摘 要：對船用LNG產(chǎn)業(yè)的益處、相關政策及標準、發(fā)展現(xiàn)狀、市場前景及面臨的問題進行分析，提出了4方面建議。
關鍵詞：LNG燃料動力船舶；船用LNG：躉船式LNG加氣站；船舶油改氣
Current Situation and Suggestion on LNG Industry Development for Ships
Abstract：The advantages，relevant policy and standards，development status．market prospect and problems faced by LNG industry for ships in China are analyzed，and four suggestions are also put forward．
Keywords：LNG powered ship；LNG for ships；barge-type LNG filling station：conversion from oil to gas for ships
1 概述
船舶使用液化天然氣(LNG)作為燃料來替代船用燃料油，能夠調(diào)整能源結構，緩解油品供應緊張局面，應對油價波動影響。與傳統(tǒng)船用燃料油相比，LNG在環(huán)保、安全、經(jīng)濟性以及社會效益等方面均具有明顯優(yōu)勢。
發(fā)展LNG燃料動力船，對改善江河水質(zhì)和沿岸城市空氣質(zhì)量具有積極作用。推廣LNG在船舶上的應用，對優(yōu)化我國交通領域能源結構，促進能源高效利用，實現(xiàn)節(jié)能減排目標具有重要的戰(zhàn)略意義和現(xiàn)實意義。
2 船舶使用LNG的益處
2.1 船舶使用LNG將大大改善水、氣環(huán)境
在船用燃料使用方面，除運河、湖泊內(nèi)運行的小型船舶使用柴油外，遠洋、近海以及長江等內(nèi)河運輸船舶基本使用船用燃料油。根據(jù)中商情報網(wǎng)2011年發(fā)布的《2011—2015年中國燃料油行業(yè)調(diào)研分析及市場預測報告》，預計到2015年，我國船用燃料油的需求量將由2010年的1396×104t／a增長到1867×104t／a。根據(jù)國家有關車船用燃料相關標準，船用燃料油中硫化物等的允許含量遠超過車用燃料油允許含量的上限，其中船用殘渣燃料油的總硫含量達到車用汽油(國IV)的400～700倍，是車用柴油的57～100倍，具體比較見表l。
根據(jù)國際海事組織(IMO)的規(guī)定，從2012年1月1日起，在世界范圍內(nèi)，船用燃料油硫含量(質(zhì)量分數(shù))上限從4.5％降低到3.5％，目前硫含量(質(zhì)量分數(shù))平均值為2.7％～2.8％，我國相關標準GB／T 17411—2012《船用燃料油》也根據(jù)上述規(guī)定進行了調(diào)整。國際海事組織對全球船用殘渣燃料油的統(tǒng)計分析也表明：在過去一段時間內(nèi)，硫質(zhì)量分數(shù)在2.5％～3.0％區(qū)間內(nèi)的船用殘渣燃料油占全部船用殘渣燃料油的比例為25％，大部分船用殘渣燃料油的硫質(zhì)量分數(shù)處于2.0％～3.5％范圍(見圖1)，硫含量遠高于車用燃料中的硫含量。
在LNG與柴油混合比例(質(zhì)量比)為7：3的工作狀態(tài)下，LNG-柴油混合燃料發(fā)動機與柴油單燃料發(fā)動機相比，硫氧化物和顆粒物排放量均降低60％～70％，氮氧化物排放量降低約35％～40％，二氧化碳排放量降低約20％～28％[1]。
2.2 LNG安全性高于燃料油
LNG屬低溫液體，發(fā)生泄漏事故時會很快自然氣化成天然氣，沒有殘留物。天然氣密度比空氣小，很快在空氣中揮發(fā)擴散。天然氣著火溫度和空氣中最小點火能均高于汽、柴油和LPG，瞬間著火也比油品類慢。從使用安全性上考慮，LNG比汽油、柴油安全。天然氣與汽、柴油特性參數(shù)比較見表2。
