种子选手,中美组成另类联合舰队即将进行大洗

来源:http://www.wikibLogmix.com 作者:关于军事 人气:152 发布时间:2019-09-03
摘要:2016年9月9日,为期4天的第27届汉堡国际海事贸易博览会(以下简称“汉堡海事展”)落下帷幕。始于1963年的汉堡海事展每2年举办一次,经过40余年的发展,已成为全世界船舶和海洋工程

  2016年9月9日,为期4天的第27届汉堡国际海事贸易博览会(以下简称“汉堡海事展”)落下帷幕。始于1963年的汉堡海事展每2年举办一次,经过40余年的发展,已成为全世界船舶和海洋工程业界最有影响力的和技术交流和商业交易盛会之一。今年共有来自66个不同国家超过2200家企业和机构参展,其中,以中国船舶工业集团公司(CSSC)和中国船舶重工集团公司(CSIC)为代表,中国大陆共有16家相关企业和机构出席了此次盛会。

2017年,国际船舶市场订单虽大幅反弹,但仍不能扭转船舶市场整体低迷的状态,进而导致船用柴油机等相关配套设备需求不振。然而,液化天然气动力市场发展却是“一枝独秀”,表现抢眼。未来,LNG动力将呈现加速发展的趋势,成为船舶动力领域发展的重点。

  事实上,如此规模的海事展在今天这个世界上并不罕见,上海、东京、新加坡、雅典、迪拜等地均有类似的展会。真正令笔者萌生动笔码字念头的,是出现在汉堡海事展上的中美“联合舰队”。——尽管这并不是军事领域的“联合舰队”,但可视其为世界航运业和造船业格局大洗牌的征兆。

法规助力

  首先是在9月6日汉堡海事展开幕当天,CSSC旗下的沪东中华造船集团有限公司、美国通用电气公司(GE)和美国船级社(ABS)宣布:沪东中华集团与GE联合开发的、以天然气为主燃料的燃气透平联合循环推进(COGES)的17.8万立方米LNG船设计,获得ABS颁发的原则认可证书。

LNG动力船发展提速

图片 1沪东中华集团LNG船资料图。此次公开的17.8万立方米LNG船与上图中的17.2万立方米LNG船“巴布亚”号主尺度相当,全长290米,型宽46.95米,但舱容等指标有所提升。

近年来,绿色环保一直是船舶领域技术发展的主旋律。为应对船舶污染排放对环境造成的危害,以国际海事组织为代表的相关国际组织及国家陆续出台了大量的船舶减排法规,主要针对船舶的氮氧化物、硫氧化物、压载水以及温室气体等排放。此外,随着时间的推移,各类排放法规不断修订更新,排放控制标准也日趋严格。2016年1月,IMO Tier Ⅲ标准开始实施,与Tier II标准相比,Tier Ⅲ标准中要求氮氧化物排放须减少近76%;2016年10月,IMO海上环境保护委员会第70届会议决定,将从2020年开始在全球范围内实施0.5%的硫限制要求。

  然后是在展会的第二天即9月7日,CSIC旗下的大连船舶重工集团有限公司、美国通用电气公司(GE)和英国劳氏船级社(LR)宣布:大船重工集团与GE联合开发的、以天然气为主燃料的燃气透平联合循环推进(COGES)的2万箱集装箱船设计,获得LR颁发的原则认可证书。

国际船舶环保法规实施情况

图片 2大船重工集团微信公众号公布的2万箱COGES集装箱船示意图。其全长399.8米,型宽58.6米,航速22节,实际最多可搭载 20,288个标准集装箱。其燃料以液化天然气(LNG)形式储存在B型舱中。(B型舱是一种以含镍9%的特种钢构成制荡结构和舱壁结构的低温液化气舱室,成本比现在广泛应用的殷瓦钢薄膜型舱低。)

此外,欧盟、美国等国家政府、区域组织实施了标准更为严格的船舶排放控制法规,我国交通运输部也于2015年12月印发《珠三角、长三角、环渤海水域船舶排放控制区实施方案的通知》,通过设立船舶大气污染物排放控制区,控制船舶硫氧化物、氮氧化物和颗粒物排放。在此背景下,采用LNG动力成为应对排放法规的主要措施。与传统燃油相比,使用LNG燃料可减少约80%的氮氧化物排放以及95%以上的硫氧化物和颗粒物排放,具有明显的绿色减排优势。

  这两个大新闻的共同点是:中国的造船企业与美国的GE合作,推出了以天然气为主燃料的COGES超大型货运船舶!

