LNG船用殷瓦合金和胶合板国产化的必要性探讨

郑坤杨波

（中海油能源发展股份有限公司采油服务分公司 天津 300450）

LNG船用殷瓦合金和胶合板国产化的必要性探讨

郑坤杨波

（中海油能源发展股份有限公司采油服务分公司 天津 300450）

LNG作为我国能源结构的重要组成部分，其占我国能源结构的比例及进口量正在逐年上升。我国LNG进口依赖大型LNG运输船远距离海上运输，LNG船舶建造的国产化是我国能源战略安全的必然要求。我国虽具备建造GTT NO96大型LNG运输船的能力，但是其货物围护系统核心材料殷瓦合金和胶合板均依赖进口，对我国大型LNG船及相关产业链的发展产生巨大的束缚作用。因此，LNG船用殷瓦合金和胶合板国产化，对推动技术创新，支撑产业升级，建设制造强国，维护国家能源安全具有重要战略意义。

LNG船；LNG进口；殷瓦合金；胶合板

1 背景

殷瓦合金作为建造液化天然气（LNG）船及产业链所需的关键材料，对材料性能和带材的尺寸精度、板型要求十分苛刻，是一种体现当今最高技术水平的钢带，制造难度极大。开展LNG船用殷瓦合金材料研制以及-163℃低温状态下应用研究，掌握具有自主知识产权的核心关键技术，打破国外在特种殷瓦材料制造领域的技术壁垒，研制符合LNG船及产业链技术要求的殷瓦合金薄膜材料，使产品性能达到法国GTT标准要求，产品质量达到国外同类产品水平，替代进口，满足LNG船及产业链对关键材料的需求，从而打破国外少数公司垄断LNG船用殷瓦合金的局面，降低产品价格，有效控制LNG船建造成本。同时，LNG船用殷瓦合金国产化可实现LNG船自主建造中掌握具有自主知识产权的核心关键技术，并极大提高我国船厂LNG船的自主建造能力和获取LNG船舶订单的竞争力，保障我国LNG进口的战略安全。

胶合板作为传统的复合材料在很多领域都有着比较广泛的应用，除了在常温状态下的普通用途之外，伴随着我国LNG运输船需求的不断提升，胶合板将会在超低温状态下应用。常规胶合板在超低温状态下使用将会产生变形等不良缺陷，目前国内尚无在超低温状态下使用的胶合板。通过研究，开发出具有自主知识产权的LNG船用胶合板，打破国外在特种超低温胶合板材料制造领域的技术壁垒，掌握核心关键技术，并形成自己的核心技术，使产品性能达到法国GTT标准要求，产品质量达到国外同类产品水平，替代进口，满足LNG船及产业链对关键材料的需求，对引导木材加工企业的产品更新换代，改变我国虽是人造板生产大国但高质量人造板依然依赖进口的局面具有直接的指导意义。

2 我国LNG进口需求现状

2006年我国深圳大鹏LNG接收站正式投产，自此中国开始进口LNG，并呈逐年快速递增趋势。从2006年一直到2013年，我国LNG进口量一直保持平稳增长趋势，2006年我国LNG的进口量仅为69万吨，而到2013年，已经增长到1860万吨，短短七年间增长了近30倍。

2014年我国LNG进口量增长趋势明显变缓，而2015年相对2014年有了小幅减少。这是因为自2014年以来国际油价大幅下跌，LNG相对原油的价格优势减弱，市场需求增量减少甚至有降低趋势，因此这两年进口量增速下滑甚至变成负增长。

2016年以来，在我国环保政策收紧，大力推广天然气使用的“煤改气”项目影响下，国内天然气需求量提升，LNG进口量增速也随之反弹。2016年我国LNG进口2615.40万吨，比2015年增长32.97%。2017年上半年，中国LNG进口量达到1591.94万吨，同比增长38%，维持高速增长。

图1 2006年-2016年我国LNG进口量及占全球进口量比例

“十三五”期间我国天然气消费增速有望保持在年均8%以上，进口LNG对于进口气源多元化、保障国家能源安全不可或缺。

3 我国LNG船船队现状

我国天然气进口主要有管道天然气和LNG远洋运输两种方式。管道天然气进口一是进口货源比较单一，二是管道一般途经多个国家地区，容易受制于人。而LNG进口货源可选性比较多，更有利于保障我国天然气的使用。LNG的运输只能依靠大型LNG船舶，为了保障我国LNG的进口，国家确立了“国船国造，国货国运”的指导政策。“国货国运”是指我国进出口的商品尽可能交由我国的航运企业承担运输任务。只有掌握了LNG船的自主建造技术，掌控LNG的运输船队，才能确保LNG这种国家战略能源的运输安全。随着我国经济的不断发展和环保要求的不断提高，对LNG的进口量势必会不断增长。对于LNG这种战略物资运输，应该加大国货国运比重，国货国运，一方面保障外贸运输安全，另一方面也利于国内船公司的发展。当前世界政治格局复杂多变，更需要对LNG这种重点能源物质加速实施“国货国运”。