普惠飛機公司(Pratt&Whitney Aircraft)在20世紀60年代就對LNG、航空煤油進行了燃燒對比實驗，并得出LNG與燃料油相比具有更低的火焰擴散能力、更小的火焰、火焰附著能力和蔓延能力低的結論，實驗表明LNG的安全性要高于汽、柴油等燃料油。此外，美國德克薩斯大學能源經(jīng)濟中心于2006年11月編寫的《LNG的安全與保安》(LNG Safety and Security)中對液化天然氣與液化石油氣、汽油、柴油類液體燃料的特性進行了比較(見表3)，同樣說明了LNG的優(yōu)勢。
2.3 LNG經(jīng)濟性好于柴油及低硫燃料油
長江上運營的總噸位為1808t的“紅日166號”干散貨船，使用2臺濰柴X6170ZC發(fā)動機，單臺功率為441kW。改造成LNG-柴油混燃后，自2011年4月至l2月共進行了7個航次近14000km試驗，試驗結果表明：與之前使用柴油單燃料發(fā)動機相比，改造成LNG-柴油混合燃料發(fā)動機后，柴油的平均替代率為60～70％，燃料成本下降20％～30％。
對于2000t級的散貨船，船舶改造費用約為55×104元，改造使用LNG一柴油雙燃料后，投資回收期為2.2年，運營企業(yè)的贏利能力大大增強[2]。可見，LNG替代柴油具有良好的經(jīng)濟性。
3 LNG船舶發(fā)展相關政策及標準
3.1 相關政策
白2011年起，國家及地方對于船舶節(jié)能減排以及LNG船舶發(fā)展出臺了一系列政策。
國務院文件(國發(fā)[2011]2號)《關于加快長江等內(nèi)河水運發(fā)展的意見》中將內(nèi)河水運發(fā)展上升為國家戰(zhàn)略層面，提出“利用10年左右的時間，建成暢通、高效、平安、綠色的現(xiàn)代化內(nèi)河水運體系”。國務院文件(國發(fā)[2011]26號)《“十二五”節(jié)能減排綜合性工作方案》中要求，要大力推廣使用清潔能源，節(jié)約和替代石油。
交通運輸部文件(交政法發(fā)[2011]315號)《公路水路交通運輸節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃》中明確要求，至“十二五”末，“與2005年相比，營運船舶單位運輸周轉量能耗下降15％，其中海洋和內(nèi)河船舶分別下降16％和l4％；單位運輸周轉量CO2排放下降16％，其中海洋和內(nèi)河船舶分別下降17％和l5％。”交通運輸部文件(交水發(fā)[2011]474號)《“十二五”水運節(jié)能減排總體推進實施方案》提出，要完善水運節(jié)能減排標準規(guī)范，把“內(nèi)河柴油和LNG混合動力船舶技術”等列入重點試點項目。交通運輸部文件(交水發(fā)[2013]625號)《關于推進水運行業(yè)應用液化天然氣的指導意見》提出，到2015年，內(nèi)河運輸船舶能源消耗中LNG的比例達到2％以上，到2020年達到10％以上，且用能結構得到改善。
國家發(fā)展和改革委員會([2012]第15號令)《天然氣利用政策》中明確將在內(nèi)河、湖泊和沿海航運的以天然氣(尤其是液化天然氣)為燃料的運輸船舶(含雙燃料和單一天然氣燃料運輸船舶)劃分為優(yōu)先類用戶，并提出對優(yōu)先類用氣項目，地方各級政府可以在規(guī)劃、用地、融資、收費等方面出臺扶持政策。
國家財政部、交通運輸部于2014年4月9日下發(fā)了(財建[2014]61號)《關于印發(fā)<內(nèi)河船型標準化補貼資金管理辦法>的通知》：新建船舶總噸位不低于400t的LNG船舶(應已取得有效的船舶登記證書、船舶檢驗證書和船舶營運證書)，在2013年10月1日至2015年3月31日期間建造完工的，根據(jù)主機功率不同，給予單船補貼85×104～140×104元；在2015年4月1日至2015年12月31日期間建造完工的，根據(jù)主機功率不同，給予單船補貼63×104～100×104元。
