LNG燃料动力船舶应用现状及问题分析

摘要：在LNG或其他低闪点燃油动力船舶已成为当前航运界研发和使用的热点背景下，本文主要介绍了国内外LNG动力船舶的营运和应用研究现状，提出了我国LNG动力船舶发展中存在的问题以及发展建议和展望。

关键词：LNG燃料动力 应用现状 问题 建议

近年来，国际油价高企，世界各国对碳排放控制要求日益严苛，在此情况下，人们积极寻找新型燃料来代替传统的重油或柴油燃料。LNG燃料凭借其安全、经济、环保等优点受到了业界广泛的关注和青睐，LNG动力船舶已成为当前航运界研发和使用的热点。

LNG是液化天然气的英文缩写，主要成分是甲烷，无色、无味、无毒且无腐蚀性，储运状态为-162℃的液态状，是一种燃烧效率高，排放清洁的新型能源。

LNG燃料动力船舶系指以液化天然气作为动力燃料或作为动力燃料之一的船舶。目前，国内外在利用LNG燃料作为船舶动力时，主要采用LNG-柴油双燃料发动机的形式，即在船舶现有柴油机的基础上，增加一套LNG供气系统和LNG-柴油双燃料喷射系统，以实现单纯柴油和油气双燃料两种运行模式。其基本的原理是在燃料的输送管道或空气的进气管上接入LNG气体，当柴油机吸气时，将一定量的LNG与空气的混合气体吸入到气缸内，由雾化柴油、空气、LNG一起燃烧产生能量，或者是空气和LNG两者一起燃烧产生能量。

一 当前国际国内LNG动力船舶发展现状和趋势

（一）国外LNG动力船舶营运和研究现状

国外从上世纪九十年代开始对LNG动力船舶进行研究。2001年，全球首艘采用LNG燃料的客轮渡“Glutra”号，在挪威完工，她采用了4台三菱GS12R-PTK天然气发动机。近年来，挪威持续推广了数十艘近海航行的LNG动力船舶，船型包括滚装船、客船、液货船、特种货物船和高速渡船等。德国、丹麦等国家也已经开始营运LNG燃料动力船舶。

首艘采用LNG燃料的商用集装箱船是5000TEU的“Maersk Drury”号，采用4台MAN公司的发电机组，有2台被改装成双燃料运行，可在船舶靠港或在排放区域运营时使用。

2012年6月，在德国劳氏船级社（GL）的监督改装下，全球第一艘将主机改装为LNG燃料动力的成品油船“Bit Viking”号成功下水营运，载重25，000吨，是目前非LNG运输船中以LNG作为燃料的最大一艘商用船舶。

除此之外，国外比较有代表性的LNG动力船还有：世界首艘LNG燃料供应船“Viking Enetgy”号、PSV06LNG型LNG燃料平台供应船、世界首艘内河新造LNG双燃料化学品船“Argonon”号等。据挪威船级社预测，到2020年，全球以LNG为燃料的新造船舶将达到1000艘左右，改装船数量可能更多。

LNG作为环保、经济的船舶动力能源，已受到航运界的高度重视，欧美发达国家在LNG开发和应用上采取了一系列的产业激励政策。当前，世界上DNV、GL、BV等各大船级社也积极与造船企业、主机产商合作，参与LNG动力船舶研发和设计工作。

（二）我国LNG燃料动力船舶营运和研究现状

我国交通运输部发布的《“十二五”水运节能减排总体推进实施方案》中，明确提出“十二五”时期将逐步增加新节能减排技术的应用试点，并根据试点应用经验确定推广应用项目。我国LNG-柴油双燃料动力船舶技术也是试点应用技术之一。

为有效指导LNG船舶的改装和检验，中国船级社先后出台了《双燃料发动机系统设计与安装指南》和《气体燃料动力船检验指南》，该指南对气体燃料动力船的设计、制造和检验以及机舱布置、燃油供应系统、气体燃料发动机等作了规定。

