LNG动力船市场分析

LNG 船

我国LNG动力船舶发展现状分析

柴油动力到LNG混合动力的改装包括三部分：船体改造、船用LNG混燃系统和安全与消防设施。其中船用LNG混燃系统是核心。船用柴油-LNG混合动力系统是在保持原有柴油机结构和燃烧方式不变的前提下，增加一套LNG供气系统和柴油-LNG双燃料电控喷射系统，通过电子转换开关，实现船用柴油机单独使用柴油或使用柴油-LNG两种运行方式。

图1：柴油-LNG混燃电控喷射系统组成图

工作原理：系统通过控制柴油机原有燃油泵的输出限制柴油,采用由ECU带位移反馈的控油器闭环控制来调整发动机油泵,根据转速和负荷增加或减少来控制燃油的喷射量。而天然气通过天然气喷射阀精确计量后喷射到发动机进气道内,天然气喷射量由ECU电控单元根据传感器接收到的信号通过控制喷射阀的有效开度来决定,以获得所需的转速和功率。为了提高天然气喷射量的控制精度,该系统采用了多个阀依次参与工作的方式,从而细化了阀的工作区间和对天然气量的控制精度。该系统通过控油器控制柴油油泵来实现柴油量的控制,因此,当燃用纯柴油时,天然气气源切断,控油器恢复到初始状态,所以安装该系统的发动机工作模式与原机完全相同。

我国LNG船舶起步较晚，由于新建LNG动力船成本、技术要求较高，目前我国LNG燃料动力船舶以改造为主。据交通部水运科学研究院统计，目前国内已通过论证和颁发核准的LNG动力船只有14艘，且普遍采用混合动力。自2010年我国首艘LNG-柴油混合动力船舶成功试航以来，国内完成“油改气”的船舶已近200艘，积累了较丰富的船舶“油改气”经验。

表1：国内LNG动力船舶发展现状

船舶改装时需要加装船用柴油-LNG混燃系统、LNG储罐、气化装置及管路等供气系统，参照“苏宿货1260号”的经验数据，内河3000吨级船舶，改造成本大概22万元。目前0号柴油的售价约为7.1元/升，柴油密度按0.84kg/L计算，折合8452元/吨。LNG按6300元/吨计算。按目前的发动机制造水平，替代1L的柴油大概需要1.2方的LNG，以1400方/吨的气化率计算，1kg的LNG可替代约1kg的柴油。替代1kg柴油可以节约2.15元，按60%替代率计算，燃料综合节约率为15.3%；按70%的替代率计算，燃料综合节约率为17.8%。

在改造费用固定为22万元的情况下，分别对单船年使用柴油50t、60t和70t的三类船舶，在LNG替代率为60%及70%的情况下的经济性进行分析。船舶的使用年限均在20年以上，船舶“油改气”回收期为2~3年，因此改装成混合动力船舶的经济效益非常显著。而且，燃用双燃料时，柴油机的热负荷降低，排气烟度大大降低，汽缸最高爆破压力和噪声也略低于燃用柴油工况，气缸内的积碳很少，可减少气缸与活塞之间的磨损，有利于延长发动机的使用寿命。

政策暖风频吹，标准规范即将出台，未来几年将迎来LNG动力船舶朝阳期。近年来，国家出台了一系列LNG动力船舶的支持政策，交通部《加快推进水运行业应用LNG燃料工作的指导意见》的草稿也已经多次讨论，有望今年出台。2011-2012年期间，中国船级社及国家海事局已就LNG动力船舶的技术检验及行业规范等方面出台了多项指导性文件，包括新版

《气体燃料动力船检验指南》、《LNG燃料动力试点船舶关键设备技术要求》及《关于明确LNG燃料动力船舶改造试点工作有关事宜的通知》等。上述文件对LNG动力船舶改造起到了指导性作用，但是缺乏具体操作层面的规定。技术规范的缺失，是当前LNG动力船舶发展的主要障碍之一。据悉，业内期待已久的“LNG动力船舶标准”将于今年下半年出台，LNG动力船改造、加气站建设等技术标准将从此将有规可循，将催化船舶LNG动力改造市场加速发展。标准出台还将推动LNG船舶加气设施的快速发展。预计2013年期间，国内将建成约10座水上加气点，且长江沿线未来共规划布局3000个船舶加气点。