在环保法规的助力下,2017年LNG动力船发展驶入快车道,采用LNG动力技术的船舶数量大幅增加。根据相关统计,截至2017年年底,全球已有117艘船舶使用LNG燃料,承接111艘LNG动力船舶订单,以及114艘LNG-Ready船舶。根据LNG供应商Titan LNG的数据,2017年的全球新船订单中有11%的订造合同确认了使用LNG作为船舶燃料,这一数据达到了近年最高值,越来越多的船舶将开始使用LNG作为燃料。此外,采用LNG动力的船型也由小型船舶为主向大型主力船型扩展。2017年,法国达飞轮船订造的9艘22000TEU超大型集装箱船、皇家加勒比邮轮2艘20万总吨Icon级邮轮、AET与Sovcomflot公司各4艘阿芙拉型油船均选择采用LNG动力。未来,LNG动力船快速发展的趋势还将延续,为LNG动力系统的发展提供了市场基础。

图片 3COGES系统示意图。图中1为对外输出功率的发电机(可带动电动机驱动螺旋桨等设备),2为蒸汽涡轮(即透平/turbine),3为冷凝器,4为泵机,5为热交换器(相当于锅炉),6为燃气轮机。

不断完善

  COGES系统的工作原理是:燃气轮机燃烧天然气、驱动发电机对外输出功率,同时产生的高温废气通过热交换器加热冷凝水产生高温高压蒸汽、带动涡轮驱动发电机对外输出功率。

LNG加注设施建设加速

  相比于苏俄“光荣”级巡洋舰上的COGAS系统,COGES系统在原理上的不同之处在于:“光荣”级巡洋舰的COGAS系统中,“1”的位置是变速齿轮箱等机械式传动机构,而COGES系统中则以电传系统代替之。

一直以来,LNG加注基础设施不完善是阻碍LNG动力发展的主要障碍。一方面,船东们需要确保有完善的LNG加注基础设施为其船队提供经济可靠的燃料供应,才会投入发展LNG动力船;另一方面,LNG供应商也希望有足够的LNG动力船燃料需求才会投入建设LNG加注设施。这种“鸡与蛋”的悖论长期困扰着LNG动力船的发展。

  与传统的船用大型低速柴油机动力系统相比,在输出功率相当的条件下,COGES系统优势十分明显:其一是布局紧凑,重量减轻约80%,体积减小约30%,腾出更多载货空间;其二是润滑油消耗可忽略不计,也没有甲烷逃逸,操作和维护保养简单,可大幅降低船舶全生命周期的运营成本;其三是震动较小,对船体结构疲劳影响较小且有利于提高船员舒适度;其四是硫氧化物、氮氧化物排放趋近于零,能满足越来越严格的环保要求。

2017年,在国际组织及企业的努力推动下,LNG加注基础设施建设取得突破,港口加注站、加注船等设施建设不断完善,为LNG动力船的发展奠定了基础。根据IHS数据,目前全球85个港口已经配置或承诺建设LNG加注设施,分布在新加坡、中东、加勒比海以及欧洲等地港口。

  但是,传统的船用大型低速柴油机动力系统使用的燃料是重油,而这种分子量比沥青还高的燃料最大的优势就是便宜。COGES系统却需要以天然气或分子量很低的轻质油作为燃料,搁在几年前这就比较“烧钱”了。以往的大型货运船舶之中,燃料包括天然气的就只有LNG船:LNG船货舱中的液化天然气在运输过程中会不断地自然蒸发,为了避免这部分蒸发出来的天然气泄露、爆炸,同时也为了废物利用,LNG船上装有特殊的管路系统将其输往锅炉或者柴油机作为燃料。

2017年7月,宁波舟山港、Marseille Fos港、Vancouver港3个港口加入由新加坡海事港口局等机构发起的LNG加注港口联盟,目前已有亚洲、欧洲以及北美洲的11个港口及海事当局加入该联盟。在加注船方面,多艘LNG加注船交付并投入运营,数量呈上升趋势。2017年2月,韩进重工为Gas4Sea公司建造的1艘5000立方米LNG燃料加注船交付;同年6月,该船在比利时泽布吕赫港完成首次船对船LNG加注作业。2018年,将有6艘LNG加注船舶投入使用,另外还有4个加注船项目得以确定,荷兰皇家壳牌集团、道达尔公司等也都相继宣布了将建造更多的LNG加注船。未来,在北欧、中东、墨西哥湾、新加坡以及地中海地区将形成主要的LNG加注中心。

  随着美国页岩气的迅速开发,船用天然气燃料的价格也变得“亲民”,LNG动力开始从LNG船向其它船型扩散,相应地,以LNG为燃料的主机也在被“换血”:曾经只有蒸汽轮机的锅炉可以安全混烧重油和天然气(所以LNG船也是近几十年唯一一种仍在使用蒸汽轮机的民用货运船舶),在可使用重油和天然气的双燃料柴油机技术成熟之后,新建的LNG船普遍开始使用双燃料柴油机作为主机,如今COGES系统也趋于成熟,那么COGES系统也将占据越来越多的市场份额。

日前,沪东中华造船有限公司与商船三井签署了1艘18600立方米LNG加注船建造合同。这是目前全球最大的LNG加注船,是为全球最大的22000TEU集装箱船供应LNG燃料的专用船,同时也能为常规双燃料推进船舶加注。

