液化气体运输船气势如虹

摘要:近日,专注于液化天然气(LNG)液货围护领域的GTT获得来自江南造船(集团)有限责任公司(以下简称江南造船)的订单,将为东太平洋航运(EPS)订造的6艘“MAGNOLIA”极大型乙烷运输船(ULEC)提供液货舱设计方案。8月26日,江南造船与EPS签订6艘舱容

本刊记者 赵博

近日,专注于液化天然气(LNG)液货围护领域的GTT获得来自江南造船(集团)有限责任公司(以下简称江南造船)的订单,将为东太平洋航运(EPS)订造的6艘“MAGNOLIA”极大型乙烷运输船(ULEC)提供液货舱设计方案。8月26日,江南造船与EPS签订6艘舱容高达15万立方米的ULEC建造合同,首制船预计于2027年交付。此项目不仅拓展了江南造船液化气运输船型谱,而且也使其成为全球第一家承接ULEC订单的船厂。

VLEC,中国船企大放异彩

15万立方米ULEC是江南造船顺应国际最新乙烷运输船设计理念、完全自主研发设计、满足目前最新规范规则的液化气运输船,具有可靠、节能、环保等特点,综合经济性能指标达到国际先进水平,配置“乙烷双燃料主机 + 脱硫塔 + 选择性催化还原(SCR)系统 + 轴带发电机”的动力系统组合,货物围护系统能够适应乙烷、乙烯和液化石油气(LPG)装载,LNG 预留设计则为船舶在整个生命周期内提供了最大的货品装载灵活性和适应性,是一型面向未来、重新定义乙烷长途运输的优选船型。

这型船的研发充分借鉴了江南造船在建超大型乙烷运输船(VLEC)货物系统和LNG运输船薄膜式围护系统方面积累的设计经验,并根据输出和接收终端进行适配和优化,同时充分考虑了跨太平洋航线和跨大西洋航线的典型航路特点和乙烷运输营运特点,最大限度利用美国乙烷出口港水域条件,利用计算流体力学(CFD)和船模试验等手段充分优化液货舱和船体线型匹配,使其水动力性能达到综合最优并自行完成了Mark III围护系统舱型设计及绝缘板的优化布置,船舶舱容得以最大化。

自2018年以来,GTT一直致力于ULEC技术开发,此次与江南造船合作的15万立方米ULEC于2019年首次获得船级社颁发的原则性认可(AIP)证书。GTT 首席执行官Jean Baptiste Choimet称,我们一直在加强薄膜围护技术以满足更大型和更灵活船舶日益增长的需求,这份订单再次展示了GTT为乙烷运输开发创新解决方案方面的专业知识。

而对于江南造船而言,来自EPS的15万立方米ULEC订单无疑将进一步巩固其作为全球最强VLEC建造商的地位。据克拉克森(Clarksons)统计,截至今年 8 月,全球VLEC手持订单总计约50艘,其中多达39艘由江南造船建造。

江南造船自主研发设计的VLEC采用其具有完全自主知识产权的B型舱低温围护系统(BrilliancE),2019 年获得首批采用“BrilliancE”B 型舱围护系统的99000立方米VLEC订单,首制船已于2021年底交付。

在由英国皇家造船工程师学会(RINA)评出的《2021年度杰出船型世界名船录》(Significant Ships of 2021) 中,99000立方米VLEC“PACIFIC INEOS BELSTAFF”轮凭借其新颖创新和先进指标赫然在列。这艘船总长230米、 型宽36.6米、型深22.5米,采用江南造船专利第二代VS-BOW 线型技术,通过CFD与船模试验验证紧耦合,超前满足船舶设计能效指标(EEDI)下阶段要求,配置可采用乙烷作为燃料的双燃料主机、甲板燃料舱和轴带发电机,在满足最严格排放要求的同时保持最佳经济性,低温货物围护系统为全球首次采用由江南造船创新研制的B型舱货物围护系统,具有蒸发率(BOR)低、无液位装载限制、无惧晃荡问题、结构疲劳寿命长、货舱维护成本低、保温系统简单高效、卸货残留少等诸多优点。