各地也結合地區(qū)特點制定相應政策，支持和鼓勵發(fā)展LNG船舶。江蘇海事局精心組織和推動LNG水上加氣站技術規(guī)范制定、船舶LNG燃料動力改造和LNG水上加氣站試點項目工作。江蘇省交通運輸協(xié)會文件(蘇交協(xié)[2012]6號)《江蘇省公路水路客貨運輸企業(yè)推廣使用天然氣車船發(fā)展綠色運輸實施方案》提出：近幾年內(nèi)改造LNG船舶100～200艘。
各類政策的出臺，對于LNG燃料動力船和加氣站的發(fā)展具有利好的促進作用。
3.2 相關標準
2012年9月，國家海事局、國家能源局聯(lián)合啟動了“LNG燃料動力船舶加注模式和加注站研究”的課題，江蘇海事局作為課題主要承擔單位，牽頭聯(lián)合中國船級社江蘇分社、江蘇省海外企業(yè)集團有限公司、南京港華燃氣有限公司啟動了水上LNG加氣站的建設。2013年9月18日，中國船級社頒布了《天然氣燃料動力船舶規(guī)范(2013)》；2013年11月4日，國家海事局頒布了《內(nèi)河天然氣燃料動力船舶法定檢驗暫行規(guī)定(2013)》；2014年2月18日，中國船級社頒布了《液化天然氣燃料水上加注躉船入級與建造規(guī)范(2014)》。上述規(guī)范的頒布一定程度上為船用LNG的發(fā)展提供了規(guī)范依據(jù)，為我國LNG燃料動力船舶的發(fā)展提供了有力保障[3]。
此外，國家現(xiàn)有的相關標準規(guī)范如GB 50028—2006《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》、GB 50156—2012《汽車加油加氣站設計與施工規(guī)范》、JTS l65—5—2009《液化天然氣碼頭設計規(guī)范》等相關設計建造標準也能夠對岸基式LNG加氣站的建設起參考作用。
4 國內(nèi)LNG船舶發(fā)展現(xiàn)狀和市場前景
4.1 發(fā)展現(xiàn)狀
在LNG燃料動力船方面，2010年8月3日，京杭大運河水域第一艘LNG一柴油混合動力船“蘇宿貨1260號”3000t級運沙船試航成功(江蘇省宿遷市地方海事局牽頭，北京油陸集團公司等公司參與實施)；2010年8月，長江第一艘LNG-柴油雙燃料拖船“武拖輪302號”在武漢成功下水試航(湖北西藍天然氣公司與武漢輪渡公司合作改造)。目前，江蘇、湖北、安徽、重慶、廣西、江西、福建等省市已經(jīng)開展或即將進行船舶燃料油改氣示范項目。在船舶改造方面，除長江中已經(jīng)運行的5艘船外，正在改造的約30艘，批準進行改造的約100艘。
在LNG水上加氣站方面，除江蘇海企港華燃氣發(fā)展有限公司于2013年9月26日投運的“海港星1號”水上加氣躉船外(由南京市燃氣工程設計院有限公司與長江船舶設計院聯(lián)合設計)，已經(jīng)建成或已批準建設的躉船式水上加氣站約10艘。在長江水域除江蘇、湖北外，重慶、安徽也有多家企業(yè)開始了水上LNG加氣站的建設，天津渤海灣、山東微山湖、廣西西江水域、湖南湘江水域、江西鄱陽湖、江蘇京杭大運河等地也同樣有多家企業(yè)開始建設岸基式或躉船式水上LNG加氣站。
國家海事局和國家能源局組織相關單位進行的LNG船舶改造、加氣站建設等相關課題的研究已經(jīng)基本完成，有關試點工作也有望進一步加快推進及建設。
4.2 市場前景
根據(jù)交通運輸部((2013年交通運輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報》，截至2013年底，我國現(xiàn)有內(nèi)河運輸船舶15.91×104艘、沿海運輸船舶11024艘、遠洋運輸船舶2457艘。2013年，全國完成水路貨運量55.98×108t、貨物周轉量79435.65×108t·km，平均運距1419.04km；在全國水路貨運中，內(nèi)河貨物周轉量11514.14×108t·km，沿海運輸完成貨物周轉量19216.14×108t·km，遠洋運輸貨物周轉量48705.37×108t·km。能耗方面，2013年全年內(nèi)河、沿海和遠洋貨運企業(yè)燃料油耗量為1650.15×104t，按燃料油低熱值為44MJ／kf、天然氣低熱值為36MJ／m3進行等熱量折算，則折合標準狀態(tài)天然氣200.49×108m3，預計2015年船用燃料油折算標準狀態(tài)天然氣約為230×108m3。2013年船用燃料油估算見表4。
