当大型客船遇上LNG,玩的是“心动”还是“心跳”?

以液化天然气(LNG)为燃料的大型客船仍待进一步探索。日前,芬兰Meyer Turku船厂为歌诗达邮轮(Costa Cruises)建造的第一艘液化天然气(LNG)动力豪华邮轮“Costa Smeralda”号再次宣布延迟交付,由于并非首次延迟,这一消息迅速引发了业内的关注,多位业界人士猜测此次延迟交付原因在于推进系统复杂性及LNG动力豪华邮轮建造装配的高难度。我国尚未涉足LNG动力豪华邮轮,但在双燃料客滚船方面却有过建造经历。

随着LNG双燃料的推广应用,我国在大型双燃料客船建造、配套方面遇到了哪些问题?又该如何解决?这些问题都值得思考。

山的那头还有山

“邮轮游”的兴起带动邮轮市场爆发式增长。在日趋严苛的环保法规要求下,LNG动力豪华邮轮市场前景被大大看好,这也吸引了一批批“开拓者”进入该领域争夺“蛋糕”。从2015年开始,嘉年华集团、皇家加勒比等世界知名的邮轮公司都在探索并订造了LNG动力豪华邮轮。

然而,有着造船业“皇冠上的明珠”之称的豪华邮轮原本就属于高技术、高难度船舶,其对动力系统的性能、噪音等条件都具有较高的要求,要想突破建造该类型船舶原本就很难,再加上采用LNG燃料,将进一步加大豪华邮轮设计建造难度,这不仅对配套商,更对船厂提出了较高要求。就连Meyer Turku船厂方面也曾表示,“Costa Smeralda”号配备的LNG推进系统有着极高的复杂度。

尽管我国还未涉足LNG动力豪华邮轮设计建造,但近年来,我国在LNG/柴油双燃料大型客船设计建造领域进行了诸多探索,国内配套厂在双燃料发动机研制方面取得了一定的成果,这些都为未来探索更加细分的大型双燃料客船市场积累了经验。

2018年12月14日,广船国际有限公司为瑞典格特兰(GOTLAND)航运公司建造的全球首艘LNG/燃油双燃料高速豪华客滚船“VISBORG(威斯堡)”号交付。该型船于2014年11月签订建造合同,共2艘,单船价格超过10亿元;单船总长200米,型宽25.2米,设计吃水6.4米,服务航速超过28.5节,配置瓦锡兰双燃料主机。当时的媒体报道称,“该艘豪华客滚船采用国际最先进的LNG/燃油双燃料主机驱动,是当今世界上航行速度最快、性能最优的节能环保型高端豪华客滚船”“该船的建造,将为我国摘取豪华邮轮这颗‘皇冠上的明珠’积累经验,其建造意义深远”。

当大型客船配上双燃料动力,提高的不止造价,还有多重技术难关带来的壁垒。尽管此前已有客滚船的建造经验,但承接双燃料客滚船对于广船国际来说仍属首次。为此,该公司成立多个攻关小组开展研究,针对系统设计和布置、安装、调试、加注相关工艺和作业指导书、安全操作管理等方面进行攻关,最终顺利完成了LNG系统预冷、加注、装配等任务,交付了“VISBORG”号。“由于没有任何先例可寻,广船国际也只能摸着石头过河,一边做一边学,走了不少弯路,吃了很多苦头。”广船国际一位技术人士总结说。

大步的追赶

不同于部分大型客船采用柴油机—电力装置(对桨式CRP Azipod吊舱),GOTLAND系列船采用的是典型的LNG/燃油双燃料主机配可调距螺旋桨推进系统。上述广船国际技术人士介绍说,采用哪种推进方式,要权衡主机及柴油发电机的初次投资、维修费用、各种工况的负荷分配、操作性、快速性、安全性、燃油和滑油的消耗费用等方面综合比较,及结合船型的尺度、布置位置等;GOTLAND系列船综合各方面考虑采用这种推进系统,根据船东意愿选用双燃料发动机。

在双燃料发动机领域,国外能源技术公司几乎占据了整个市场,尤其是欧美国家公司进入该领域较早,掌握了主要的话语权。2011年,德国MAN公司推出了ME-GI系列高压型双燃料发动机;2012年,美国卡特彼勒公司推出了M46DF双燃料发动机;2013年11月,瓦锡兰推出了DF系列低压型双燃料发动机。以这些为代表的船舶能源技术公司,其双燃料主机、LNG动力设备已在超大型集装箱船、油船等实船上得到了广泛的应用。不仅如此,韩国、日本也在该领域发力,陆续借助各类海事展会等平台发布其成果。

