據韓國媒體報道，首批2艘安裝韓國自主研製KC-1圍護系統的17.4萬立方米液化天然氣（LNG）船中的“SK SPICA”號因圍護系統問題，無法運輸LNG。船舶運營商SK海運表示，該船於今年3月交付，在航運過程中出現圍護系統結冰現象，韓國天然氣公社原計劃4月使用該船從美國進口LNG，最終只能以其他船舶代替。
KC-1圍護系統是韓國為打破法國GTT公司壟斷歷時10年自主研製的新型圍護系統，此次發生問題受到業界高度關注。業內人士表示，問題的原因何在，如何解決，是否會影響其未來更大規模的商業化應用，將在很大程度上決定韓國船企的國際競爭力甚至未來的創新之路。
施工問題？設計問題？
自主研發LNG船圍護系統技術被韓國列為國家科技研發項目課題。2004年，韓國產業資源通商部組織韓國天然氣公社和現代重工、三星重工、大宇造船海洋等著手自主研發LNG船圍護系統，經過10年的努力，最終成功研發出KC-1圍護系統。2007~2014年，KC-1圍護系統陸續獲得世界主流船級社的原則性認可，2017年12月，獲美國海岸警衛隊（USCG）的原則性認可。USCG的原則性認可文件認定，配置KC-1圍護系統的LNG船的單船最大艙容可達17.4萬立方米。
江南造船（集團）有限責任公司總工程師胡可一介紹說，KC-1圍護系統的核心技術來自韓國天然氣公社的陸用LNG儲存艙技術。2001年，韓國天然氣公社研製成功1300立方米LNG陸上存儲罐。通過這個實驗儲罐的建造和試用，韓國天然氣公社對主次屏蔽層和絕緣材料進行了低溫性能驗證。之後，KC-1圍護系統成功應用在韓國天然氣公社設在仁川LNG接收站第19、20號20萬立方米的LNG儲罐上。2006年，韓國天然氣公社申請了KC-1在LNG船上應用的專利。“KC-1圍護系統的主次屏蔽層由1.5毫米厚帶有錯位槽型壓筋的304L不鏽鋼製成，採用115公斤/立方米的聚氨酯作為絕緣材料，最大優點是避免了在壓筋槽上焊接，可大範圍應用自動焊機從而提高主次屏蔽層的焊接和安裝效率。”胡可一表示，當時，對於新研製的KC-1圍護系統，也有資深業界人士對其“錯位槽型壓筋”能否像MK-Ⅲ圍護系統的“十字交叉槽型壓筋”一樣很好地吸收膜應力提出質疑。
採用KC-1維護系統的LNG船效果圖／圖片來自sedaily.com
KC-1圍護系統研製出來後一直受到市場冷遇，商業化應用並不順利。2015年，韓國SK E&S在現代重工訂造2艘LNG船，韓國業界期望其採用KC-1技術，但SK E&S考慮到KC-1技術未經實用驗證，不敢輕易冒險採用，後來還是選擇了法國GTT公司的圍護系統。最終，韓國天然氣公社成為“第一個吃螃蟹”者，與三星重工敲定在2艘17.4萬立方米LNG船上首次採用KC-1圍護系統。這2艘LNG船被命名為“SK Serenity”和“SK Spica”，均於今年交付。
對於此次安裝於“SK Spica”號的KC-1圍護系統出現結冰問題，胡可一表示，韓國天然氣公社既是船舶使用者，又是KC-1圍護系統的專利擁有者，因此，當事方恐怕不會公開出現問題的真正原因，外界只能猜測。他認為，出現結冰問題有可能是圍護系統屏蔽層洩漏滲冷，或是因沒有完全乾燥導致圍護系統中的間隙有水汽。“最可能是絕緣層安裝過程中產生的問題或者是首次應用的安裝工藝還不完備，不太可能是原理、設計等方面的根本性問題，畢竟KC-1圍護系統在研製過程中進行了一系列工程化的試驗。”胡可一說，其實，回顧LNG船薄膜型圍護系統的發展歷史可以發現，在實船建造、氣體試驗和船舶營運過程中，GTT公司的MK-Ⅲ圍護系統和2011年推出的CS-1圍護系統均發生過次屏蔽層洩漏事故，給LNG運輸公司和船廠帶來巨大損失，也引發業界對上述兩種LNG圍護系統次屏蔽氣密性的質疑。KC-1圍護系統雖然在陸上應用十分成功，但船用的環境與陸上相比要嚴酷得多，因此會面臨更加嚴峻的挑戰。