“GAS CHANGJIANG”轮是江南造船交付的第6艘99000立方米VLEC。相比此前交付,江南造船对这艘船进行了186项设计优化,实现了超200吨的空船减重。在建造过程中,江南造船实现多项突破,例如研发设计紧密围绕生产效率提升,B型舱平行建造效率、绝缘保温系统施工周期效率大幅提升,将深井泵吊装由码头阶段提前到船坞阶段,提前安装气室口液货管系、提前敷设电缆,上层建筑房舱绝缘由传统式绝缘革新成喷涂式绝缘,上建内装施工效率提升30%等。

今年7月,阿布扎比国家石油公司物流与服务公司(ADNOC L&S)表示,其与万华化学集团成立的合资公司AW Shipping将9艘配备B型液货舱的VLEC新造船合同授予江南造船,其中前2艘将在2026年交付。这是中国船厂在2024年承接的首份VLEC订单。

在上述提及的手持订单中,3艘由扬子江船业集团旗下船厂承接。5月,扬子江船业集团与新加坡新浦化学(SP Chemicals)签订3艘99000立方米VLEC建造合同,新船将于2027-2028年交付。这份订单也让扬子江船业成为我国首家即将建造该类船舶的民营船厂。

沪东中华造船(集团)有限公司(以下简称沪东中华)也推出了一型15万立方米ULEC,这型船总长272.6米、型宽42米、设计吃水12.1米、设计航速16.5节,创新性地采用三货舱方案设计,具有结构重量轻、载货能力强、综合性能优等特点,日前已获船级社颁发的AIP证书。

VLAC,国盛民也强

扬子江船业是我国首家进入超大型液氨运输船(VLAC)建造市场的民营船企。

日本船东日鲜海运(Nissen Kaiun)已与扬子江船业旗下合资船厂扬子三井造船签订4艘88000立方米VLAC建造合同,新船预计于2028年第二季度至2029年第一季度交付。这是扬子江船业自成立以来获得的首份VLAC订单,标志着扬子江船业成为继江南造船这支“国家队”之后,承接 VLAC 实船订单的“民营第一家”。

这型VLAC采用LPG双燃料动力,单船造价约1.1亿美元,是扬子江船业集团继接获首份VLEC订单之后,在液化气运输船领域获得的又一次重大突破。据悉,新船将采用中国船舶及海洋工程设计研究院(MARIC)的研发设计方案,配备A型储罐。这是近年活跃于新造船市场中的日鲜海运首次订造VLAC,也是其在中国船厂的第一份液化气运输船订单。

说到VLAC,又必须回至江南造船。2023年,全球成交VLAC订单25艘,韩国船企承接19艘,江南造船承接6艘。由此可见,江南造船是谈及VLAC而不可不提的中国船厂。VLAC又是今年新造船市场的热门船型之一,据克拉克森统计,今年上半年,全球VLAC新造船订单累计32艘,已超过去年全年的21艘。

进入下半年,江南造船先是与AW Shipping签订2+2艘93000立方米VLAC建造合同,后又联合中国船舶工业贸易有限公司与新加坡船东Jaldhi Overseas签订2艘93000立方米VLAC建造合同,同时就2艘同型VLAC复造船项目签署意向书。93000立方米VLAC是江南造船自主研发设计的第四代VLGC精品船型衍生船型(Panda 93A),不仅是绿色氨长途运输的首选船型,而且可以满载丙烷、丁烷等LPG,总长230米、型宽36.6米、型深22.5米、结构吃水13米,设计时考虑无水液氨较常规LPG密度大,对液舱设计进行了特别加强,同时采用完全独立自主研发的新一代低阻线型,使其在满载、压载和不同比重的液货装载工况下都能有出色、均衡的性能表现,机舱配置成熟的LPG双燃料主机和轴带发电机以满足现阶段碳排放要求,同时针对研发中的氨燃料主机也积极与主机厂商、燃料供给系统厂商围绕一氧化二氮处理等问题开展紧密的协作,为后期氨动力主机的应用打下基础。

