船舶油改气行业情况介绍分析.doc

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1、船舶船舶“油改气油改气”行业介绍行业介绍双燃料发动机现状双燃料发动机现状 柴油柴油/CNG/CNG 双燃料发动机的应用存在两种技术途径双燃料发动机的应用存在两种技术途径：一种途径是柴油机生产厂家针对柴油机本身如何更适合天然气燃料特点而进行专门设计，直接生产天然气单一燃料发动机或天然气/柴油双燃料发动机。另一种途径是针对在用柴油机进行改装；用柴油机的双燃料改装是快捷而有效的方法。国内在二十世纪九十年代开始通过引进国外产品在汽油机上使用国内在二十世纪九十年代开始通过引进国外产品在汽油机上使用 CNGCNG，以机械控制方式，以机械控制方式为主要特征为主要特征。近几年来，国内几个主要的柴油机制造厂开始

2、与国外合作共同开发柴油/CNG 双燃料发动机。玉柴与加拿大 CIC 公司合作开发了 YC6108ZQN 增压柴油/CNG 双燃料发动机；一汽锡柴与新西兰、美国合作共同开发了 CA6110 柴油/CNG 双燃料发动机；二汽朝柴与意大利合作正在开发 CY6102CNG 单燃料发动机。国外双燃料船舶发动机发展状况国外双燃料船舶发动机发展状况 从 1964 年投入使用的第一艘 LNG 运输船舶，到 2005 年由法国大西洋船厂建造成功的 49700t 级 LNG 运输船，这四十年的时间里世界大船厂建造了许多全冷式液化气船舶。考虑到天然气供应的充足性，以及在缺少天然气情况下的续航问题，现在使用越来越多的

3、还是以天然气/柴油这种搭配作为发动机燃料。世界上几家大的船舶动力公司都致力于开发研制双燃料发动机，如芬兰瓦锡兰公司，德国的MANB&W 柴油机公司，法国的 S.E.M.T 皮尔斯蒂克公司等。 2000 年以前，船舶发动机气体燃料的存储方式主要是压缩天然气，而在近些年的发展中，气体燃料储存的方式向液化天然气方向倾斜。国内双燃料船舶发动机发展状况国内双燃料船舶发动机发展状况目前国内很多高校和科研机构都对天然气目前国内很多高校和科研机构都对天然气/ /柴油双燃料发动机做过大量的实验柴油双燃料发动机做过大量的实验研究研究。比如天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室对 D6114 增压发动机掺烧 CNG的实

4、验研究；武汉理工大学能源与动力工程学院对 6110 柴油机掺烧 CNG 的实验研究；哈尔滨工程大学动力与能源工程学院对 2135G 柴油机掺烧 CNG 的实验研究。我国的政府主管部门和船舶相关企业已开始进入我国的政府主管部门和船舶相关企业已开始进入 LNGLNG 船用燃料研发领域，并船用燃料研发领域，并取得了阶段性成果取得了阶段性成果。从 2009 年起我国即开始围绕 LNG 动力船舶正在积极开展一些尝试。目前，国内涉及船舶燃料油改气项目的企业主要有北京油陆、湖北西蓝、昆仑能源、桂林新奥、新疆广汇、福建中闽等公司。序号序号项目实施单位项目实施单位示范船舶名称示范船舶名称用途用途水域水域项目进展

5、情况项目进展情况1北京油陆集团苏宿货 1260 号船运输运河投入运行2湖北西蓝天然气有限公司武轮拖 302 号船运输长江投入运行3昆仑能源“气化长江”项目8 条船舶运输内河大多已改造完成，部分进入试验阶段4北京中兴恒和投资集团有限公司长迅 3 号货轮运输长江试航试验成功，待专家评审会进行论证5桂林新奥燃气有限公司山水 34 号运输漓江已完成改造，待试验6新疆广汇集团522kW 渔政船运输东海正进行改造设计7福建中闽物流有限公司待定运输闽江项目科研已完成，待政府审批（资料来源：中国船舶燃料有限公司，时间 2012 年 5 月）国内掌握船舶改造技术的厂家有昆仑能源、湖北宏图、中国船舶重工 711

