航运业燃料普及LNG为时尚早

2018年07月10日 07时 中电传媒能源情报研究中心



在国际生态环保限制更严、国际油品价格提高的背景下,海上航运行业开始思考船舶动力替代的问题,LNG(液化天然气)毫无疑问成为最佳替代选择之一。然而,尽管LNG作为船舶燃料具有良好的生态性和经济性,但目前预言LNG能在世界各地普及还为时尚早。毕竟现阶段,更加严格的生态标准尚未生效,港口燃料加装基础设施发展不足,全球天然气定价机制还保留着区域化特征,这些都是LNG燃料加装发展缓慢的主要原因。

船舶重油是航运行业最常见的动力燃料,目前占据全球船舶燃料市场80%的份额。除了重油,船舶柴油(约占20%)和LNG(不足1%)也是海运船舶加装的动力燃料。作为港口基础设施的组成部分之一,LNG燃料加装目前尚处在发展的萌芽阶段,但最近一段时间以来,越来越多的目光开始关注LNG作为船舶动力燃料的应用潜力。

截至2017年,全世界营运的船舶中,共有120艘海运和河运船(占世界船舶总量的0.001%)使用LNG作为主要的动力燃料,其中只有1艘行驶于德国和荷兰的内陆水域(Shell属于壳牌公司的项目)。

许多建成、计划下水的LNG船是改造的重油油船、轮渡或商船,并有111艘船处于建设阶段。

专家预测,到2020年,使用LNG动力燃料的海运船舶将增至1000艘。牛津能源研究所的数据显示,到2030年,船舶加装的LNG燃料预计将超过500亿立方米(2017年船舶LNG加装量不足10亿立方米)。

俄罗斯最大的国有天然气生产商俄气公司和俄罗斯最大的独立天然气生产商诺瓦泰克公司也都把目光投向了LNG燃料加装领域,将之作为公司销售业务的优先发展方向。

LNG燃料加装的发展前景直接取决于两个重要的客观因素。其一,海上航运领域的生态要求和世界海洋有害物质排放管控均趋于严格。其二,将油品燃料改换为LNG在经济方面具有合理性。

LNG燃料加装的生态环保意义

国际机构采取的生态管控措施是船舶燃料加注市场发展的一大风向标,也是促进LNG燃料发展的关键因素之一。国际海事组织(IMO)从2011年开始执行的对船用燃料含硫量的生态要求推动了燃料加注服务市场的结构变化。

2015年,在硫排放控制区(SECA)内明确禁止航运商使用硫含量超过0.1%的船用燃料,在其他水域,船舶的动力燃料含硫量不得超过3.5%。国际海事组织还准备在2020年前制定新的更加严格的限制规定,要求其他水域的船用燃料含硫量不超过0.5%。

在新的生态标准下,航运商要么采用更贵的柴油,要么采用含硫量低的船舶燃油。当然,也可以为排放的气体安装昂贵的废气滤清系统,以降低重油的含硫量。还有一种办法,就是为船舶加装LNG作为主要的动力燃料,毕竟LNG的使用符合规划中的生态标准,与船舶重油相比,可减少硫氧化物(SOx)和固体颗粒物(PM)的排放,将二氧化碳排放量降低25%,氮氧化物(NOx)排放量降低80%(见表1)。

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预计船用燃料生态标准的进一步提高将为船舶重油替代品带来新的需求,为LNG燃料加装创造积极的发展环境。但是LNG能否在船用燃料加注市场取得成功,不仅取决于燃料本身的生态性,还要评估其经济性。

船舶加装LNG、重油、柴油的经济性对比

LNG燃料加装的关键经济因素包括:具备加装燃料的港口基础设施,可同时使用柴油和LNG燃料的发动机的成本和工作效率,重油、柴油和天然气的国际价格对比。为了更好地了解船舶进行LNG燃料加注改装的经济可行性,表2罗列了以LNG、重油和柴油为动力燃料的船舶的各项技术经济指标。

目前,全球有三大港口具备为船舶加装LNG的基础设施,这三大港口分别是鹿特丹港、温哥华港和新加坡港。其中新加坡港的LNG燃料加装终端于2017年10月开放。港口用于LNG燃料加装的基础设施目前正处于起步的发展阶段。欧洲、亚洲和北美地区各大港口正争相实施相关的基础设施规划项目,这些项目的建设带动了LNG燃料加注服务供需持续增长。

虽然带柴油—LNG发动机的船舶设备造价比带柴油—重油发动机的船舶高大约16%,但前者的内部收益率更高(见表2),这主要得益于LNG的比热容更高(比重油和柴油分别高37%和28%),LNG动力船舶每日行程的单位燃料费用更低(比使用重油和柴油分别低19%和56%),以及免于缴纳生态税费。

尽管船舶使用LNG动力燃料具有以上所述的诸多优点,但不可否认的是,在采购、使用LNG或改装LNG船只方面尚有一些不足。第一,每次加满燃料后LNG船舶行驶的时间略短(比使用重油或柴油燃料少3天)。第二,由于需要放置LNG储罐,船舶的载箱能力与原始值相比减少了5.5%。第三,蒸发导致的燃料损失比例过高(平均为6.4%,见表2)。第四,在国际运输过程中,可进行燃料加装的地点较受限制。

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LNG燃料加装的技术经济分析显示,如果综合各种指标,从船舶的中长期使用来看,在具备燃料加装的所有必备基础设施的情况下,LNG相比重油和柴油更具有优势。但是如果只有少数几个港口配有LNG加装设施,国际天然气市场无法实现全球化发展和高度流通,行业发展比预期缓慢,那么更多的海运船舶将会配备废气滤清系统或使用低硫的重油和柴油燃料。

未来海上航运行业能否大规模地转向使用LNG动力燃料首先取决于各国际港口LNG燃料加装基础设施的发展规模。另外,如果生态要求更加严格、惩罚标准更高,那么LNG将比重油和柴油更适合作为未来的船舶动力燃料。