截至目前，早於“SK Spica”號交付的同樣安裝KC-1圍護系統的 “SK Serenity”號還沒有傳出圍護系統出現問題的消息。而有消息稱，三星重工目前還在建造另外2艘應用KC-1圍護系統的LNG船，預計於2019年完工。
脫穎而出？就此“夭折”？
目前，LNG船的貨物圍護系統分為C型艙、GTT薄膜型和B型艙（MOSS球罐型和SPB菱形艙）三種。目前在建的大型LNG船中，由於MOSS成本較高，薄膜型LNG船佔絕大多數。而NO96、MK-Ⅲ和CS-1薄膜型LNG船圍護系統的專利一直被GTT公司把持。胡可一表示，NO96和MK-Ⅲ兩種薄膜型LNG船圍護系統目前幾乎壟斷了在建LNG船市場。CS-1薄膜型LNG船圍護系統僅曾應用於法國大西洋船廠建造的7.5萬立方米和15.5萬立方米電力推進LNG船，再後來鮮有應用。
MARK III薄膜型貨物圍護系統結構原理圖／圖片來自GTT
韓國是目前世界上最大的LNG船建造國，但LNG船的最關鍵配套設備LNG圍護系統的建造一直使用GTT公司的專利技術。韓國每建造1艘LNG船需向GTT公司支付約佔船舶建造總利潤一半的專利使用費。例如，現代重工和三星重工建造的15.5萬立方米級MK-Ⅲ型薄膜式LNG船，平均每船約需支付800萬美元專利費；大宇造船海洋建造的17.5萬立方米級NO96型薄膜式LNG船，平均每船約需支付950萬美元專利費。有數據顯示，截至目前，韓國三大造船企業共計建造300餘艘LNG船，向GTT公司支付專利費用近3萬億韓元（約合176億元人民幣）。因此，韓國多年來一直致力開展LNG圍護系統的國產化。
胡可一介紹說，2011年，三星重工在倫敦發佈了SCA薄膜型LNG船圍護系統。該系統原理上和MK-Ⅲ圍護系統比較相似，有效規避了技術風險，也成功避開了相關專利壁壘，而且SCA系統在蒸發率和裝載限制要求方面明顯優於GTT公司的MK-Ⅲ系統。這意味著一旦SCA圍護系統投入應用，三星重工的專利費支出可節省80%以上。
此外，大宇造船海洋也於去年宣佈，採用與德國巴斯夫共同開發的高性能絕熱材料成功研製出蒸發率更低的
SOLIDUS LNG船圍護系統，並向市場大力推介。KC-1圍護系統是韓國從2004年開始研發的，研發力量匯聚了韓國三大船企與最大的天然氣公司，最終研製成功並實現了實船應用。胡可一表示，在LNG船圍護系統方面能成功避開GTT公司專利，創新研製出一種新的系統並在實船上得到應用，是非常不容易的，這也是韓國業界多年來殫精竭慮全力投入的結果。如果此次能夠通過局部維修解決問題，使LNG船恢復正常運營，並在後續船型建造中對KC-1圍護系統進行有效改進優化，那麼，在實船應用上先行一步的KC-1圍護系統將可在韓國未來的LNG船建造中大有作為，並大幅提升韓國在LNG船建造市場上的技術競爭力和價格競爭力；如果問題難以解決，恐怕將大大打擊韓國在LNG船領域的創新積極性，阻滯韓國LNG船設備的國產化進程。他說：“不管結果如何，相比三星重工的SCA和大宇造船海洋的SOLIDUS系統，KC-1圍護系統在商業應用方面至少邁出了實質性的一步。KC-1圍護系統研製與應用的過程也從另一個角度反映了傳統造船業創新的艱難以及創新成果工程化的坎坷。”
