摘 要：对船用LNG产业的益处、相关政策及标准、发展现状、市场前景及面临的问题进行分析，提出了4方面建议。
关键词：LNG燃料动力船舶；船用LNG：趸船式LNG加气站；船舶油改气
Current Situation and Suggestion on LNG Industry Development for Ships
Abstract：The advantages，relevant policy and standards，development status．market prospect and problems faced by LNG industry for ships in China are analyzed，and four suggestions are also put forward．
Keywords：LNG powered ship；LNG for ships；barge-type LNG filling station：conversion from oil to gas for ships
1 概述
船舶使用液化天然气(LNG)作为燃料来替代船用燃料油，能够调整能源结构，缓解油品供应紧张局面，应对油价波动影响。与传统船用燃料油相比，LNG在环保、安全、经济性以及社会效益等方面均具有明显优势。
发展LNG燃料动力船，对改善江河水质和沿岸城市空气质量具有积极作用。推广LNG在船舶上的应用，对优化我国交通领域能源结构，促进能源高效利用，实现节能减排目标具有重要的战略意义和现实意义。
2 船舶使用LNG的益处
2.1 船舶使用LNG将大大改善水、气环境
在船用燃料使用方面，除运河、湖泊内运行的小型船舶使用柴油外，远洋、近海以及长江等内河运输船舶基本使用船用燃料油。根据中商情报网2011年发布的《2011—2015年中国燃料油行业调研分析及市场预测报告》，预计到2015年，我国船用燃料油的需求量将由2010年的1396×104t／a增长到1867×104t／a。根据国家有关车船用燃料相关标准，船用燃料油中硫化物等的允许含量远超过车用燃料油允许含量的上限，其中船用残渣燃料油的总硫含量达到车用汽油(国IV)的400～700倍，是车用柴油的57～100倍，具体比较见表l。
根据国际海事组织(IMO)的规定，从2012年1月1日起，在世界范围内，船用燃料油硫含量(质量分数)上限从4.5％降低到3.5％，目前硫含量(质量分数)平均值为2.7％～2.8％，我国相关标准GB／T 17411—2012《船用燃料油》也根据上述规定进行了调整。国际海事组织对全球船用残渣燃料油的统计分析也表明：在过去一段时间内，硫质量分数在2.5％～3.0％区间内的船用残渣燃料油占全部船用残渣燃料油的比例为25％，大部分船用残渣燃料油的硫质量分数处于2.0％～3.5％范围(见图1)，硫含量远高于车用燃料中的硫含量。
在LNG与柴油混合比例(质量比)为7：3的工作状态下，LNG-柴油混合燃料发动机与柴油单燃料发动机相比，硫氧化物和颗粒物排放量均降低60％～70％，氮氧化物排放量降低约35％～40％，二氧化碳排放量降低约20％～28％[1]。
2.2 LNG安全性高于燃料油
LNG属低温液体，发生泄漏事故时会很快自然气化成天然气，没有残留物。天然气密度比空气小，很快在空气中挥发扩散。天然气着火温度和空气中最小点火能均高于汽、柴油和LPG，瞬间着火也比油品类慢。从使用安全性上考虑，LNG比汽油、柴油安全。天然气与汽、柴油特性参数比较见表2。
普惠飞机公司(Pratt&Whitney Aircraft)在20世纪60年代就对LNG、航空煤油进行了燃烧对比实验，并得出LNG与燃料油相比具有更低的火焰扩散能力、更小的火焰、火焰附着能力和蔓延能力低的结论，实验表明LNG的安全性要高于汽、柴油等燃料油。此外，美国德克萨斯大学能源经济中心于2006年11月编写的《LNG的安全与保安》(LNG Safety and Security)中对液化天然气与液化石油气、汽油、柴油类液体燃料的特性进行了比较(见表3)，同样说明了LNG的优势。
2.3 LNG经济性好于柴油及低硫燃料油