在此基础上，我国开始在内河水域试点改装的内河LNG动力船舶。由于受到技术水平、LNG加注站建设、配套服务等的限制，暂时没有长续航能力的LNG燃料动力海船。

2010年8月，我国内河首艘LNG-柴油双燃料动力船“武汉轮渡302号”成功试航，实现中国内河LNG动力船舶“零”的突破。试验表明：该船在双燃料模式下，柴油机的部分性能较燃烧纯柴油时有所改善；柴油机在规定的转速范围内能进行有效的燃料转换，转换过程方便快捷；柴油机在额定工况下噪音和排放污染均有较显著的改善；天然气替代柴油率可达66%～80%，经济效益明显。

2010年，安徽嘉润动力有限公司研发了LNG-柴油混燃电喷系统，并成功对“苏宿货1260”进行了改造，该轮在双燃料模式下运行，大大降低了污染气体的排放，也降低了机舱噪音和燃油消耗，经济效益非常明显。

2011年3月，长航凤凰属下的2500吨散货船“长迅三号”LNG-柴油双燃料散货船改造研究及试验工作也取得了成功，并成功试航投入营运。

在船舶营运实践和长期跟踪研究的基础上，中华人民共和国海事局在2012年颁布了《LNG燃料动力试点船舶技术要求》和《LNG燃料动力试点船舶关键设备技术要求》，对试点船舶和关键设备的技术要求作了规定，为试点船舶改造和运营提供了技术标准。

2013年5月，“红日166”在成功试点运营两年后，顺利取得船舶检验证书，成为自我国船舶实施LNG燃料动力试点改造以来，首艘取得船舶检验证书的船舶。据测算，该船经过混燃动力改装后，硫氧化合物排放降低70%以上，氮氧化合物减排35%～40%，每替代一吨柴油可减少碳排放0.88吨，节约燃料成本20%以上。

为加快推进LNG动力船舶的应用，2012年，国家能源局和交通运输部海事局合作开展了《LNG燃料动力船应用安全研究》项目，拟完成LNG船安全性、操作规划、加注模式、加注站区域布局和船舶标准及试点等六方面标准的制定。目前，相关标准及技术规范正在进一步论证之中，年内将推出一系列相关行业标准和规章。

二 我国LNG燃料动力船舶发展中存在的问题

尽管船舶使用LNG清洁能源为动力具有非常明显的优势，但作为新兴船用动力燃料，其应用和推广依然面临很多有待解决的问题。

（一）缺乏完善的基础设施和相应的配套服务

在营运过程中及时便捷、安全稳妥地补给燃料，是提高船舶营运效率的重要保证。目前，我国内河LNG加注站点还未正式布局建设，没有形成便捷完备的LNG燃料补给网络。试点运行的LNG燃料动力船舶只能在零散的加注站点补充燃料，或者采用移动式槽罐车运送到船舶靠泊点进行充装的方式。在加装LNG燃料过程中，无规范、完善的操作程序和应急预案的来加以指导，也难以提供的必要的配套服务，这不仅是诱发船舶LNG燃料加注风险的因素，也是当前制约LNG动力船舶的推广和应用的原因之一。

（二）缺乏完善的行业标准、技术规范和安全监管规定

虽然德国、法国和挪威等国的船级社均发布过使用天然气作为船用燃料的临时指南，中国船级社也在2007年出台了《双燃料发动机系统设计与安装指南》等指导性规范，但这些指南都尚未成为完备的行业标准和技术规范。目前，全球也没有成熟统一的用于规范LNG燃料动力船舶建造或改装的行业标准或技术要求。

目前，我国海事管理机构尚未出台有关LNG燃料动力船舶安全监管的规范性文件。LNG作为新型能源应用于船舶，在燃料的使用和船舶设计、改建和营运中，风险性和安全要求较普通船舶高出许多。新技术带动新发展的同时，也对我国海事主管部门提出了更高的监督管理要求。