中国船厂获得的首笔VLAC订单便来自新加坡船东。2023 年 5 月,江南造船与EPS签订了4艘93000立方米 VLAC 建造合同,4 个月后,EPS宣布向江南造船追加订购2艘同型船。

沪东中华也在VLAC技术创新方面也迈出了坚实一步,推出的一型88000立方米VLAC采用其自主研发的A型液货围护系统方案,动力系统采用燃油/液氨双燃料低速机加常规燃料发电机,满足IMO Tier III排放要求。该船型对氨燃料泄漏探测、输送管路及供应系统、水喷淋吸收系统等采用特别设计,即使在全船失电情况下,也能实现逃逸氨的收集,有效规避船员在运营过程中的有毒氨伤害风险。这型VLAC总长230米、型宽32.25米、型深24米、设计航速16.5节,为全球新兴零碳能源运输需求提供了灵活高效的创新方案。该型船目前已完成A型液舱布置设计、系统原理和绝缘布置,以及结构强度、晃荡、温度场与BOR计算等一系列详细设计送审与分析,获相关船级社颁发的通用设计认可(GDA)证书及装船准入(GASA)证书,标志着其已具备工程化条件。

而从累计接单量来看,韩国船企依旧在VLAC市场占据领先地位。HD现代集团、三星重工和韩华海洋近期也纷纷推出VLAC新船设计。

HD现代重工为希腊船东Capital Gas设计的93000立方米VLAC配备燃料电池系统开发企业Amogy设计的氨动力系统,该系统可将液氨裂解为氢和氮两种元素,然后将氢输至燃料电池中,在不产生碳排放的前提下可提供约1400千瓦的辅助动力。

三星重工推出的15万立方米VLAC已获船级社颁发的AIP证书,该型VLAC可使用氨作为船用燃料,确保运行期间零碳排放。三星重工负责包括燃料供应、通风和气体监测系统在内的燃料系统概念设计。去年,三星重工设计的20万立方米VLAC也获颁AIP证书。Amogy也与三星重工就88000立方米VLAC相关技术开展共同研发,这型VLAC的推进用主发动机和全船电力所需发电机等都可以用燃料电池代替,在不产生硫氧化物、氮氧化物和二氧化碳排放的同时,还可降低船舶内的振动和噪音,并显著节省维护保养费用。

6月,韩华海洋宣布将与希腊航运企业Naftomar Shipping and Trading合作开发VLAC,项目船舶将能够安全地使用LPG和氨作为燃料。Naftomar Shipping and Trading是一家专注于LPG和氨运输的航运企业,该公司于2023年11月与韩华海洋签订了4艘93000立方米VLAC建造合同,该系列船舶采用韩华海洋开发的多种环保技术,包括轴带发电机马达系统和智能船舶解决方案HS4®,并可在未来根据船东需求转换为氨燃料动力。

LNG运输船,强手过招

2024 年,美国石油及天然气展览会(Gastech 2024)期间,韩华海洋推出新一代零碳排放LNG运输船“海洋 1 号”(OCEAN 1)。据介绍,“海洋 1 号”配备多种环保和数字化解决方案,可使用LNG双燃料系统,另可在未来灵活地配备燃料电池或蓄电池技术,采用基于氨制氢的方式实现船舶电动化。此外,韩华海洋将使用高锰钢材料制成的独立 B 型货舱用作“海洋 1 号”液货舱。目前,高锰钢独立B型货舱已成功应用于韩华海洋建造的超大型原油运输船(VLCC)和集装箱船领域。

去年,韩华海洋研发的氨燃料17.4万立方米LNG运输船概念设计获得船级社颁发的AIP证书。这型船设计为可单独或同时使用氨和LNG,并采用韩华海洋专利的废气余热回收系统,无论使用何种燃料,该系统都能使船舶发动机满足氮氧化物排放标准,从而无需安装选择性催化还原(SCR)系统,并且能够显著减少甲烷泄漏,若仅使用氨作为燃料,则不会产生碳排放。韩华海洋前身即为大宇造船,而大宇造船曾于2018年创下年交付19艘LNG运输船的纪录。因此韩华海洋透露,这型船舶或将成为全球首艘下水的零碳排放LNG运输船。

