事件
今年10月8日，世界首艘23000TEU雙燃料動力貨櫃船「達飛雅克·薩德」號命名交付。該船採用了我國自主研發製造的全球最大功率雙燃料動力W12X92DF型主機，既能使用燃氣又可兼顧燃油，無論遠海航行還是近海航道航行，均可依靠天然氣提供動力。
【世界首艘23000TEU雙燃料動力貨櫃船】
專家表示，在超大型貨櫃船上使用LNG為主燃料的雙燃料動力系統，在全球業界尚屬首創。其最大優勢是能滿足全球最嚴格排放標準，與傳統燃油貨櫃船相比，可減少20%的碳排放、85%的氮氧化物排放與99%的硫排放，大大減少對環境的汙染。
在綠色節能日益成為主流旋律的今天，航運業面臨的壓力越來越大。面對節能減排的壓力，LNG（液化天然氣）船以及雙燃料動力船舶有望成為未來航運業的主力角色，我國應該抓住機遇大力發展。如下圖所示的2017年5月份LNG動力船舶航行圖。
作為船用燃料，LNG可以降低15%－20%二氧化碳的排放，降低98%以上的硫氧化物排放、減少85%－90%氮氧化物，且著火點和爆炸極限高於柴油（柴油著火點260℃,爆炸極限0.5－4.1%，天然氣著火點650℃，爆炸極限4.6－14.57%）。因其屬低溫液體，洩漏時自然氣化快，LNG不會對水體造成巨大的危害）。所以採用液化天然氣作為船燃料，是航運業降低成本、安全環保的一條路徑。
LNG雙燃料動力船簡介
近年來，隨著船舶LNG動力技術的不斷發展成熟，其應用也不再局限於渡船等小型船舶，逐漸向散貨船、油船、貨櫃船、汽車運輸船等大型船舶擴展。除LNG運輸船外，其他商船通常採用LNG雙燃料主機和發電機，將燃油和LNG結合使用，能夠較好地解決續航力問題。2016年11月，南通中遠川崎向挪威船東歐洲聯合汽車運輸公司交付全球首制4000車位LNG雙燃料汽車運輸船；2020年10月，滬東中華為法國達飛集團建造的世界首艘23000TEU雙燃料動力貨櫃船也已順利交付。
4000PCTC
23000TEU
據克拉克森數據顯示，截至2020年7月底，全球LNG雙燃料船為573艘，同比2019年增加13%；在手訂單360艘，同比增長16.5%。在手雙燃料船訂單佔全球在手訂單的比重（以GT計）從2019年6月的15.4%提高到23.1%。同期蘇伊士油輪的船隊數量增速僅為1.7%。2019年，VLCC（大船集團）、蘇伊士型油船（廣船國際）、好望角型散貨船（現代重工）和Newcastlemax型散貨船（外高橋造船）領域都迎來了首批LNG動力雙燃料船訂單。
目前投入運營及在建的LNG雙燃料船中，數量最多的是客渡輪、海工船舶、貨櫃船和油輪（見下表所示）。在三大主力船型中，液貨船是使用LNG動力最多的船型，在這其中，化學品、成品油船是使用LNG動力最多的船型，其次是阿芙拉型油船。
數據來源：克拉克森
LNG雙燃料動力船主要技術特點
LNG雙燃料動力船與傳統燃油動力的主要區別在LNG雙燃料供氣系統。LNG雙燃料供氣系統包括：LNG燃料儲存系統、LNG燃料加注系統、燃氣供應系統、燃氣主機。LNG具有低溫破壞性、快速揮發性和爆炸危險性等特點，出於安全考慮，以LNG作為燃料的動力船舶在結構布局、機電設備選型和安裝上都不同於普通船舶。如下圖所示：
1.LNG燃料儲存系統
燃料儲存系統通常稱燃料圍護系統（氣罐）。燃料圍護系統與LNG船貨物圍護系統分類相似，分為薄膜、半薄膜型和獨立氣罐型。薄膜、半薄膜型氣罐集成在船體中，壓力一般情況下小於0.025MPa，最大不超過0.07 MPa；薄膜型氣罐不夠氣密，需要次屏障，對壓力變化非常敏感，需要保壓，優點是能較好地適應於船體結構。