6、所、江科大船研所等，其中以船舶“油改气”成功案例数量上来说昆仑能源处于领先地位。A. 2010 年 8 月 8 日，中国第一艘 3000 吨级内河（京杭大运河）混燃动力船“苏宿货 1260 号”改造完成，在江苏宿迁成功下水。B. 2011 年 4 月 7 日，长江第一艘 5000 吨级柴油-LNG 混燃动力改装船“红日 166 号”芜湖太平洋码头下水。这标志着天然气作为动力来源，在内河船舶应用领域已取得重要成果。C. 2011 年 6 月 19 日，江西赣江第一艘 2000 吨级内河混燃动力船“赣抚州货 0608”江西南昌成功下水。D. 2011 年 8 月， 芜湖 5000 吨级的“宝英 9

7、8”货船完成混燃动力改装2012 年 3 月，由中国长航集团、北京中兴恒和投资集团合作改造的柴油LNG 双燃料散货船“长讯三”号试航成功。E. 2012 年 4 月 15 日，济南柴油机股份有限公司的 LNG 双燃料动力船舶正式开工建造，标志着济柴新能源动力装备即将在我国长江等内河航运市场大规模推广应用。目前，以济柴 LNG 发动机为动力的新能源船舶示范项目，已在长江武汉、芜湖和京杭运河及珠江四地共 8 艘船舶上同时展开。F. 2012 年 6 月，江西 1800 吨级内河混燃动力船“赣南昌货 0789 号”江西南昌成功下水。G. 2012 年 8 月，芜湖 7500 吨级“长能 12”货船完

8、成混燃动力改装。H. 2012 年 11 月，芜湖海星 688 船的新船改造工作已完成前期准备。案例分析案例分析1 1：苏宿货苏宿货 12601260 号号A. 使用混燃后的“苏宿货 1260 号”船舶载荷 3000 吨，最高替代率84.88%84.88%，平均替代率 70%70%以上以上，燃料节约 25%25%，续航里程超过10001000 公里公里。B. 船机和船舶的改造分别通过了江苏省交通厅组织的专家组验收，专家组评审结论认为该项目技术国内领先。C. 2010 年 8 月 8 日正式下水时，中央电视台新闻频道跟踪报道，江苏省交通厅给予极高的评价。D. 截止目前，已经无故障运行两年两年，是

9、目前国内唯一长时间商业运行的柴油-天然气混燃船舶。 案例分析案例分析 2 2：红日：红日 166166：A. 船舶载荷 5000 吨，使用混燃后，平均替代率 70%以上，燃料节约25%，该船加一次气能确保续航里程 4000 公里，据测算，船舶可在1218 个月内收回改造投资。 。B. 船机和船舶的改造分别通过了安徽省芜湖市和中石油昆仑燃气组织的专家组验收，专家组评审结论认为该项目技术国内领先。C. 芜湖市电视台新闻频道跟踪报道，安徽省芜湖市领导和中石油领导给予极高的评价，被列为重点推广项目。D. 该船 2012 年 10 月 10 日通过国家海事局组织的专家审核，并随后取得LNG燃料动力试点船

10、舶核准通知 。2013 年 4 月对照LNG 燃料动力试点船舶关键设备技术要求和LNG 燃料动力试点船舶技术要求 ，经实船检验，该船顺利获得船检机构签发的 LNG 试点船舶检验证书。成为中国首艘拿证的 LNG-柴油双燃料动力船。 国内内河船舶动力改造技术及费用国内内河船舶动力改造技术及费用目前国内船舶动力改造的主要类型有两种,一种是柴油-天然气混燃动力改造（一般天然气和柴油使用比例为 7:3）,此技术相对成熟,国内大多数已改造船舶均按这种类型改造。另一种是船舶动力纯天然气改造，由于这种改造方式动力损耗大，尤其是在船舶发动和急停时动力强度达不到运行要求，且改造成本高、技术难度强，故这种方式目前还

11、没有成功运用。混燃动力的优点：A. 柴油替代率高，燃料总消耗低，经济性好；B. 对原柴油机结构不做改动，改装简单、方便；C. 仪表盘下混燃开关控制，可以随时在全柴油和柴油-天然气；D. 混燃两种模式下切换，不受加气站点的限制；E. 混燃模式下，柴油机动力与原机相当，没有动力损耗；F. 自主知识产权的 ECU 和控制程序，可以与电脑实时通讯；G. 控制参数的修改和故障诊断简单、明了；H. 符合气体燃料动力船检验指南的要求，安全性、可靠性高。混燃动力的缺点：达到额定转速才开始用气，怠速状态下使用的是纯柴油。船体系统组成： A. 天然气储供气系统。包括 LNG 船用储罐、汽化器、调压器、供气管路等；