自主創新需要首創精神
也需要“首用”精神
韓國自主研製的KC-1液化天然氣（LNG）船圍護系統在首次應用中出現結冰問題，為韓國船舶關鍵設備國產化進程蒙上了陰影。然而，從另一角度考慮，這也可能是韓國自主研製LNG船圍護系統進一步優化完善並實現批量應用的開始。
相比那些研製出來卻只能束之高閣的創新產品，KC-1圍護系統是幸運的，因為它實現了商業應用，即使在首次應用中出現問題，也具備了形成從應用反饋到優化升級再到擴大應用這一良性循環的可能性。而“首用”者韓國天然氣公社就是讓KC-1圍護系統成為“幸運兒”的最重要推動因素。
雖然韓國是我國在船舶行業的強勁對手，但其克服後發劣勢，集中力量自主創新的道路與我國有著相似之處。與歐美髮達國家相比，我國與韓國同為後發國家，在船舶領域都面臨產業鏈上游關鍵技術受制於人的困境，面臨著歐美企業這些先行者設置的重重壁壘。這些壁壘除了歐美船舶企業通過封鎖核心技術、設立技術標準、申請諸多專利形成的技術壁壘和專利壁壘，還有其利用先行者優勢在市場上一家獨大築起的市場壁壘。市場壁壘看似無形，卻殺傷力巨大。由於它的存在，許多後發國家產業的自主創新成果還沒有走到市場化這一步就消失無蹤。因為市場是殘酷的，出於風險最小化的考慮，客戶總是願意先入為主，選擇成熟、穩定、應用業績良好的技術和產品，而對新產品退避三舍，這在對可靠性與穩定性要求更高、市場更具壟斷性的船舶行業來說，尤其如此。韓國KC-1 LNG船圍護系統一波三折的商用化過程就充分說明了這一點。
也正因為如此，後發國家產業的自主創新不僅需要突破技術和專利壁壘的首創精神，也需要突破市場壁壘的“首用”精神。要知道，創新成果只有得到應用，才能實現產業化，才能得到市場驗證，並在應用中不斷優化，實現良性循環，從而形成自己的產業生態鏈。而缺乏“首用”者恰恰是後發國家自主創新過程中遇到的最大難題。首創要經歷諸多失敗、付出高昂成本，而“首用”又何嘗不是如此，這也是後發國家自主創新成果“首用”者難尋的重要原因。在韓國研製的SCA、SOLIDUS、KC-1圍護系統中，唯獨KC-1圍護系統實現了商業應用。其中最重要的原因是韓國天然氣公社是KC-1圍護系統的研製者之一，併成為該系統的首個使用者。
客觀而言，僅僅依靠自由競爭與市場選擇，普通市場主體是很難成為後發國家自主創新技術和產品的“首用”者的。要激發“首用”的動力、培育“首用”的精神，需要國家的鼎力支持。這一點毋庸置疑，也是後發趕超國家在自主創新道路上的唯一選擇。因為在垂直化的國際分工中，缺乏國家頂層規劃和政策支持的後發國家產業只能被鎖定在國際分工的低端，自主創新成果很難在現有市場中佔據一席之地，這一點在船舶行業中有充分的體現。因此，我國要實現船舶行業自主創新，避免陷入“趕超陷阱”，還需要對 “首用”給予更大力度的支持，以減少“首用”者的試錯成本，降低“首用”者的失敗風險，為我國船舶行業在自主創新過程中打贏“市場壁壘攻堅戰”提供最有力的支撐。
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