（三）LNG动力船舶技术研发水平有待提升

当前，我国LNG燃料动力船舶的改造或新建还属于新兴行业，正处于探索和发展阶段，专业技术研发和管理人才还很紧缺。受到技术研发水平等方面的限制，我国目前还没有大功率、长续航能力的海船问世，LNG-柴油双燃料动力船舶主要在内河营运。

（四）对LNG燃料动力船舶船员培训有待加强

由于LNG燃料的加注、存储和使用过程安全要求相对较高，LNG燃料动力船舶在设计、构造和操纵等方面也具有特殊性。试点船舶实践表明：船舶经过改造使用LNG为动力燃料后，在启动、停/倒车性能方面可能发生变化；在不同燃料动力模式下，船舶的操纵性能也发生了变化；在机器操作、运行监控和应急处理等方面对船员提出了新的要求。

因此，笔者认为除了对LNG燃料动力船舶船员进行必要充分的基本安全培训外，还需要对该类船舶的高级船员尤其是轮机员进行相关的专业特殊培训，以满足技术变化带来的新要求，减少由于人为因素而导致的人身伤亡和安全事故的发生。

三 LNG燃料动力船舶发展的建议及展望

（一）加大投入和政策扶持力度，完善配套设施

清洁能源的推广和应用需要政策的持续支持，相关配套设施建设和服务需要加大投入。我国“十二五”发展规划纲要明确提出经济转型和节能减排目标，天然气作为主要的清洁替代能源，应该得到更多的政策扶持。LNG配套基础设施建设前期需要较大的投入，这不仅需要行业内企业的积极响应和参与，也需要港口和相关主管部门的支持。

（二）加紧课题研究，尽快出台相关法规、规范

国家能源部门、交通主管机构、船级社以及相关企业应在现有合作的基础上，进一步加强LNG燃料动力船应用安全的课题研究，在LNG动力船舶的性能安全、发展规划、加注模式和加注站布局建设和船舶安全监管规定等方面尽快出台相关标准和规范。

据了解，长江海事局通过《LNG燃料动力船舶安全操作和监督管理》的课题研究，在该类船舶安全操作和风险控制等方面，初步形成《LNG燃料动力船舶安全操作指南》；在LNG动力船舶船员的培训、考试和发证方面，初步形成了《内河LNG燃料动力船舶船员培训、考试和发证管理办法》；在对试点船舶的通航环境、营运安全等进行充分调研后，从海事安全监管的角度初步形成了《内河LNG燃料动力船舶安全监督管理规定》。

（三）加强技术合作，提升技术研发和创新能力

我国应在研究试点LNG燃料动力船舶的基础上，努力突破技术难关，与在该项技术的研究上处于领先地位的发达国家进行技术交流和合作，提升我国利用新能源发展绿色航运的技术水准。

新能源动力主机研发和生产厂商可寻求政策和资金的支持，加大产品研发力度。在LNG燃料动力船舶试点项目中，通过潜心研发和不断创新，突破LNG燃料动力应用过程中的技术难关，切实提升科研创新能力，研发出更加多元化、更能满足市场需要新型柴油机。

（四）开展LNG动力船舶船员培训工作

目前，关于LNG燃料动力船舶船员培训的议题正在全球范围内被热烈探讨，挪威、丹麦等欧美发达国家向IMO船员培训和值班分委会提交了关于该议题的多项提案。

从对我国试点船舶调研情况来看，LNG燃料动力船舶船员除了要掌握一般船舶船员所需的知识和技能外，还需具备LNG燃料的安全存储、使用和应急处理以及与该类船舶的特殊性能和特别操作相关的知识和技能。开展LNG动力船舶船员培训势在必行，培训机构和主管机关应结合课题研究的成果、提前谋划、早做准备。

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