科技创新开创LNG水运模式新局面

赵志坚/中远海运重工有限公司技术研发中心

科技创新开创LNG水运模式新局面

赵志坚/中远海运重工有限公司技术研发中心

罐式集装箱的出现推动了LNG贸易在全球的发展，罐装LNG集装箱专用运输船应运而生。

2017年5月18日，随着中国宣布成功开采可燃冰，清洁能源战略再次绷紧全球神经。近年来，全球各国对环境保护意识逐步增强，天然气以其绿色、环保、高效且比石油便宜、储量丰富等优势成为世界首选能源，越来越受到重视。由于全球资源分布的不平衡，使得围绕天然气液化以及液化天然气（LNG）运输的科技创新技术不断涌现，市场迎来投资热潮。

19世纪初，人们陆续发现一批天然气田，开始用管道将天然气输送到附近用户。19世纪中期，第一个可应用的压缩制冷机的出现使天然气的液化和大规模应用成为可能。1912年世界上第一个LNG设施在美国开建并于1917年投入运行；1941年第一个商业LNG调峰站在美国建成；1959年世界上第一艘LNG船成功横跨大西洋，证明LNG可以通过LNG船在大洋上安全运输；1964年第一艘商用LNG船首航成功。至此,天然气作为清洁能源越来越受到能源市场青睐，在能源供应中的比例也随之上升。

天然气的运输方式及特点

目前天然气的主流运输方式主要有四种：一是通过管路输送，其主要特点是运输成本最低，建设周期长成本高，占用土地资源，适宜长期稳定进行大批量天然气运输。二是将天然气在压缩或液化状态下由船舶进行运输，其主要特点是运输成本低，但需要专用码头和储罐。由于船舶、码头和储罐等建设周期长、成本高，占用土地资源，该方式也适宜长期稳定进行大批量天然气运输。三是使用公路槽罐车运输，其主要特点是机动灵活、批量小、长距离运输不经济，适宜500公里内运输，可为客户提供门到门服务。四是使用罐式集装箱运输，其主要特点是机动灵活，批量灵活，宜运宜储，罐式集装箱使用寿命可达30多年，适合于多种运输方式，比如可实现陆运/海运/多式联运等，为客户提供门到门服务。

罐式集装箱的出现推动了LNG贸易在全球发展。通常，低温IMO C型压力容器所采用的尺寸是ISO标准尺寸——20英尺、30英尺和40英尺罐式集装箱，这为偏远地区小规模采购液化天然气提供了更经济的选择。标准化的储罐设计省去了货物转运的麻烦，这些集装箱可以使用标准集装箱搬运设备将其从汽车上装载到集装箱船上。此外，集装箱还可以用作储存装置。例如允许客户接收一个满载LNG的集装箱，随用随取，当集装箱内的LNG用光后，再换另一个集装箱使用。20英尺集装箱可以用来进行小量运输和加注，在一些项目中还会用到40英尺的大型集装箱，其储量为43.5立方米（17.25吨LNG）。每个集装箱连同其保温系统的设计思路都是尽可能提供最长的储存时间。这个储存时间指的是自LNG发生气化，使集装箱内压力增加，直到顶开压力释放阀的时间。近年来随着设计水平和施工工艺不断进步，一个装有80% LNG的集装箱可以储存75天（最长时间可达120天）。如果要求的储存天数远低于最大设计储存时间，则集装箱可以允许装载95%的LNG。两份近期发布的LNG ISO罐式集装箱市场报告预测，到2022年该领域的复合年增长率为8—9%，几乎为LNG行业增长率的两倍。

随着LNG的广泛应用以及相关设施的逐步增多，罐式集装箱以其可以采用LNG 陆海联运模式及“一装一卸、全程密封、一罐到底、门到门服务”的优势快速发展。巴巴多斯、西班牙、印度尼西亚、日本等岛国已开始应用LNG罐式集装箱将LNG运输到偏远地区进行发电等。在国内，中集安瑞科LNG罐式集装箱已通过验证，中化国际物流有限公司已于2017年1月18日将LNG罐箱顺利从宁波直接送达客户工厂卸货。

小型罐式集装箱专用运输船应运而生

鉴于未来全球航运业节能、低碳的发展大趋势，以及LNG相关运输船型在整个高附加值新造船市场的特殊地位，作为中国前三大船舶建造企业的中远海运重工有限公司，早在21世纪初，就提前着手LNG液舱维护系统技术的引进和LNG船、双燃料型散货船、油船和集装箱等项目的开发，成功完成了薄膜型LNG船舶模型舱研发，其相关项目也先后取得英国劳氏船级社（LR）、日本船级社（NK）的原则性产品认可证书（AIP）。其双燃料推进技术也已应用于3800车位汽车滚装船。中远海运重工技术研发中心更是创新性提出LNG工作船组的概念，将推船、小型LNG储存船、天然气液化平台(FLNG)和气化平台(FSRU)，通过不同的组合方式，实现天然气液化、气化、发电、储存和运输功能，具有转移灵活、装置利用率高、经济性好的特点，满足岛屿近海小型气田和油田伴生气回收的低成本开发要求。该成果于2017年4月应邀参加日本国际天然气技术（GasTech）展会，受到了参会各国嘉宾的广泛关注。

针对LNG广泛应用态势，中远海运重工技术研发中心通过调研印度尼西亚、马来西亚等东南亚海岛间运输和中国沿海沿江沿河等航线需求，现已拟定小型罐式集装箱液化天然气运输船研发课题，通过开发罐装LNG集装箱专用运输船，采用“一罐到底”的集装箱运输液化天然气方式解决液化天然气在近海、内河等运输问题。该型船突破了LNG罐式集装箱专用船运输安全及船对船加气操作的关键技术，整合国产设备进行设计，提高配套国产化率，降低建造成本。该型船配有96个独立的、运量灵活的40英尺LNG罐箱，且可与陆运进行联运，能为各型LNG动力船补给油气燃料，具备淡水供应、大件货物运输等多种附加功能。该型船燃料装载灵活，安全系数高，适用于沿海和内河,为目前LNG运输、存储、燃料补给提供了最佳工程解决方案。目前中远海运重工小型罐式LNG运输加气集装箱船开发项目已获得实用新型专利授权和船级社AIP认可证书。

总之，随着天然气的广泛应用和天然气贸易运输距离不断延伸及微细供应链的完善，各种类型的LNG运输必然增加。2015年，在国务院出台的《中国制造2025》规划中更是将液化天然气船作为重点产业，工业和信息化部的《高技术船舶科研项目指南》中也将LNG船列入专项，可见该类型装备对国家具有重要战略意义。未来，伴随着俄罗斯亚马尔项目的逐渐建成，美国页岩气的出口放开以及中国可燃冰开采技术的逐渐成熟，各类（特别是小型）LNG运输船舶必然会进入一个爆发式的增长阶段。★