接单方面,2023年7月,韩华海洋为卡塔尔能源公司(Qatar Energy)建造的首艘17.4万立方米LNG运输船正式开工,预计今年底前交付。作为卡塔尔能源公司“百船计划”的一部分,这批LNG运输船配备低压双燃料推进发动机和气体再液化装置。据悉,包括2022 年承接“百船计划”第一批 19艘LNG运输船订单在内,韩华海洋累计已获该项目中的31艘订单。交付方面,据克拉克森统计,截至2024年8月底,全球在营LNG运输船707艘,其中180艘由韩华海洋建造,市场占有率约25%。

作为世界上最大的LNG生产国,卡塔尔正推进北方气田扩建项目,并为此在 2019 年启动了“百船计划”。2020 年 6 月,卡塔尔能源公司与HD现代集团、三星重工和韩华海洋(原大宇造船)签订 LNG运输船建造备忘录协议,韩国三大船企在2027年前为卡塔尔能源公司预留其大部分LNG运输船建造能力。目前,上述三家船企手持“百船计划”订单总量近100艘,其中HD现代集团持34艘、三星重工持33艘、韩华海洋持31艘。

而与卡塔尔能源公司率先就“百船计划”签订LNG运输船建造协议的则是沪东中华。2020年4月,卡塔尔能源公司便与中国船舶集团有限公司签订了金额为200亿元人民币的LNG运输船建造项目预约协议,项目船型为沪东中华自主研发设计的17.4万立方米LNG运输船,该船型为沪东中华推出的全新设计,航速快、性能好、空船重量轻、综合能耗低、液货处理系统与不同航线适配性强、升级兼容性强。9月10日,17.4万立方米LNG运输船“雷克斯 · 蒂勒森”轮和“乌姆 · 古瓦伊琳娜”轮命名。这2艘船为沪东中华自主研发设计的第五代“长恒系列”17.4万立方米LNG运输船最新船型,按照卡塔尔能源公司运营全球最大LNG运输船队的技术标准特别打造,总长299米、型宽46.4米、型深26.25米,采用最新一代双艉鳍线型,且搭载多项低碳、数字技术和装备。而在此前一天,沪东中华刚刚与卡塔尔能源公司签订6艘全球最大27.1万 立 方 米LNG运输船订单。这是双方继今年4月签订18艘该型船建造合同后的再次合作。至此,沪东中华共计承接卡塔尔能源公司24艘27.1万立方米LNG运输船订单,牢牢确立了其在全球超大型LNG运输船建造领域的地位。

这型27.1万立方米LNG运输船由沪东中华自主设计建造,总长344米、 型 宽53.6米、 型 深27.2米、设计吃水12米,采用双燃料低速机推进系统和NO96 Super+围护系统。采用5舱方案,尺度紧凑,舱容较常规17.4万立方米LNG运输船运载能力提升57% ;采用多目标优化的双艉鳍线型,具有优异的快速性 ;搭载最新一代货物围护系统,BOR更低,吨海里货物运输能耗比17.4万立方米LNG 运输船降低 9.9% ;液货舱采用增强型绝缘模块,配置实时晃荡监测系统、船体应力监测和防碰撞系统,实现了多重保障,具备更好的安全可靠性 ;配备强大的再液化系统和轴发反向助推系统,操控灵活 ;碳强度指标(CII)比 17.4 万立方米LNG运输船低23%,可以灵活匹配不同航线的各种运营区间 ;其多元化优化吃水和配载设计使该型船可覆盖各大主流航线,具有卓越的船岸兼容性。

沪东中华是我国率先进入LNG运输船市场并打破国外技术垄断的船企,江南造船则通过与ADNOC L&S签订2艘17.5万立方米LNG运输船而正式进入大型LNG运输船建造市场,也标志着江南造船成为国内第一家承接MARK III薄膜型大型LNG运输船的船厂。