12、B.安防系统（船用系统专用） 。包括可燃气体探测、消防、强制通风、安保联锁等；C. 柴油-天然气电控混合动力系统。包括电控单元、控油装置、油气转换装置、各种传感器等。船舶改装外购设备配置改装费用 （单位：万元）船舶吨位LNG 储罐规格储罐费混燃系统设计费安装费安防系统船体改造费合计1000 吨级1 方165226536 1500 吨级3 方205226540 2000 吨级5 方251026.56554.5 3000 吨级10 方321026.581573.5 5000 吨级15 方401026.5101583.5 10000 吨级20 方501026.5101593.5船用船用 LNGLNG

13、 相关政策、规范相关政策、规范 船用船用 LNGLNG 相关政策相关政策就全国范围来说，中国的船舶“油改气”工作仍处于试点阶段，已经完成改造的 LNG-柴油混合动力船舶数量在 40 艘以上，鉴于船舶动力改造拥有巨大的经济和环保效益，为支持船舶“油改气”工作，交通部和财政部多次下达相关文件予以政策上的支持，除了对节能节能减排车船予以部分税收减免外，交通部节能减排专项基金也将 LNG 船舶改造纳入范围。序号序号文件名称文件名称出处出处与与 LNGLNG 船舶相关的正文内容船舶相关的正文内容意义意义颁布日期颁布日期1关于推进水关于推进水运行业应用液运行业应用液化天然气的指化天然气的指导意见导意见交通

14、部到 2015 年，水运行业应用 LNG 标准体系基本形成，内河运输船舶能源消耗中 LNG 的比例达到 2%以上。到2020 年内河运输船舶能源消耗中 LNG 的比例达到 10%以上各级交通运输主管部门要积极争取财政资金支持，充分发挥交通运输节能减排专项资金和船型标准化资金的作业。出台相关经济鼓励政策，推进水运行业应用 LNG。该文件发布不到一个月，对天然气公司具有重要的参考价值和指导意义2013 年 10月 28 日2加快推进长加快推进长江等内河水运江等内河水运发展行动方案发展行动方案交通部继续在全国内河主要通航水域全面推进运输船舶标准化工作，完善并推广非标准运输船舶退出市场的补贴机制。提升

15、运输船舶技术水平，开展液化天然气（LNG）燃料在内河船舶上应用的示范和推广工作，推动加气站等配套设施规划建设。鼓励加强港口技术改造，推广先进、适用装卸和运输设备及节能、环保的港口工艺。该文件明确加快LNG 在船舶上的应该和推广2013 年 8月 31 日3关于促进航关于促进航运业转型升级运业转型升级健康发展的若健康发展的若干意见干意见交通部推进安全绿色发展。加快推进液化天然气（LNG）在水运行业应用，有序推进 LNG 动力船舶试点改造，推进内河 LNG 动力船舶应用示范工程。落实水运节能减排方案，制定船舶能效规范。采取以奖代补方式，对符合条件的节能减排项目给予补助。该文件明确了将对复合条件的项

16、目采取“以奖代补”方式进行经济鼓励2013 年 8月 26 日4“十二五十二五”期推进全国内期推进全国内河船型标准化河船型标准化交通部为自 2013 年 月 日至 2015 年 12 月 31 日，对于建造有利于提高三峡船闸通过效率的船舶、使用清洁能源燃料和其他有利于节能减排的船舶等符合国家发展方向的示总体方针、指导性意义2013 年 8月 11 日工作实施方案工作实施方案范船给予政府补贴。5关于加强内关于加强内燃机工业节能燃机工业节能减排的意见减排的意见国务院重点推进船用中速柴油机电控燃油喷射系统、智能化控制技术、高压比增压器、柴油/天然气双燃料内燃机、废气再循环技术等先进设备和技术的应用，

17、推进船用低速柴油机动力系统余热回收利用技术、低速低负荷工况下燃用重油技术、柴电混合动力系统先进技术、选择性催化还原系统的应用。对船用柴油/天然气双燃料动力改造进行推介2013 年 2月 6 日6交通运输节交通运输节能减排专项资能减排专项资金申请指南金申请指南（20132013 年度）年度）交通部清洁能源、可再生能源在港航领域的应用，营运船舶和施工船舶节能减排改造技术应用，以及天然气船舶在内河运输中的应用，纳入申请范围。已经将天然气船舶在内河运行纳入申报范围，每年额度达 2 亿2012 年 11月 07 日7关于节约能关于节约能源、使用新能源、使用新能源车船车船税源车船车船税政策的通知政策的通知