长江上运营的总吨位为1808t的“红日166号”干散货船，使用2台潍柴X6170ZC发动机，单台功率为441kW。改造成LNG-柴油混燃后，自2011年4月至l2月共进行了7个航次近14000km试验，试验结果表明：与之前使用柴油单燃料发动机相比，改造成LNG-柴油混合燃料发动机后，柴油的平均替代率为60～70％，燃料成本下降20％～30％。
对于2000t级的散货船，船舶改造费用约为55×104元，改造使用LNG一柴油双燃料后，投资回收期为2.2年，运营企业的赢利能力大大增强[2]。可见，LNG替代柴油具有良好的经济性。
3 LNG船舶发展相关政策及标准
3.1 相关政策
白2011年起，国家及地方对于船舶节能减排以及LNG船舶发展出台了一系列政策。
国务院文件(国发[2011]2号)《关于加快长江等内河水运发展的意见》中将内河水运发展上升为国家战略层面，提出“利用10年左右的时间，建成畅通、高效、平安、绿色的现代化内河水运体系”。国务院文件(国发[2011]26号)《“十二五”节能减排综合性工作方案》中要求，要大力推广使用清洁能源，节约和替代石油。
交通运输部文件(交政法发[2011]315号)《公路水路交通运输节能减排“十二五”规划》中明确要求，至“十二五”末，“与2005年相比，营运船舶单位运输周转量能耗下降15％，其中海洋和内河船舶分别下降16％和l4％；单位运输周转量CO2排放下降16％，其中海洋和内河船舶分别下降17％和l5％。”交通运输部文件(交水发[2011]474号)《“十二五”水运节能减排总体推进实施方案》提出，要完善水运节能减排标准规范，把“内河柴油和LNG混合动力船舶技术”等列入重点试点项目。交通运输部文件(交水发[2013]625号)《关于推进水运行业应用液化天然气的指导意见》提出，到2015年，内河运输船舶能源消耗中LNG的比例达到2％以上，到2020年达到10％以上，且用能结构得到改善。
国家发展和改革委员会([2012]第15号令)《天然气利用政策》中明确将在内河、湖泊和沿海航运的以天然气(尤其是液化天然气)为燃料的运输船舶(含双燃料和单一天然气燃料运输船舶)划分为优先类用户，并提出对优先类用气项目，地方各级政府可以在规划、用地、融资、收费等方面出台扶持政策。
国家财政部、交通运输部于2014年4月9日下发了(财建[2014]61号)《关于印发<内河船型标准化补贴资金管理办法>的通知》：新建船舶总吨位不低于400t的LNG船舶(应已取得有效的船舶登记证书、船舶检验证书和船舶营运证书)，在2013年10月1日至2015年3月31日期间建造完工的，根据主机功率不同，给予单船补贴85×104～140×104元；在2015年4月1日至2015年12月31日期间建造完工的，根据主机功率不同，给予单船补贴63×104～100×104元。
各地也结合地区特点制定相应政策，支持和鼓励发展LNG船舶。江苏海事局精心组织和推动LNG水上加气站技术规范制定、船舶LNG燃料动力改造和LNG水上加气站试点项目工作。江苏省交通运输协会文件(苏交协[2012]6号)《江苏省公路水路客货运输企业推广使用天然气车船发展绿色运输实施方案》提出：近几年内改造LNG船舶100～200艘。
各类政策的出台，对于LNG燃料动力船和加气站的发展具有利好的促进作用。
3.2 相关标准
2012年9月，国家海事局、国家能源局联合启动了“LNG燃料动力船舶加注模式和加注站研究”的课题，江苏海事局作为课题主要承担单位，牵头联合中国船级社江苏分社、江苏省海外企业集团有限公司、南京港华燃气有限公司启动了水上LNG加气站的建设。2013年9月18日，中国船级社颁布了《天然气燃料动力船舶规范(2013)》；2013年11月4日，国家海事局颁布了《内河天然气燃料动力船舶法定检验暂行规定(2013)》；2014年2月18日，中国船级社颁布了《液化天然气燃料水上加注趸船入级与建造规范(2014)》。上述规范的颁布一定程度上为船用LNG的发展提供了规范依据，为我国LNG燃料动力船舶的发展提供了有力保障[3]。
