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船用LNG加注

     国际上的LNG水上加注设施研究和建设正处于起步阶段,在欧洲,欧盟委员会(EC)于2013年1月通过了“清洁燃料战略”,提出“欧盟船用LNG综合框架行动方案”,至2014年底,欧盟委员会与欧盟海事局(EMSA)联合提出一整套关于LNG水上供应、加注和使用的综合性规范、标准和指南。至2020年1月,所有跨欧交通网工程的核心港口必须建成LNG加注设施,提供LNG加注服务。

     我国自2010年开展将LNG作为船用燃料试点工程以来,中国海事局、国家能源局、中国船级社(CCS)等各方积极推动LNG水上加注规范和标准的制定,为LNG加注趸船、加注船、岸站等的设计和建造奠定了基础。

     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100 艘,积累了较丰富的船舶“油改气”经验。基于目前的技术水平,LNG 燃料水上加注模式总体上可分为如下五类:

     ①槽车-船加注(Tank truck-to-ship bunkering,简称TTS);

     ② 岸站- 船加注( LNG intermediary terminal-to-ship viapipeline,简称TPS),TPS 也可结合趸船使用,LNG 储罐位于岸上,趸船的作用是适应水位高差;

     ③趸船-船加注(pontoon-to-ship bunkering,简称PTS);

     ④船-船加注(Ship-to-ship bunkering,简称STS),STS 在码头、锚地、航行中均可进行;

     ⑤ 海上浮式设施- 船加注( offshore floating bunkeringinstallation-to-ship bunkering,简称OTS)。

     各种水上加注方式适应性情况不同,其各自特点如下:

     (1)槽车-船加注

     槽车-船加注是目前应用最成熟加注方式。我国现有试点船和北欧现有大部分LNG 燃料船均采用此种加注方式。槽车通过LNG 小型中转站装车,然后将LNG 燃料运往加注地点给LNG 动力船实施加注。但目前国内槽车最大仅能做到55m3,而且不允许拖挂(欧洲槽车可以拖挂,总容量可达120m3),所以加注量有限。况且槽车运输费用相对昂贵,且需要运输通道,其并不是水上LNG 加注的最佳方案。从欧洲的经验来看,槽车加注需要在港内码头上开辟单独的作业区域,而且操作和管理十分严格,严格限制作业区内的操作人数,这需要投入大量成本。从费效比角度来看,我国当前对LNG 槽车操作投入大量资金、人力、码头资源的可能性不大,且其门槛过低、加注作业随意性较大,且加注作业的管理监管多头,监管难度较大,不推荐使用该加注模式。

     (2)岸站-船加注

     岸站-船加注方式比较适用于水位变化不大的渠化河流或港口。该种形式也可结合趸船使用,即,将LNG 储罐放置于岸上,加注设备放置于趸船上,趸船的作用是为了适应水位高差。对于珠江水系来说,能用于LNG 加注岸站的岸线非常稀少,而且岸站-船加注方式需要占用较多的岸上资源, 对于城市相对密集的珠江三角洲地区并不可行,故暂不推荐使用该加注方式。

     (3)趸船-船加注

     趸船-船加注是将包括储罐的整套加注设施放置于趸船上实施加注。该种加注模式的特点是可以适应航道的水位变化,而且可以根据市场的变化、加注站布局的变化而改变船位。趸船-船的加注形式比较适合于长江、珠江航道。目前长江上布局的多座加油趸船提供了佐证,如中长燃在南京、武汉等地安放的加油趸船。对于珠江水系,洪水期与枯水期水位变化较大,利用加注趸船形式是比较合适的方式;另外珠江水系船舶航行密度高,经济水平发达,加注业务量大,但是密集的城市圈和岸线的充分利用使得能用于LNG 加注岸站的岸线非常稀少,故布置于各干线和水道中的加注趸船是经济合理的加注站模式。

     (4)船-船加注

      船-船加注在码头、锚地、航行中均可进行,具有灵活机动的优点,适合于各种类型船舶的LNG 燃料加注。由于环境条件复杂,该种加注形式需首要解决的难题是船与船之间相对运动。大型加注船在港区内操作性不好,而且造价相对较高。

     (5)海上浮式设施-船加注

     海上浮式设施适用于远洋船舶,投资和操作成本高,需要再液化装置。海上浮式设施-船加注是采用类似于FPSO(浮式采油储油平台)的模式来储存LNG 并实施对外加注,该种方式适合于海上大型船加注,不适合内河采用。

     2015 年6 月,我国环保部开始就《船舶发动机排气污染物排放限值和测量方法(中国第一、二阶段)》向全社会第二次公开征求意见。该标准将分两个阶段实施。第一阶段,在我国船机排放现有水平上。PM 排放将削减70%左右,NOX 排放将削减20%以上;第二阶段,PM 和NOX 分别比第一阶段进一步降低40%和20%,和发达国家相比,第一阶段和目前欧洲实施的标准相当,第二阶段和美国第三阶段实施的标准相当。制定船舶大气污染物排放控制国家标准,一方面彰显了我国政府推进生态文明建设的坚定信心,同时也表明船舶排放污染形势不容乐观,必须加快治理。

     为了有效减少船舶污染物排放,工业界和航运界紧密合作,开展了大量富有成效的工作,研发了如燃烧优化、缸内喷水、先进燃烧技术等,但这些技术最终都无法达到公约规定的第三阶段NOX 减排80%的要求。而在目前所有的节能减排方法中,使用清洁燃料则成为达到既定目标的一条非常重要的途径。

     LNG 液化天然气(LNG)是世界公认的清洁能源之一,与柴油相比,具有其环保和经济优势。我国交通运输部也已将内河柴油和LNG混合动力船舶技术纳入到十二五国家级5 项试点新技术之一,内河船舶采用LNG 燃料作为动力获得了国家政策的支持,并已成为业内关注的焦点。