船用LNG燃料的应用现状与发展趋势展望

沈韧

【摘要】LNG燃料作为一种新型的清洁能源，可以在一定层面上替代传统的柴油燃料。LNG作为船用燃料的时候，不会排放过多的SO2，可以保护生态环境不被污染，减少有害气体的排放，并且会带来相对可观的经济收益。本文将简要分析船用LNG燃料在目前的应用现状、问题以及未来的发展趋势。

【关键词】LNG燃料；应用现状；发展趋势

LNG燃料是一种液化天然气燃料，用LNG燃料作为船用燃料。在很大程度上可以对现存的能源结构进行积极调整，缓解当下成品油供应较为紧张的局面，还可以保护环境。目前，我国的船舶燃料90%采用的是柴油发动装置，柴油在燃烧的时候会排放出大量有害气体。LNG燃料的主要特点是高效、清洁、优质，可以减少环境污染，对推行节能减排有重要的促进作用。

一、船用LNG燃料的现状及主要概况

（一）船用LNG燃料的主要现状

船用LNG燃料技术是在车用LNG燃料的推广普及下开始实施和采用的。20世纪90年代的时候，使用LPG和CNG代替汽车用燃油就已经形成一定规模，2002年，我国政府部门相继推出了多项新型车用燃料的技术使用标准，大力推廣新型能源的使用。在这以后，我国很多主要城市开始发展燃气汽车，取代原有的燃油汽车，LNG公交车及LNG出租车在北京、上海等发达城市开始大量推广及普及，广州很多BRT线路也逐渐开始使用LNG发动机。

在船用LNG燃料方面，由于废气尾气排放、海洋污染以及柴油供应紧张等因素影响，大力发展船用LNG，就被提到了实际的议程上来。2009年，全球第一套船用LNG燃料供气及存储系统在我国研发和试用成功，顺利交付试用。我国用气体燃料来取代原有的燃油系统的大型船只主要有长迅3号、山水34号、武拖轮302号等。

我国目前正在开展小型的LNG运输船方面的具体研究，广州船舶设计院自从2009年以来，先后进行了使用双燃料的拖网渔船及使用LNG技术的动力游览船的研究和设计。目前，我国对于LNG燃料技术的全球发展趋势、国内外的发展现状及有关法规进行了深度了解，与国外先进的LNG动力系统及相关设备公司建立了较为密切的联系，对于船用LNG燃料的各个系统进行了较为丰富的研究。可以说，我国目前对于船用LNG燃料的研究和发展，正处在一个蒸蒸日上的新阶段，相关的国产LNG系统设备也在不断发展中。

目前，我国有一艘新建的LNG气体燃料动力船，名为珠江LNG动力游览船，在这艘船的主要设计过程中，广州船舶设计院参考和学习了国内外先进的LNG动力船的相关法规，协助国内的主要生产厂家完成了LNG主要设备的研发和制作工作，解决了国产船用LNG燃料的性能分析、系统研究、动力安全及船体安全性等方面的一系列主要问题。

（二）船用LNG燃料的益处及优势

第一，LNG的安全性能较高。LNG是一种低温液化气，如果发生了泄漏事故，LNG会很快转化成天然气，不会有更多的残留物存在。天然气的自身密度要小于空气，能够在空气中迅速地挥发及扩散。天然气在空气之中的最小着火点以及相应的着火温度都要高于柴油、汽油及LPG，瞬间的着火速度也要比油类燃料要慢。所以，在安全性能这一方面，LNG要比油类燃料安全很多。

第二，船用LNG燃料，可以改善相应的水气环境。国际海事组织早已发布相关规定，从2012年开始，在全球范围之内，船用燃料的内在油硫含量的上限从4.5%降到了3.5%。如果船体使用LNG燃料，与使用油类燃料相比，含硫氧化物的排放及相关颗粒物的排放会相应降低60%至70%左右，二氧化碳的实际排放量会降低20%至28%，相应的氮氧化物的排放量会降低35%左右。由此可以看出，船体使用LNG燃料，会减少有害气体的排放，改善船体经过的相应水气环境。

第三，船用LNG燃料的经济性能较好。长江流域上有一艘总吨位达到1800t左右的巨型货轮，此前使用的是两台柴油发电机，每台发电机的功率为440kw。在对船体进行改造以后，将柴油发电改成了LNG与柴油混合发电，并进行了7个航次共计14000km的试验。具体的试验结果可以看出：该船在改造成了LNG与柴油混合发电后，与改造之前相比，燃料成本随之下降了至少20%至30%，具体的改造费用回收期大概为2年，该船的运营水平得到了很大提升。由此可见，LNG燃料作为船体主要燃烧原料，具有良好的经济效益。

图1 某LNG燃料动力船示意图

二、船用LNG燃料的发展问题及主要趋势

（一）LNG燃料用于船体的主要问题

1、配套设施不够完善

从全世界范围来看，燃油船舶的供应系统及相应设施较为完善和普及，但全球的LNG接收站却仅仅只有70个左右，没有建立起相对完善的LNG供应网。在我们国家，LNG船舶需要加快配置和完善相应的基础设施建设，但是LNG配套的基础设施需要耗费较大投入，所以很少有行业内部企业及相关部门给予重视。

2、船体改造成本过高

LNG燃料技术用于船体，相应的存储系统比较复杂，在布局上存在很大困难，安装LNG存储罐也会减少部分货物的运输及存储空间。燃油船舶想要改造成LNG船舶，就要对燃料舱和主机进行相应改动，LNG压力罐自身所需空间是柴油舱所需空间的4倍左右。这样一来，船体的改造成本至少要增加8%至20%，相应的维护及保养成本也要随之增加。如果降低LNG船体的改造成本，就会导致整个船体的续航能力严重下降，无法满足长途航行的要求。

3、LNG船体加气有难度

LNG船体的加气问题，不仅是中国需要面对的，也是世界范围内的一个技术难题。我国政府部门严格禁止在内河及相应堤坝建造LNG储气站，这样就无法实现气体存储及配送的一体化流程建设。此外，我国主要内河每一年的水位落差相对较大，而LNG气体要使用低温管道进行具体运输，这种管道伸缩性和延展性都不是很强，所以在岸上设立加气站存在相应的管道连接问题。

（二）对船用LNG燃料未来发展的建议

第一，发展相应的配套设备。船用LNG燃料的相关配套设备，主要包括燃料的存储、动力设备及安保设备等，这些设备都是LNG船舶内部的核心设备。国内要想大力发展LNG技术在船体上的运用，就要做好这些相关配套设施的建设，给LNG的使用提供便利条件。

第二，严格规范船体改造技术。燃油船在改造成LNG船舶的过程中，目前出现了多种改造技术，这就导致进气方式和具体进气压力有很大区别。我国要想让LNG燃料安全有序的发展下去，就要严格规范改造技术，避免出现安全隐患。

结语

船用LNG燃料可以较好缓解现存的环境压力，既能满足环保要求，又能解决成品油燃料成本过高的问题，因此具有很大的发展潜力。我国在发展LNG的过程中要注意存在的实际问题，做好配套设施建设，真正实现LNG技术的良性发展。

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