此外，国家现有的相关标准规范如GB 50028—2006《城镇燃气设计规范》、GB 50156—2012《汽车加油加气站设计与施工规范》、JTS l65—5—2009《液化天然气码头设计规范》等相关设计建造标准也能够对岸基式LNG加气站的建设起参考作用。
4 国内LNG船舶发展现状和市场前景
4.1 发展现状
在LNG燃料动力船方面，2010年8月3日，京杭大运河水域第一艘LNG一柴油混合动力船“苏宿货1260号”3000t级运沙船试航成功(江苏省宿迁市地方海事局牵头，北京油陆集团公司等公司参与实施)；2010年8月，长江第一艘LNG-柴油双燃料拖船“武拖轮302号”在武汉成功下水试航(湖北西蓝天然气公司与武汉轮渡公司合作改造)。目前，江苏、湖北、安徽、重庆、广西、江西、福建等省市已经开展或即将进行船舶燃料油改气示范项目。在船舶改造方面，除长江中已经运行的5艘船外，正在改造的约30艘，批准进行改造的约100艘。
在LNG水上加气站方面，除江苏海企港华燃气发展有限公司于2013年9月26日投运的“海港星1号”水上加气趸船外(由南京市燃气工程设计院有限公司与长江船舶设计院联合设计)，已经建成或已批准建设的趸船式水上加气站约10艘。在长江水域除江苏、湖北外，重庆、安徽也有多家企业开始了水上LNG加气站的建设，天津渤海湾、山东微山湖、广西西江水域、湖南湘江水域、江西鄱阳湖、江苏京杭大运河等地也同样有多家企业开始建设岸基式或趸船式水上LNG加气站。
国家海事局和国家能源局组织相关单位进行的LNG船舶改造、加气站建设等相关课题的研究已经基本完成，有关试点工作也有望进一步加快推进及建设。
4.2 市场前景
根据交通运输部((2013年交通运输行业发展统计公报》，截至2013年底，我国现有内河运输船舶15.91×104艘、沿海运输船舶11024艘、远洋运输船舶2457艘。2013年，全国完成水路货运量55.98×108t、货物周转量79435.65×108t·km，平均运距1419.04km；在全国水路货运中，内河货物周转量11514.14×108t·km，沿海运输完成货物周转量19216.14×108t·km，远洋运输货物周转量48705.37×108t·km。能耗方面，2013年全年内河、沿海和远洋货运企业燃料油耗量为1650.15×104t，按燃料油低热值为44MJ／kf、天然气低热值为36MJ／m3进行等热量折算，则折合标准状态天然气200.49×108m3，预计2015年船用燃料油折算标准状态天然气约为230×108m3。2013年船用燃料油估算见表4。
目前，交通运输部文件(交水发[2013]625号)《关于推进水运行业应用液化天然气的指导意见》仅对内河运输船舶能源消耗中LNG的比例提出了要求：到2015年，内河运输船舶能源消耗中LNG的比例达到2％以上，到2020年达到10％以上，且用能结构得到改善。如果沿海和远洋船舶也有明确的目标要求，船舶使用LNG的发展前景将非常乐观。
5 LNG船舶发展存在的问题
5.1 高含硫、高污染船用燃料油替代相对困难
在船用燃料油使用方面，除运河、湖泊内运输的小型船舶通常使用柴油外，远洋、长江以及近海运输船舶基本使用船用燃料油，且相当一部分使用价格便宜的船用残渣燃料油，相对于这一类油品，LNG将不具备价格优势或优势不明显。
《国际防止船舶造成污染公约(MARPOL)》在附则Ⅵ中对船舶氧化硫减排区域与燃料油硫控制作出了明确规定(见表5)。如果我国在船舶污染减排上没有诸如此类严格的环保措施，将难以推动以LNG替代高污染的船用燃料油，也就对环境改善难以发挥作用，更不用说达到减排目标了。
5.2 补贴政策难以短期内改变船舶燃料现状
国家财政部、交通运输部于2014年4月9日下发了(财建[2014]61号)《关于印发(内河船型标准化补贴资金管理办法)的通知》，仅对新建且适合其补贴政策的船舶进行不等金额的补贴，未涉及改造船舶的补贴。而船舶改造使用LNG作为燃料的改造费用为每艘船舶50×104元以上(以“红日166号”为例)。高昂的改造费用使目前以柴油为燃料的船舶的改造积极性大受影响。因此，现有的补贴政策不能促进现有15.9×104艘船舶中符合改造条件的船舶改用LNG，也将影响到环境改善和减排目标的实现。