截止到2017年2月，中国现有13艘服役LNG船舶。

表1 我国LNG船队信息

其中“大鹏昊”、“大鹏月”、“闽榕”、“闽鹭”和“大鹏星”LNG系列船是我国首批建造的LNG船，设计装载能力为14.7万立方米，由上海沪东中华造船厂承建。主要服务于广东和福建的LNG接收站。

“申海”号LNG船，由上海沪东中华造船厂承建，是14.7万立方米第六艘LNG船，主要承担上海LNG项目以FOB（到岸交付）模式采购的国际LNG的运输任务。

“巴布亚”、“南十字星”、“北斗星”和“天堂鸟”系列LNG船是沪东中华为商船三井株式会社、中国海运集团、中国石油化工集团以及其它有关方合资成立的船东公司建造的17.2万立方米LNG系列船。相关船舶将部署到巴布亚新几内亚的PNG LNG项目及澳大利亚Gorgon Jansz LNG项目上。MOL公司与PNG LNG项目的运营商ExxonMobil公司在签署长期包租合同基础下，将经营相关船舶，该船舶将为中国石油化工集团做LNG运输工作。

“中能福石”和“中能青岛”LNG船系列LNG船用于服务于目前澳大利亚最大的LNG项目APLNG项目。由中海运能源、中石化冠德和商船三井共同投资，在沪东中华船厂为该项目定造了6艘17.4万立方米LNG船舶。2016年10月，该系列首制船“中能福石号”命名交付，2017年1月，该系列第二艘船“中能青岛号”正式命名并交付使用。

“海洋石油301”是中国海油投资建造的国内首艘3万立方米LNG运输船，系中国海油集合江南造船（集团）有限责任公司、上海船舶研究设计院等国内资源强强联合的成果，于2015年5月8日在北部湾海域完成气体试航后顺利交付。该船是全球最大的C型LNG运输船，填补了国内3万立方米LNG运输船的空白，是中国海油中小型LNG运输船舰队的首制船，主要服务于国内LNG二程转运及国际间LNG短程运输。

此外，中海油还布局自有LNG运输船建造项目，2016年4月，参与的柯蒂斯项目首制17.4万立方米“泛亚”号LNG运输船下水。“泛亚”号是澳大利亚柯蒂斯项目4艘同等级LNG运输船的首制船，在“泛亚”号之后，还将建造3艘17.4万立方米的运输船“泛美”、“泛欧”、“泛非”号服务于柯蒂斯项目。中海油还计划组建船舶管理公司，全面进入LNG运输船投资、建造、管理和运营行业，拓展LNG全球运营业务。

4 我国LNG船建造能力

2008年4月3日，沪东中华造船厂建造的“大鹏昊”交付使用。这是我国首艘国内建造的LNG运输船，也表明我国已经基本掌握了LNG船建造能力。截至2017年2月，我国投入运营的大型LNG船舶均由沪东中华造船厂建造。我国LNG船舶建造相关产业链正在迅速发展，LNG船舶建造的国产化比例也在逐步提升，其中2016年4月下水的“泛亚号”LNG运输船造价超过2亿美元，国产化比例达到40%左右。该艘LNG船钢材消耗量达2.86万吨，此外还购置了153台套大中型设备，带动LNG船舶建造相关产业链发展，促进了我国在冶金、造船和机电等工业体系的国际化进程。

随着LNG产业的不断发展，对中小型LNG运输船的需求也在大幅增加。2015年5月，中国海洋石油总公司在江南造船厂订制的的国内首艘3万立方米LNG运输船“海洋石油301”号正式交付。该船是全球最大的C型LNG运输船，由上海船舶研究设计院设计，是中海油中小型LNG运输船舰队的首制船。“海洋石油301”号交付后将主要服务于国内LNG二程转运及国际间LNG短程运输。

5 LNG船核心材料殷瓦合金和胶合板的性能要求及国产化短板

大型LNG船具有在-163℃的条件下运输天然气的能力，其在技术上要求极为苛刻：船体必须满足承受40年疲劳的要求，而普通船一般为30年；船舱油漆要求保证25年，而目前最讲究的LPG船也只需5年。LNG船其建造核心是货物围护系统，船上货物围护系统需承担巨大温度变化。目前国内建造的大型LNG运输船采用的货物围护系统主要是GTT NO96薄膜型，该类型围护系统主要由绝热绝缘层和上方殷瓦合金薄膜构成，总体可分四层：两层绝缘箱，其间分别加入两层殷瓦钢板。