目前，交通運輸部文件(交水發(fā)[2013]625號)《關于推進水運行業(yè)應用液化天然氣的指導意見》僅對內(nèi)河運輸船舶能源消耗中LNG的比例提出了要求：到2015年，內(nèi)河運輸船舶能源消耗中LNG的比例達到2％以上，到2020年達到10％以上，且用能結構得到改善。如果沿海和遠洋船舶也有明確的目標要求，船舶使用LNG的發(fā)展前景將非常樂觀。
5 LNG船舶發(fā)展存在的問題
5.1 高含硫、高污染船用燃料油替代相對困難
在船用燃料油使用方面，除運河、湖泊內(nèi)運輸?shù)男⌒痛巴ǔＪ褂貌裼屯猓h洋、長江以及近海運輸船舶基本使用船用燃料油，且相當一部分使用價格便宜的船用殘渣燃料油，相對于這一類油品，LNG將不具備價格優(yōu)勢或優(yōu)勢不明顯。
《國際防止船舶造成污染公約(MARPOL)》在附則Ⅵ中對船舶氧化硫減排區(qū)域與燃料油硫控制作出了明確規(guī)定(見表5)。如果我國在船舶污染減排上沒有諸如此類嚴格的環(huán)保措施，將難以推動以LNG替代高污染的船用燃料油，也就對環(huán)境改善難以發(fā)揮作用，更不用說達到減排目標了。
5.2 補貼政策難以短期內(nèi)改變船舶燃料現(xiàn)狀
國家財政部、交通運輸部于2014年4月9日下發(fā)了(財建[2014]61號)《關于印發(fā)(內(nèi)河船型標準化補貼資金管理辦法)的通知》，僅對新建且適合其補貼政策的船舶進行不等金額的補貼，未涉及改造船舶的補貼。而船舶改造使用LNG作為燃料的改造費用為每艘船舶50×104元以上(以“紅日166號”為例)。高昂的改造費用使目前以柴油為燃料的船舶的改造積極性大受影響。因此，現(xiàn)有的補貼政策不能促進現(xiàn)有15.9×104艘船舶中符合改造條件的船舶改用LNG，也將影響到環(huán)境改善和減排目標的實現(xiàn)。
5.3 內(nèi)河LNG運輸亟待開禁
由于LNG船舶單次加氣量大，加氣站需要較大儲量的LNG儲罐，岸基式加氣站和接岸躉船式加氣站是依靠LNG汽車槽車進行補充，其補充車次和運輸量都將大大增加。但獨立躉船式LNG加氣站(四周沒有與陸地連接的通道)的LNG補給只能依靠LNG運輸船。目前，內(nèi)河LNG船舶運輸尚未開禁，加氣站的LNG補充方式如果不能盡快得以改善，或者雖然開放但如果設置諸如海上LNG運輸那么苛刻的限制條件(例如JTS 165—5—2009《液化天然氣碼頭設計規(guī)范》第5．6．3條規(guī)定，當液化天然氣船舶在進出港航道航行時，除護航船舶外，其前后各1n mile即1.852km范圍內(nèi)不得有其他船舶航行)，也將影響該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進程。
5.4 相關立法和政策有待完善
船用LNG產(chǎn)業(yè)推廣初期，政府多以部門規(guī)章進行規(guī)范化管理，尚未以法律的形式明確監(jiān)管主體、程序和處罰依據(jù)等，在項目準入、安全監(jiān)管、資質(zhì)審批、行政處罰等方面也無行政許可依據(jù)，無法可依的局面困擾著船用LNG產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。即便在監(jiān)管政策不明的情況下，項目建設也和其他項目一樣面臨審批環(huán)節(jié)多、部門多、程序多等問題，這些問題很大程度上也制約了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的推進速度。