18、 财政部；国税局；工信部自 2012 年 1 月 1 日起，对节约能源的车船，减半征收车船税；对使用新能源的车船，免征车船税。免征车船税2012 年 3月 6 日8“十二五十二五”水运节能减排水运节能减排总体推进实施总体推进实施方案方案交通部开展鼓励使用有利于节能减排的能源的政策研究。主要包括鼓励使用非化石能源、液化天然气（LNG）、低硫燃油和燃油添加剂等方面。研究鼓励港航业使用有利于节能减排能源的政策，促进水运业朝着节能减排方向发展。水运节能减排总体方针将 LNG 动力作为其中之一2011 年 9月 5 日9交通运输节交通运输节能减排专项资能减排专项资金管理暂行办金管理暂行办法法交通部对节能

19、减排量可以量化的项目，奖励资金原则上与节能减排量挂钩，对完成节能减排量目标的项目承担单位给予一次性奖励。根据年节能量按每吨标准煤不超过 600 元或采用替代燃料的按被替代燃料每吨标准油不超过 2000元给予奖励，对单个项目的补助原则上不超过 1000 万元。对于节能减排量难以量化的项目，可按投资额的一定比例核定补助额度，补助比例原则上不超过设备购置费或项目建筑安装费的 20%；对单个项目的补助额度原则上不超过1000 万元。节能减排专项资金的申领标准2011 年 6月 20 日10关于港口节关于港口节能减排工作的能减排工作的指导意见指导意见交通部要“鼓励、支持试点采用 LNG 清洁能源驱动港作

20、船舶、港作车辆及其它流动机械” ， “开展停靠 LNG 动力船舶的码头布点方案、码头平面布置方案等相关技术的研究” 。指出开展 LNG 动力码头布点方案2012 年 10月 26 日11关于印发交关于印发交通运输节能减通运输节能减排专项资金申排专项资金申请指南（请指南（20142014年度）的通知年度）的通知 交通部指导交通运输节能减排专项资金申请工作规范、高效、有序开展，确保专项资金申请与审核的公开、公平、公正，提高专项资金使用效益，优化财政资金政策导向。优先支持绿色循环低碳交通运输省（城市）区域性项目，绿色循环低碳公路（港口） 、天然气营运车船、营运（施工）船舶节能技术改造主题性项目。节能

21、减排专项资金的申领办法2013 年 12月 26 日船用船用 LNGLNG 相关规范相关规范在船舶 LNG-柴油复合动力改造（以下简称船舶 “油改气” ）层面：天然气动力船舶检验规范已经于 2013 年 9 月 1 号经船级社正式颁布。新发版本代替船级社颁发的气体燃料动力船舶检验指南2011 年版。在船用 LNG 加注站技术标准方面：中国目前尚未出台具体的技术标准，2013 年 10 月 22 日 DNV-GL（德国和挪威船级社）发布了船用 LNG 加注操作推荐规程 ，为国内制定复合自身发展的标准提供了意见参考。参与中国第一座水上加注站建设的江苏海事局、中国船级社、江苏海企港华燃气发展有限公司

22、与多家能源公司共同承担了LNG 燃料动力船舶加注模式及加注站研究的课题研究任务。中国船级社武汉规范所和江苏分社总负责和协调趸船式液化天然气（LNG）船舶加注站法定检验技术规则 、 岸基式液化天然气（LNG）船舶加注站技术规范 （中华人民共和国行业标准）的起草；并参与LNG 燃料动力船舶加注站安全作业规范 、 LNG 燃料动力船舶加注站安全管理规定 、 LNG 燃料动力船舶加注站应急响应计划编制指南的起草。交通部海事局于 2012 年 5 月发布了LNG 燃料动力试点船舶关键设备技术要求 和 LNG 燃料动力试点船舶技术要求对船舶“油改气”的技术做了详细要求。此外，交通部已下发关于明确 LNG

23、燃料动力船舶改造试点工作有关事宜的通知 ，对企业申报船舶“油改气”相关细节做了说明。交通运输部第四批节能减排示范项目推广材料之十五LNG 在运输船舶上的应用对船舶油改气试点起着指导性作用。目前，交通部正在开展“LNG 加注站码头设计规范研究” ；国家能源局和海事局正在开展“LNG 燃料动力船应用安全研究” ；工信部将开展“LNG 供气系统应用开发技术研究” 、 “LNG 燃料动力船型风险设计技术研究”等。船用船用 LNGLNG 市场情况市场情况 全国内河船用全国内河船用 LNGLNG 市场市场我国内河水运资源丰富，加快内河水运发展，对于构建现代综合运输体系、调整优化沿河地区产业布局、促进节能减