这型江南造船自主研发设计的17.5万立方米 MARK III薄膜型LNG运输船(LNG JUMBO系列)具有主流、可靠、节能环保等特点,综合经济性能指标达到国际先进水平,设置4个MARK III薄膜型液货舱,配备再液化系统,船舶操控和运营管理更灵活,能效利用率更高,双燃料推进系统的应用可降低甲烷逃逸和碳排放,满足目前最严格的排放要求,尺度适配全球绝大多数 LNG 装卸港。9 月 4 日,“LNG JUMBO”系列LNG运输船首制船完成常规试航。该船在进行测速试验时,同时启动轴带发电机和空气润滑节能装置(ALS),ALS 由 8 台布置在艏部的空压机和16个安装在船底的空气释放单元(ARU)组成,通过在船底和海水之间形成一层气膜,从而减小航行阻力,实现绿色航运和节能减排的目标。该船采用双机双轴双桨推进系统,试航中进行冗余推进(RP)试验必不可少,以确保船舶在单套推进系统失效时,剩余的50%推进系统仍能保障船舶安全航行。

5月27日,由中国船舶大连造船研发建造的17.5万立方米LNG运输船完成下水,这意味着我国又增加一家具备建造船舶领域最高端船舶的船厂。9月27日,中国船舶大连造船承接中国燃气、华光海运、中船租赁合资公司OCEAN JADE INVESTMENT的17.5万立方米LNG运输船项目首制船开工。而中远海运能源运输股份有限公司则先后与中国船舶大连造船签订了5艘17.5万立方LNG运输船建造合同。

这型17.5万立方米LNG运输船由中国船舶大连造船自主研发,可停靠全球绝大多数大型LNG岸站,具有极佳的适港性和船岸兼容性。船舶采用 MARK III Flex 型货物围护系统,设置4个液货舱,液货系统仅用于LNG货品运输,配置再液化系统,安装 2 台 LNG 双燃料低速主机,配置4台双燃料发电机,通过优化设计可覆盖全船在不同工况下的电力负荷需求。船舶集成智能控制废气再循环(iCER)系统,在降低燃料消耗的同时,使燃油和燃气模式下均可以满足当前最严苛的排放标准。船舶采用最新优化的双艉鳍线型,高效螺旋桨和带舵球的高效扭曲舵,进一步提高水动力性能,并增强了推进系统的安全冗余。

MGC,中国设计获高度认可

10月2日,HD现代尾浦宣布与土耳其船东Pasco Gas达成2艘45000立方米LPG运输船建造合同,新船将配备LPG双燃料发动机,并采用氨预留设计。正积极拓展液化气运输业务的阿拉伯海上石油运输公司(AMPTC)不久前也向HD现代尾浦订购了2艘45000立方米LPG运输船,这标志着其首次涉足中型液化气运输船(MGC)业务领域。

德路里分析称,在超大型液化气运输船(VLGC)订单增长的同时,船东对MGC的兴趣也在逐步增加。VLAC因业界对液氨运输的预期增长而出现,该类船同样可载运LPG,德路里在进行某些分析时,将其列入VLGC订单中,以区别MGC统计。而MGC订单自2023年以来一直呈上升趋势,今年上半年已出现20艘MGC订单,约为 2023 年订单(26 艘)的 77%,预计今年全年订单将超过40艘。全球LPG运输船队中,目前有约137艘舱容在50000立方米左右或以下的MGC,数量和总舱容分别占船队规模的8%和11%。除服务于主要航线上的 LPG 贸易,氨的海运也需要MGC。现有一些VLGC可以运输氨,但由于主尺度和可用的港口基础设施相对有限,MGC成为运营商的一种选择。

由于对双燃料船的需求、对未来燃料贸易的预期,以及对通过巴拿马运河的担忧,过境巴拿马运河的集装箱船和LNG运输船增加,特别在高峰期间,巴拿马运河拥堵问题严重,这增加了市场对MGC的需求。绿氨贸易增长是大势所趋,而VLGC面临竞争激烈的过境难题,而通过运河旧船闸的MGC便有市场优势。一段时期内,MGC将有更好的经济效益,因为当VLAC开始交付时,现有大多数绿氨生产项目可能仍然无法启动。而在绿氨供应有限时,满载的MGC更能帮助船东实现最优的投资回报。