绝缘箱所用的胶合板，要经过处理、蒸干，含水量不能超过8%，且整张木板中不得嵌入螺丝钉。目前我国自行生产的胶合板难以满足此项要求。LNG船货舱围护系统需要的绝缘箱多达5.5万多个。绝缘箱胶合板涉及12种规格，厚度从6.5mm到70mm不等。船上所使用的胶合板要求在-163℃至50℃温度变化范围内部产生变形并能够保持强度不发生重大变化，且其他各项性能均十分优良。

LNG船货物围护系统中另一层重要保护膜就是殷瓦合金保护膜。因为LNG运输和储存的温度在-163℃左右，在该种温度下，目前找到的最适合的金属材料就是殷瓦合金。殷瓦合金的热膨胀率接近于零，这种特殊的物理和化学性能，使其在巨大的温差变化时，基本没有变形，而且在-163℃极低温度下，依然可以保持很好的强度。GTT公司设计的NO96货物围护系统，采用双层薄膜，薄膜材料是以0.7mm厚为主、范围从0.5～8mm厚的殷瓦合金带材。殷瓦合金的一个缺点是不能长期暴露在湿润的空气中，对使用和存储环境有较高要求，必须保持湿度在60%以下，温度在25℃左右，否则极易损坏。在LNG船舶货物围护系统建造过程中，要确保殷瓦合金的洁净、干燥。在实际建造过程中，殷瓦合金保护膜极易损坏，对建造安装和焊接都有极高要求。

目前，由于GTT专利及标准对建造LNG船薄膜舱用的殷瓦钢及绝缘箱胶合板性能要求极高，国内尚不能配套生产，全部依赖进口，价值不菲，是国内大型LNG运输船建造成本居高不下的重要原因之一。

6 LNG船用殷瓦合金和胶合板国产化的迫切需求

LNG的扩大应用，能满足国家的环保要求，实现节能减排的目标，有力推动我国能源消费朝着绿色环保的方向发展。因此，LNG船项目在“十三五”期间将继续得到大力支持。以沪东中华造船(集团)有限公司建造的14.7万立方米LNG船为例，每艘船殷瓦钢的用量为450吨左右，其单价约是普通船板的20倍，殷瓦钢是LNG船建造的核心原材料，目前全部依赖进口，国内宝钢等单位正在进行研发。

目前，殷瓦合金和胶合板两种LNG船货物围护系统所使用的重要材料均依赖进口，对我国大型液化天然气船及产业链的发展产生巨大的束缚作用。LNG作为重要能源，保障LNG运输船的自主建造关系到我国的能源战略安全。随着我国能源战略调整，天然气使用量的不断提升，可以预见LNG进口量仍会持续增长，而对于LNG船的建造需求也必然增加。而作为LNG船关键原材料的船用殷瓦合金和绝缘箱的需求也会逐步攀升。目前这两种重要材料的供货仍然依赖进口，生产周期和采购价格无法保障。因此必须研究大型LNG船用材料，打破国外公司的技术垄断，形成关键技术战略储备。宝钢等企业正在进行大型LNG船及产业链用殷瓦合金材料关键技术和产业化应用研究，以满足我国大型LNG船及其相关产业链建造的需求。

2017年1月，为贯彻落实国家“十三五”规划纲要和《中国制造2025》，工业和信息化部联合发展改革委、科技部、财政部研究编制了《新材料产业发展指南》。《指南》提出，着力突破一批新材料品种，突破关键工艺与专用装备制约、完善新材料产业标准体系，支撑中国制造实现由大变强的历史跨越。其中特别提到要实现殷瓦合金和相关绝热材料产业化技术开发，实现在LNG船上的应用。

因此，综上所述，加快实现LNG船用殷瓦合金和胶合板国产化，对推动技术创新，支撑产业升级，建设制造强国具有重要战略意义。

[1]BP世界能源统计年鉴[M],BP，2016.06.

[2]新材料产业发展指南 [M],工业与信息化部等，2017.01.

[3]《中国制造2025》解读：船舶与海工篇[M],工业信息化部装备工业司,2016.05

[4]李琴.LNG船用材料及设备:快马加鞭把握主动[N].中国船舶报,2014-06-20(007).

[5]王依峰.沪东中华造船(集团)有限公司竞争战略研究[D].东华大学,2013.

[6]张泽华.“国货国运”优势不能丢[N].经济日报,2013-04-15(002).

[7]王进.船用钢材国产化期待再上新水平[N].中国船舶报,2016-08-03(007).

[8]陆争光等.中国LNG产业发展现状、问题及对策建议.天然气技术与经济，2016，10（5）.

[9]郭旭等.国内LNG运输技术与设备的发展现状.低温与特气，2016.