24、排和区域经济协调发展具有十分重要的意义。因此，加快内河航运发展是我国今后一个时期的一项重要交通发展战略，也是国家产业结构调整的必然要求。因此，实现内河水运绿色发展，降低内河运输生产环节的能源消耗和污染排放将是需要认真研究的一项重要课题。伴随国内首部以天然气燃料作动力的船舶技术规范天然气燃料动力船舶规范日前发布，同期国内首个水上 LNG 加注站在南京投运，行业规范的出台以及交通部示范工程的投运，标志着我国 LNG 动力船舶发展进入一个崭新阶段。根据目前“油改气”的实际案例得出用混燃船用发动机替代纯柴油发动机，平均替代率为 6070，燃料费用节约 25左右。随着国家支持和推动船舶油改气的政策相继出

25、台，大规模的船舶“油改气”已是指日可待。目前，我国内河约有 3 万艘船只符合改造条件，未来几年我国 LNG 动力船的改造市场空间将至少达到 300-600 亿元。如果加上 LNG 动力船新建市场，规模将更大。据交通运输部水运科学院预测，2017-2020 年间，我国内河将有 1 万艘新建 LNG动力船舶。届时船用 LNG 包括船用 LNG 加注站建设和船用 LNG 市场销售必将也是一个巨大的市场。2011 年 3 月 25 日，中国石油昆仑能源有限公司与济柴动力总厂、武汉交通发展集团、武汉交通发展船舶设计有限公司在武汉市就 LNG 动力船舶的示范应用工作达成四方合作框架协议，并提出“气化长江战

26、略” 。同年 4 月 15 日，相关 LNG 动力船舶正式开工建造。以济柴 LNG 发动机为动力的新能源船舶示范项目，己在长江武汉段、芜湖、京杭运河及珠江四地共 8 艘船舶上同时实施。2011 年 7 月 2 日，中国海事局在安徽省芜湖市组织召开了内河船舶气体改造和检验工作研讨会，对船舶应用 LNG 作燃料的尝试进行了肯定，并形成了会议纪要。2013 年 10 月底，交通部发布关于推进水运行业应用液化天然气的指导意见 ，意见明确我国船用 LNG 市场发展目标：到 2015 年，水运行业应用 LNG 标准体系基本形成，内河运输船舶能源消耗中 LNG 的比例达到 2%以上。到 2020 年内河运输

27、船舶能源消耗中 LNG 的比例达到 10%以上。总的来说，我国 LNG 在船用燃料领域的发展虽然较晚，但是发展速度很快。相信在不远的将来，LNG 在船舶燃料方面的应用将会更加广泛。天然气在国内渔船上推广使用天然气在国内渔船上推广使用2011 年 10 月 11 日，农业部渔业船舶检验局与中海石油气电集团公司签署了战略合作框架协议，双方确定在液化天然气 LNG 绿色能源推广应用及 LNG 渔船规范与标准化建设领域进行合作，即在全国正式启动“LNG 能源上渔船”战略，并力争在“十二五”期间，让 LNG 作为动力燃料全面应用在渔船上，从而减污减排，惠农惠渔。我国海洋捕捞渔船的能耗加上渔业运输船等其他

28、渔业辅助船舶要占渔业总能耗的80%，每年柴油消耗量达 800 多万吨。燃油的费用占渔业捕捞成本的 60%70%，不断上涨的燃油价格已导致这些渔船捕捞成本核算入不敷出，渔民收入下降，为此国家每年都要下拨数亿元燃油补贴，以解决渔民存在的生计问题。作为耗能和排放大户的渔业要想持续发展，采用相对成本较低的绿色替代能源是解决燃料成本和排放问题的根本途径。天津渔业船舶检验局已与中海石油气电集团等单位合作，率先开发出了适合我国渔船安装使用的柴油LNG 混燃装置，并在汉沽进行了前期实船试验，取得了良好的试航效果。2012 年 9 月，在天津北塘渔港正式启动全国首批液化天然气/柴油双燃料渔船改造项目。此次先期改造的 50 艘渔船将成为全国第一批油气混合动力渔船，目前北塘的木质渔船普遍在半径小于 24 海里的近海作业计算，一次加气可以满足渔船 4 天的作业需求，如果航行过程中遇到天然气不足的情况，渔民只要拨动开关，就可以在油气混合驱动和纯柴油驱动之间转换。天然气/柴油双燃料渔船改造不仅降低了渔民的燃料成本，还获得了更清洁的排放，将为全国“LNG 能源上渔船”战略的广泛推行提供示范。