5.5 技術路線的確定應考慮經(jīng)濟實用
《天然氣燃料動力船舶規(guī)范(2013)》和《內(nèi)河天然氣燃料動力船舶法定檢驗暫行規(guī)定(2013)》對船舶改造、水上LNG加氣躉船的建設予以規(guī)范，但同時要求一些嚴苛的技術要求和建站條件，使得船舶改造和躉船式加氣站的建設成本大幅攀升，影響了項目投資回收期和收益率，也一定程度上影響了行業(yè)發(fā)展。在國家海事局文件(海事局 海船檢[2012]48號)《關于明確LNG燃料動力船舶改造試點工作有關事宜的通知》中對燃料動力船提出“一船一改一審批”的要求，也使得項目推進緩慢。
6 船用LNG產(chǎn)業(yè)發(fā)展的對策和建議
影響船用LNG產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素包括基礎設施的缺乏、船舶技術的約束、標準規(guī)范的滯后以及公眾對于天然氣認識的不足等等。未來大范圍推廣應用船用LNG需要政府和企業(yè)從政策、標準規(guī)范、行業(yè)技裝水平等多方面共同努力。
6.1 加強規(guī)劃引導，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局
加強規(guī)劃引導作用，提高規(guī)劃科學性和項目建設水平，從而優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局。國內(nèi)外行業(yè)發(fā)展經(jīng)驗教訓和多年的實踐表明，一個城市或地區(qū)選擇船用清潔能源應基于以下3點：符合能源資源條件和國家能源戰(zhàn)略，擁有能迅速推廣并產(chǎn)業(yè)化的技術支撐，資源與成本有競爭優(yōu)勢。
6.2 加強政策支持，促進行業(yè)發(fā)展
船用LNG產(chǎn)業(yè)發(fā)展與各地能源獲得條件、技術經(jīng)濟基礎、市場需求導向有很大關系。但無論各地船用LNG產(chǎn)業(yè)發(fā)展起因是基于能源問題、環(huán)境問題還是產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要，政府強有力的支持始終是最重要因素，特別是在產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步階段。相關的政策有：投入資金支持新技術開發(fā)應用、施以強制性控制手段如嚴格尾氣排放法規(guī)等限制、給予稅收減免、價格政策調(diào)節(jié)以及必要的溝通性宣傳等。
6.3 加強科技支撐，完善相關法律法規(guī)和標準
船用LNG的發(fā)展要以重點科技攻關項目為龍頭，走政府引導，產(chǎn)、學、研、用集成發(fā)展道路。加強LNG儲存運輸和LNG動力船舶改裝等技術研發(fā)，全面掌握船用LNG加氣站用設備關鍵技術。
要跟蹤技術發(fā)展趨勢，為適應產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，加大LNG船舶和加氣站標準化方面的研究力度，在引進、實踐和總結的基礎上，盡快頒布適合我國自身條件的船用LNG加氣站相關的法律法規(guī)、標準規(guī)范，以指導船用LNG應用領域的設計、施工和運行管理。
6.4 加強工程示范，提升行業(yè)技裝水平
通過建設示范工程，對相關技術、設備、運行、管理進行總結，以利于培育研發(fā)、設計、裝備制造、船用LNG服務和管理人才隊伍，同時關鍵設備應逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化。
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長輸燃氣管道的安全保護距離
