG集裝箱專用運輸船，采用“一罐到底”的集裝箱運輸液化天然氣方式解決液化天然氣在近海、內(nèi)河等運輸問題。該型船突破了LNG罐式集裝箱專用船運輸安全及船對船加氣操作的關(guān)鍵技術(shù)，整合國產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行設(shè)計，提高配套國產(chǎn)化率，降低建造成本。該型船配有96個獨立的、運量靈活的40英尺LNG罐箱，且可與陸運進(jìn)行聯(lián)運，能為各型LNG動力船補(bǔ)給油氣燃料，具備淡水供應(yīng)、大件貨物運輸?shù)榷喾N附加功能。該型船燃料裝載靈活，安全系數(shù)高，適用于沿海和內(nèi)河,為目前LNG運輸、存儲、燃料補(bǔ)給提供了最佳工程解決方案。目前中遠(yuǎn)海運重工小型罐式LNG運輸加氣集裝箱船開發(fā)項目已獲得實用新型專利授權(quán)和船級社AIP認(rèn)可證書。

總之，隨著天然氣的廣泛應(yīng)用和天然氣貿(mào)易運輸距離不斷延伸及微細(xì)供應(yīng)鏈的完善，各種類型的LNG運輸必然增加。2015年，在國務(wù)院出臺的《中國制造2025》規(guī)劃中更是將液化天然氣船作為重點產(chǎn)業(yè)，工業(yè)和信息化部的《高技術(shù)船舶科研項目指南》中也將LNG船列入專項，可見該類型裝備對國家具有重要戰(zhàn)略意義。未來，伴隨著俄羅斯亞馬爾項目的逐漸建成，美國頁巖氣的出口放開以及中國可燃冰開采技術(shù)的逐漸成熟，各類（特別是小型）LNG運輸船舶必然會進(jìn)入一個爆發(fā)式的增長階段?！?/p>