表2：LNG动力船舶鼓励政策

船舶改造市场广阔，未来LNG动力船新建市场前景光明。2010年1月29日，长江航运船舶柴油—天然气双燃料改造项目启动。一期投资1.5亿美元，计划每年改造360艘千吨级运输船舶，在沿江的主要港口建设31座LNG加气站。北京油陆集团成立江苏船舶新能（燃气）有限公司，计划投资3亿元人民币在700多公里的苏北沿运河两岸建20座加气站，并改造1万条船舶投入运输。按照目前试点船舶所要求的船龄7年以下、技术条件好的船舶这样的条件进行测算，我国内河大约有3万艘船只符合改造条件，船舶柴油-LNG双燃料改造市场前景广阔。仅按每艘船最低20万元的改造成本推算，未来几年我国LNG动力船改造将带来至少60亿元的设备市场空间。而且，LNG动力船新建市场也将成为未来增量。交通部水运科学院预计，2017-2020年我国将累计新建内河船舶约1.2-1.4万艘，若其中70%采用LNG燃料作为动力，大约有1万艘新建LNG动力船。此外，2020年沿海新造船舶中也有约300-400艘有望使用LNG燃料。

船舶是油耗大户

柴油排放不达标，随着全球对船舶排气要求的提高，目前中国大部分船舶如果要在欧盟港口停泊，一般采用两种方式：一是提前关闭引擎靠岸；一是在附近的港口更换低硫燃油。但这会影响船舶使用寿命，存在一定危险性。

LNG可以完全替代柴油

1cm（4.5）=1-1.1L柴油（6）

改装成本：船用装置5万，储罐和汽化器13万

续航力较弱，内河比较好；设施缺乏；损失部分运输空间。【从出租车上其实是可以得到验证的，相较而言船舶更甚】

LNG替柴油的多一些，公交重卡之类的（1.3cm=1L，75%的比价算的话基本不存在经济性了，加上一点发动机效率的提升，还有一点）；CNG替出租车和私家车多一些。

以一艘双主机（X6170ZC-05W）内河运输船为例，额定功率300Kw*2台，油耗200g/Kw.h,每天航行8个小时,一年航行时间为200天计,一年共需耗油料:300Kw*2台*200 g/Kw.h

*8h*200天/1000000=384吨。按每吨O号柴油价格为8500元/吨，“油改气”后成本下降25%，则节约油耗成本384吨*8500元/吨*25%=81.6万元.

改装费用: 改装一艘双主机（X6170ZC-05W）内河运输船费用大约70万元，一年不到即可收回成本。

改造后的船舶其成本也大大的降低，据介绍安徽芜湖柴油—LNG ，混合动力改装船（5000t 级）设计动力性能与使用柴油相当，加一次气能确保续航里程 4000km。在额定负荷下柴油替代率可达 85％以上。按 0 号柴油 7.09 元/升、LNG 零售价 6 元/公斤计（1 升柴油相当于 1.05 标方天然气），平均燃料成本下降 25%以上。(该船舶是由中石油昆仑能源和海南嘉润动力有限公司合作实施)

而经实际验证，在同等载重和动力的情况下，航行同样距离平均燃料成本可下降 30%以上，尾气排放综合下降 50%以上。同时，由于天然气燃烧相对充分，其维护保养费用也将有所下降。

加气也具有很大的问题。相关人士介绍，以 LNG 为燃料的船舶加气一般有两种方式：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，因此此类设备需配套 LNG 大型低温储罐、保温长软管道、回收系统、 BOG 冷冻机等多项设备，从而同时做到 LNG 的传输、加气与循环回收利用，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，但在行业标准、安全性方面仍有不少待解决的难题。据报道，中国石油天然气股份有限公司副总裁李华林曾表示，中石油将计划在“十二五”期间，将芜湖作为中石油液化天然气重要的中转基地在皖江流域建设液化石油气卫星站 1 座水上加气站5座，汽车加气站 30 座，实现年供液化天然气 100 万吨以上，可以满足车船加气需求。