从国内来看,我国在双燃料主机研制方面起步较晚,相较于国外技术成熟的国家,我国在双燃料发动机方面仍有不小差距。由于受到研制成本高、技术限制等因素影响,我国在双燃料发动机领域起初均以制造身份为主,随着不断尝试开发,也逐渐从合作开发走向了自主研发的发展道路。目前,国内生产双燃料发动机的厂家主要有淄柴动力有限公司、安庆中船柴油机有限公司、中船动力有限公司、玉柴船舶动力股份有限公司等企业。

中船动力研究院有限公司研发人士夏倩介绍说,从国外来看,WinGD和MAN公司都有丰富的低速双燃料发动机装船应用经验,瓦锡兰、卡特彼勒、韩国现代重工等公司在中速双燃料发动机领域都有成熟产品应用于陆用电站和大型船舶。就我国而言,目前,我国自主研发的中速双燃料发动机已达到国外双燃料发动机性能水平,但是还处于市场推广过程中,需要经过实船进行进一步验证。无论从国外还是国内,就双燃料发动机本身来说,技术已相对成熟。

目前来看,双燃料发动机安装在大型客船的案例并不多,因此,有业内人士也提出,

无论是船厂还是船机配套商都应该更关注系统的安全和控制问题,不断完善系统设备,减小其故障率,增强稳定性。“大型客船搭乘的游客和工作人员较多,一旦主机失效或发生发动机气体泄漏事件,后果将不堪设想。因此,在该船型上安装以LNG为燃料的主机,需要强化系统性能,提高技术水平”。一位船厂的从业人员补充说。

待攻下的城池

除了已交付的“VISBORG”号,GOTLAND系列船的2号船仍停靠在广船国际码头,尚未交付。“2号船已经面临延期风险。这艘船上的双燃料发动机是个新东西,主机轴在高速运转下会出现高温现象,大家一直在谈。”一位接近船厂的业内人士感叹,“由于是新型动力,可供选择的不多,难免有点‘卡脖子’。船舶的设备供应商很多,但关键设备的研发专利仍在国外公司,话语权和标准都掌握在他们手中,船东也多会选择他们;如果我们国家有这样的动力配套设备,可能就不会这么被动。

然而,也有业内人士对此提出了不同看法。“

导致该船未能按期交付的原因是多方面的,单说是主机的原因并不太好判定。瓦锡兰进入双燃料发动机领域较早,其产品已经进行过多次试验,最终事实是怎么样,还需要进一步求证。”该业内人士说。

“将LNG和船用轻柴油(MGO)双燃料动力系统应用于客滚船,这在世界上还处于起步阶段,在国内更属首次。相关规范对这类双燃料高速客滚船推进系统的可操性、可靠性、稳定性、安全性等方面的要求也远高于双燃料推进的货船,但是,目前规范对大型客船使用双燃料推进的要求不是十分明确,还处在研究完善阶段。”上述船厂人士补充说。

近年来,我国大力推动LNG等新能源在船舶领域的应用,绿色环保被认为是船舶行业发展的大趋势。相比于以往使用柴油为燃料的大型客船,使用LNG作为船舶推进的主燃料在短期内似乎更符合我国环保发展战略。夏倩认为,随着国际和国内船舶排放要求的进一步加强,LNG燃料发动机市场将会进一步扩大,LNG双燃料发动机的实船应用也需要相关支持。首先,相关法规、规范需进一步完善;其次,相关配套设施,如加注船、加气站的建设需同步进行;再次,应推广LNG燃料发动机的标准船型;最后,船厂在双燃料发动机的安装和调试方面,需要进一步积累经验。

从船厂方面来讲,随着双燃料的普及,新的规范也在不断生效,业内人士建议,要加大与船级社的沟通力度,尽早熟悉相应的规范要求,结合实船的建造经验,掌握并提高系统的设计、安装和调试水平,深入研究并掌握双燃料应用有关的关键技术和建造技术以及管理技术,建立较为完善的生产工艺流程、技术管理体系和高效的生产管理体系。此外,应加大船型总体设计、推进系统以及LNG燃气与加气系统布置、调试等相关关键技术的研究和技术储备,培养一批掌握核心技术、熟悉双燃料客船设计和建造的人才队伍。

我国已走近了大型双燃料客船领域的外沿,要深入该市场,还需各家企业协同深耕,毕竟单独一家船厂或配套厂的力量是有限的、面临的难度也很大,要形成‘船舶项目在哪、配套厂商服务就在哪’的良好服务体系,共同推动我国自主研制、配套的大型双燃料客船的发展。”某国内配套厂相关人士称,“但是,时间是一个壁垒。要在传统的船舶工业建立起一个全球认可的品牌,中国制造任重道远。”

(记者 陈璐)