獨立氣罐型細分為A、B、C三種類型：A型平面結構組成的菱柱形貨艙、B型平面結構組成的稜柱形貨艙、B型迴轉球形(Moss) 、C型獨立型壓力容器。C型應用偏向於中小型船舶，薄膜型應用偏向於大型船舶。如下圖所示。LNG燃料儲罐船上布置分為兩種形式，分別是位於開敞甲板上和位於圍蔽處所內，布置時應考慮氣罐本身的設計、氣體的洩露、通風、消防和機械保護等因素。
2.LNG燃料加注系統
LNG加注站用於向LNG儲罐內充裝燃料，帶充裝接口和回氣功能，一般位於舷側的露天甲板上，應保證有足夠的自然通風。若設置到圍蔽或半圍蔽處所，應進行風險評估，且必須經過船級社同意。LNG的加注方式主要分為三種模式：車到船（truck to ship--TTS），船到船（ship to ship--STS），港到船（port to ship--PTS）。這些加注模式各有優缺點，可以根據港口自身發展情況進行應用。
3.燃氣供應系統
LNG燃氣供應系統包括：氣罐連接處所（氣罐主閥、蒸發器/氣化器、熱交換器、主燃料閥等）、氣體閥件單元（GVU）和相關氣體管路等。氣罐連接處所的法蘭、閥等可能存在洩漏源的連接裝置未布置在開敞甲板時，必須封閉在氣罐連接處所內，即「冷箱」。GVU內部設有各種氣體燃料調節閥控制閥和安全監控裝置等，這些閥件一般為氣動控制，管路通常採用雙壁氣體管路。
4.LNG雙燃料主機
LNG發動機分為混燒發動機、雙燃料發動機、單一氣體燃料發動機。混燒發動機建造、改造簡單，成本較低，但是排放性能較差，總能耗會有所增加；雙燃料發動機使用燃料靈活，排放性能得到極大改善，但成本相對較高；單一氣體燃料發動機，減排效果最好，但船上應用布置難度較大。現階段，雙燃料發動機在大型船舶上的應用受到了越來越多船東的青睞，國內雙燃料發動機廠家主要有滬東重機、玉柴、廣柴、淄柴等，國外主要有曼恩、瓦錫蘭等。下圖為燃氣發動機的發展歷程。
LNG雙燃料動力船存在的主要問題
國內LNG燃料動力應用始於2009年，起步較晚。雖然在國家一系列強有力政策的扶持下得到了發展，但在推廣應用中仍然遇到了諸多障礙，嚴重製約了LNG燃料動力船舶的發展規模。
1.LNG雙燃料動力船前期投資較大。初期政策所給予的資金補貼和LNG相對於柴油的價格優勢，是推動LNG動力船舶快速發展的主要動力。隨著政府補貼的相應減少、國際油價的下跌和LNG價格的攀升，以及設計、工藝水平不高等影響，其相對於柴油的運營成本優勢正逐步喪失。
2.加注碼頭數量不足和分布不合理。專業維修隊伍短缺、配件採購困難、費用高、周期長，以及政策與管理的失調，嚴重影響了LNG燃料動力船舶的發展。近年來，雖然歐洲、新加坡、日本、韓國等國家、地區，紛紛加強LNG加注基礎設施的建設，但是距離供氣網絡的形成還有較大差距。
3.LNG燃料動力在船舶上應用目前還處於起步階段，相關技術標準不夠健全，技術、法規有待於進一步研究和完善，在船舶建造、改造當中難免會出現規範指導盲區或對法規理解不一致的情況，增加了船舶建造成本，影響了建造完工時間。與國外相比，國內LNG燃料動力系統技術水平不高，技術不成熟，運行過程中還時常發生系統故障等。
發展展望
當前，全球減排和低碳的趨勢已將航運業推到風口浪尖。國際海事組織的限硫、限硝規則倒逼航運業改進技術或採用替代能源的抉擇，將有助於LNG燃料動力得推廣應用。相比傳統油料動力船船，發展LNG動力船既符合國家能源戰略，又符合節能減排需要。
隨著國家支持政策的不斷完善和技術水平的不斷進步，我國船舶業必將迎來LNG動力船高速發展的黃金時期。因此，建議生產企業、航運企業、科研院所、政府機構等應進一步加強協作，加大對LNG動力船舶市場和應用的投入，實現LNG能源應用船舶產業鏈的良好運作。
來源：中國遠洋海運e刊彙編整理