江南造船是我国第一家自主研发建造MGC的船企。去年3月,江南造船建造的40000立方米LPG运输船“MIRAI”轮交付,该船总长180米、型宽30米,采用LPG双燃料主机,货舱布置3个独立全冷式A型液舱,主甲板布置2个500立方米的C型甲板罐。艏部线型采用江南造船自主研发优化的微球形球艏,并设置节能舵球,使航速和油耗指标都达到国际领先水平。“MIRAI”轮所载液氨可以直接作为燃料使用,也就是说待氨燃料船用发动机技术成熟后,该船可顺利过渡为氨燃料动力。江南造船特别强调,MGC虽是市场小众,但此前市场几乎被HD现代尾浦占有,“MIRAI”轮的交付使江南造船进一步完善了液化气船型谱,证实了在这型船或未来可成为零碳能源运输中坚力量船型的自主设计建造能力。

8月26日,江南造船与越南船东Asia Pacific Shipping(ASP)签订2艘50000立方米MGC建造合同。

这型船是江南造船全新自主研发的中型全冷式液化气船(Panda 50P),总舱容达到 50500 立方米。液罐采用低温钢建造,可装载LPG、无水氨、丙烯、丁二烯和氯乙烯等多种石化产品单体,采用江南自主专利的VS-BOW线型技术,结合螺旋桨后置毂帽鳍CAPRO,使航速和油耗指标均达到国际先进水平。机舱布置双燃料主机和轴带发电机,满足最新的硫氧化物和氮氧化物排放要求,同时满足EEDI第三阶段要求。同时,该型船主甲板布置2个500立方米的独立C型甲板罐,相比单甲板罐设计更经济、更环保、更灵活,正常运行工况下可以同时实现一个甲板罐用于换货,另一个用作LPG燃料供应。两品味货品装卸运营与对双燃料主机的LPG燃料供应功能可以同时实现,而对于长时间的单品味货物运输,两个甲板罐可共同作为燃料罐为主机供应LPG,使续航里程超过10000海里。作为40000立方米 MGC的升级产品,该船型在增加舱容10000立方米的基础上,通过线型研发和总布置优化,快速性能和能耗指标都有了进一步提升,增强了市场竞争力。江南造船基于集成产品开发理念,在氨燃料、碳捕捉与存储(OCCS)、智能船舶(JNIS)等方面都准备了解决方案,为后续船东多样性选择实船应用打下基础。该型船还采用最新网络安全技术,强化船舶网络安全防护能力,确保船舶数据的完整性、可用性和保密性,另外全面考虑网络安全风险,并设置相应的防护措施,能够有效抵御网络攻击和数据泄露的风险。

MGC热度大增,上海船舶研究设计院(以下简称上船院)自主研发的两型最新款LPG/液氨运输船以其卓越的设计则获得市场高度认可。

40000立方米MGC配 置3个A型独立液货舱,能有效提升舱容利用率,提高船舶经济性能 ;采用LPG双燃料推进,配备高压LPG双燃料主机,满足EEDI第三阶段能效要求,有效减少运营污染排放和温室气体排放。目前,上船院已完成了该船型的详细设计,各项关键指标均达到或优于预期,具有较强的市场竞争力。

48000立方米MGC是一款在综合考虑船东需求基础上研发的经济性更佳的新船型(SUPER-MGC)。该型船同样配置 3 个 A 型独立液货舱,与40000立方米MGC不同的是,该船采用单燃料系统,考虑氨燃料系统和碳捕捉系统预留,配备高压单燃料主机及轴带发电机,安装脱硫塔,载重量、航速、油气耗指标优异,EEDI满足第三阶段能效要求。不久前,中集太平洋海洋工程有限公司与Captical Group 签署的“2+2”订单,中船黄埔文冲船舶有限公司与BENELUX生效的一艘备选订单,就分别采用上船院的上述两型MGC设计。

来源:中国船检

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