5.3 内河LNG运输亟待开禁
由于LNG船舶单次加气量大，加气站需要较大储量的LNG储罐，岸基式加气站和接岸趸船式加气站是依靠LNG汽车槽车进行补充，其补充车次和运输量都将大大增加。但独立趸船式LNG加气站(四周没有与陆地连接的通道)的LNG补给只能依靠LNG运输船。目前，内河LNG船舶运输尚未开禁，加气站的LNG补充方式如果不能尽快得以改善，或者虽然开放但如果设置诸如海上LNG运输那么苛刻的限制条件(例如JTS 165—5—2009《液化天然气码头设计规范》第5．6．3条规定，当液化天然气船舶在进出港航道航行时，除护航船舶外，其前后各1n mile即1.852km范围内不得有其他船舶航行)，也将影响该产业的发展进程。
5.4 相关立法和政策有待完善
船用LNG产业推广初期，政府多以部门规章进行规范化管理，尚未以法律的形式明确监管主体、程序和处罚依据等，在项目准入、安全监管、资质审批、行政处罚等方面也无行政许可依据，无法可依的局面困扰着船用LNG产业健康有序发展。即便在监管政策不明的情况下，项目建设也和其他项目一样面临审批环节多、部门多、程序多等问题，这些问题很大程度上也制约了产业发展的推进速度。
5.5 技术路线的确定应考虑经济实用
《天然气燃料动力船舶规范(2013)》和《内河天然气燃料动力船舶法定检验暂行规定(2013)》对船舶改造、水上LNG加气趸船的建设予以规范，但同时要求一些严苛的技术要求和建站条件，使得船舶改造和趸船式加气站的建设成本大幅攀升，影响了项目投资回收期和收益率，也一定程度上影响了行业发展。在国家海事局文件(海事局 海船检[2012]48号)《关于明确LNG燃料动力船舶改造试点工作有关事宜的通知》中对燃料动力船提出“一船一改一审批”的要求，也使得项目推进缓慢。
6 船用LNG产业发展的对策和建议
影响船用LNG产业发展的主要因素包括基础设施的缺乏、船舶技术的约束、标准规范的滞后以及公众对于天然气认识的不足等等。未来大范围推广应用船用LNG需要政府和企业从政策、标准规范、行业技装水平等多方面共同努力。
6.1 加强规划引导，优化产业布局
加强规划引导作用，提高规划科学性和项目建设水平，从而优化产业布局。国内外行业发展经验教训和多年的实践表明，一个城市或地区选择船用清洁能源应基于以下3点：符合能源资源条件和国家能源战略，拥有能迅速推广并产业化的技术支撑，资源与成本有竞争优势。
6.2 加强政策支持，促进行业发展
船用LNG产业发展与各地能源获得条件、技术经济基础、市场需求导向有很大关系。但无论各地船用LNG产业发展起因是基于能源问题、环境问题还是产业发展需要，政府强有力的支持始终是最重要因素，特别是在产业发展起步阶段。相关的政策有：投入资金支持新技术开发应用、施以强制性控制手段如严格尾气排放法规等限制、给予税收减免、价格政策调节以及必要的沟通性宣传等。
6.3 加强科技支撑，完善相关法律法规和标准
船用LNG的发展要以重点科技攻关项目为龙头，走政府引导，产、学、研、用集成发展道路。加强LNG储存运输和LNG动力船舶改装等技术研发，全面掌握船用LNG加气站用设备关键技术。
要跟踪技术发展趋势，为适应产业发展的需要，加大LNG船舶和加气站标准化方面的研究力度，在引进、实践和总结的基础上，尽快颁布适合我国自身条件的船用LNG加气站相关的法律法规、标准规范，以指导船用LNG应用领域的设计、施工和运行管理。
6.4 加强工程示范，提升行业技装水平
通过建设示范工程，对相关技术、设备、运行、管理进行总结，以利于培育研发、设计、装备制造、船用LNG服务和管理人才队伍，同时关键设备应逐步实现国产化。
参考文献：
[1]王卫琳，林权．采用LNG作为船用燃料的探讨[J]．煤气与热力，2013，33(3)：B10-B14．
[2]罗灿保．船舶油改气的技术方案及经济性探讨[J]．煤气与热力，2014，34(5)：B01-B04．
[3]吴晓鞋，张曦．LNG燃料动力船舶在内河航运的应用[J]．煤气与热力，2013，33(6)：A33-A36．
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