  除了船用天然气燃料的廉价化和船用主机技术的进步,推动船舶动力LNG化最重要的动力就是越来越严格的环保要求。传统的以重油为燃料的船用柴油机,会排放硫氧化物、氮氧化物等污染物。美国国家海洋和大气管理局(NOAA)2009年的研究报告表明,海上船舶已经成为严重的大气污染源:当时每年全球海上船舶排放的颗粒污染物总量相当于全球汽车所排放颗粒污染物的50%,全球每年排放的氮氧化物中30%来自于海上船舶。

订单增加

  依照《国际防止船舶造成污染公约》,全球现有波罗地海、北海、北美沿岸、美国加勒比海四大排放控制区。这四大排放区域均是硫排放控制区,其中北海排放控制区和美国加勒比海排放控制区对氮氧化物和碳烟的排放也有要求。最近,波罗的海和北海沿岸国家又提出将波罗的海和北海也纳入氮排放控制区,该提案有望在2021年1月1日起生效。按照这些公约和提案,排放限制区内污染物排放量将削减80%以上。为达到要求,使用柴油机的老船需要花费较大成本增加燃油脱硫脱硝装置。对船东而言,加快老船退役拆解、建造以天然气为燃料的新船可能就成了比较划算的选择。

LNG动力装备前景广阔

  2015年12月,我国交通运输部印发《珠三角、长三角、环渤海(京津冀)水域船舶排放控制区实施方案》,首次在我国沿岸海区划定排放控制区,并制订了控制排放的时间表。但仅对硫化物的排放作出明确的限制,其最终期限是2019年1月1日。进入排放控制区的船舶,从2019年1月1日起,必须使用含硫量低于0.5%的燃料。我国何时开始严格控制船舶排放氮氧化物等污染物,笔者也不得而知,但总的趋势必然是环保要求越来越严格。

在绿色环保法规不断严苛、LNG加注基础设施不断完善的助推下,LNG动力船订单大幅增长,也带动了LNG动力装备订单的增加。在LNG动力发动机方面,2017年,WinGD先后获得4艘阿芙拉型油船双燃料发动机订单以及9艘超大型集装箱船双燃料发动机订单,卡特彼勒获得了德国迈尔船厂建造的世界首艘LNG动力“Helios”级180000总吨豪华邮轮双燃料发动机订单,而其他双燃料主机厂商也获得大量中、小型船舶LNG动力主机订单。

  2008年危机爆发以来,世界航运业和造船业在持续的震荡和不景气中下滑,近年来韩国的航运业和造船业损失尤为惨重。航运巨头韩进倒下了,《华云:陨落的韩进 破碎的韩国“海洋大国梦”》对此有详尽的介绍,笔者就不赘述了。韩进事变本身对韩国造船业的影响并不算太大,相比于本国订单,出口订单才是韩国造船业的命根子。可是,出口形势更不好看:国际油价暴跌让大举进军海洋工程领域的韩国造船业迎来巨亏,2016年上半年韩国造船业接单量又同比下降近9成,大宇之类的巨头也深陷泥潭。

在订单增加的同时,LNG动力装备发展也呈现出新的趋势。2017年船用气体动力发动机燃料范围进一步扩大,在LNG、甲醇的基础上进一步扩展到了乙烷以及挥发性有机物。2017年4月,日本三井造船交付了全球首台ME-GIE乙烷燃料低速机;同时,曼公司的ME-GIE系列发动机被证明可使用油船运输过程中产生的VOCs作为燃料,并被成功应用于1艘穿梭油船。新燃料的使用将扩大LNG等气体动力装备的应用范围与市场领域。

  诚然,中国的航运业和造船业日子也不好过,尤其是造船业也不断传来破产倒闭的消息,但“坚持就是胜利”,寒冬中更要抓住产业升级的机会。

总体而言,2017年,国际海事环保法规实施脚步的不断加快以及LNG加注设施的逐步完善,为LNG动力船与装备的发展提供了能量与基础,未来这一趋势仍将继续,持续推动LNG相关产业的成熟应用,使之成为船舶动力领域发展的主流方向。 来源:中国船舶在线

  随着美国页岩气产业的不断发展和巴拿马运河拓宽工程的完工,美国向亚洲出口液化天然气的额度也有井喷之势。COGES等技术的成熟、液化天然气廉价化、环保要求日益严格、世界经济不景气常态化……诸多因素交织在一起,世界航运业和造船业格局的大洗牌,已经近在眼前。

  最后要注明一点:尽管中国企业与美国GE联合推出的COGES船舶中的燃气轮机源自于大名鼎鼎的LM2500家族,但这是纯粹的民用商业项目、不带有任何军事意义,打了引号的“联合舰队”也纯粹只是个修辞。笔者也祝愿中国能够早日开发出以国产燃气轮机为核心的民用商业COGES系统。

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