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液化天然气动力集装箱船的实用性和经济性分析

液化天然气动力集装箱船的实用性和经济性分析

阿法牛AlphaBull

LNG makes power play for container shipping

李珂影 徐剑华 编译

 

图片来源网络与本文无关

法国集装箱运输巨头达飞轮船去年宣布,将用液化天然气替代传统重燃料油为其922,000 TEU集装箱船最新订单提供动力,这是集装箱航运业的一个分水岭。达飞轮船投资液化天然气(LNG)动力船的决策可能会使这种替代燃料成为主流燃料。

各方力量推动向液化天然气的转移

虽然液化天然气作为船舶发动机的能源并不是新鲜事物,但迄今为止它的使用一直局限于少数邮轮,以及主要在硫排放控制区(SECA)进行短程航行的船舶。

但是,达飞轮船正在突破传统,选择将液化天然气用在亚洲和欧洲之间进行深海长途主通道贸易的船只。

这个决定不仅对这家全球第三大班轮公司非常重要,而且对液化天然气供应行业也非常重要。

液化天然气首次成为替代廉价但对环境有害的氢氟烯烃(HFO)的替代品,因为HFO含有大量的硫氧化物、氮氧化物和温室气体。

担忧航运对环境影响的呼声近年来变得越来越响。

在媒体上发布的报道指出,一艘船可以释放5000万辆汽车的硫,虽然实际上不正确,但舆论仍然置航运业于不利的状态。

此外,航运业的客户也呼吁要做更多。对运送其产品造成环境损害的担忧可能导致一些货主要求运输公司在航运中使用更绿色的选择。

法国国际检验局(Bureau Veritas)液化天然气技术负责人马歇尔·克劳迪皮尔(Martial Claudepierre)说,托运人在集装箱货物贸易和大量可持续发展议程方面拥有相当大的力量。像宜家这样的公司对其运营商的环境表现记录很感兴趣。国际检验局负责对达飞轮船的船舶进行分类。

金融家也支持向液化天然气的转移。Société Générale航运金融公司和投资银行业务负责人保罗·泰勒说:“世界正在转向更可持续、更清洁的能源。我们作为一家银行希望与船东和其他参与者一起创造一个更加绿色的世界。银行需要表明他们可以运营更可持续的商业模式。这个行业已经意识到,它不能继续走下去。今天的航运业占全球总排放量的3%。如果不加管制,到2050年可能会达到17%。”

正在为达飞轮船的船舶提供发动机的WinGD公司的副总裁罗尔夫·斯蒂菲尔说,向液化天然气的转移不仅仅是因为监管机构的要求。他说:“LNG作为燃料的应用受环境效益的驱动。排放量,特别是氮氧化物、硫氧化物和颗粒物质真的在减少。”

三种选择各有利弊

为了减轻航运排放的一些最严重的影响,国际海事组织(IMO)规定,到2020年,所有船舶必须使用硫含量低于0.5%的燃料,而不是传统重油中含有的3.5%。

这将使运营商有三种选择:使用低硫船用柴油;或将洗涤器(scrubbers)与船舶配合以消除HFO中的硫排放;或转向替代燃料,如液化天然气。

每种选择都有其优点和缺点。

使用低硫燃料是阻力最小的途径,因为它只需要操作员用他们已经使用的类似燃料对其船只进行掩护。然而,有关于MGO的成本和可用性的问题。炼油厂将不得不做额外的工作来清除硫,并且成本将以燃料价格传递。虽然对MGO的需求仍不确定,但炼油厂不大可能大量投入生产。

洗涤器已被推广为一种可行的替代方案,允许船舶经营者继续使用HFO,同时使用船上技术去除废气中的硫排放。尽管比移动液化天然气更便宜,但洗涤器仍然是一个额外的成本,燃料消耗为3-4%,安装成本高达400万美元。

液化天然气是一种清洁燃烧的气体,不产生硫排放,并将氮氧化物排放量减少90%,温室气体排放量减少95%。

既然有这些优势,液化天然气尚未被用作燃料的选择似乎是一个奇迹,但液化天然气有其自身的问题阻止它成为主流,一直到现在。

使用LNG的主要缺点是建造LNG动力船所需的资本支出。据了解,达飞轮船的船舶比同等规模的传统船舶多花费2000万美元。

主要成本因素是燃料本身的密封罐。在达飞轮船的案例中,它已经选择法国工程公司GTT的柔性薄膜罐。

GTT首席执行官菲利普·博泰罗提尔说:“达飞轮船多年来一直在仔细研究液化天然气。在与发动机供应商和船级社合作后,我们开始与他们交谈。四五年前,他们开始与我们谈,我们开始研究我们的薄膜罐在集装箱船上的意义。我们在看过所有其他选择后说服他们这是正确的解决方案。”

LNG的另一个关键问题是,与传统的HFO相比,它在船内占用了大量的空间。据了解,为了将液化天然气罐安装在新船上,达飞轮船牺牲了约200TEU的货舱空间。虽然这对于一艘22,000TEU的船舶来说不是一个巨大的数字,但它仍然是200TEU的货舱,每次航程将赚不到收入。

达飞轮船为其大船订制了大型容器罐。按18,600立方米计算,这些集装箱船将运载相当于小型液化天然气运输船的液化天然气量。但这给自己带来了工程挑战。超大型集装箱船宽阔的横梁容易发生晃动,这种流体动力学现象可能会对安全壳壁产生巨大的影响,特别是当容器罐仅部分满载时。

加气网点的“先有鸡还是先有鸡蛋”悖论

这大容量的背后原因之一是,达飞轮船将能够在需要再次加充燃料之前完成一个完整的往返航次。

GTT首席执行官菲利普·博泰罗提尔说:“这是一种不同的方法。我相信在这个世界上总有某个地方液化天然气更便宜。达飞轮船能够从这些不同的液化天然气价格中受益,并能够受益于液化天然气和经典海上燃料之间的差价。”

液化天然气加注遭受了“鸡与鸡蛋”综合症。没有船只使用燃料,加油服务站点不会开发。但在没有加油服务的情况下,船用燃料向LNG转移的阻力更大。

对于在沿海水域运行的小型船舶,可以直接从卡车上进行加注,但超级集装箱船需要船到船加注。达飞轮船已与道达尔(Total)签署了为期10年的供应协议,预计这家法国石油公司将从2020年起每年提供30万吨液化天然气。

道达尔希望这笔交易能够提高液化天然气作为其他运营商的燃料的吸引力。道达尔正考虑长期租用一艘LNG加注船,该船不仅向欧洲的达飞轮船供应燃料,而且还向该地区的其他客户供应燃料。它表示,新建立的供应链将导致更广泛地使用液化天然气,尤其是在其他航运领域。

达飞轮船首席执行官鲁道夫·沙迪说:“液化天然气是未来航运的燃料。整个海运业将受益于将建立的新供应链。”

达飞轮船首席执行官鲁道夫·沙迪

尽管如此,仍然存在对加油过程的担忧。

Alphaliner说:“能够一口气填满巨型集装箱船油箱的燃料船目前还不存在。目前,这将需要两个满载的最大的气体船只容器填补集装箱船80%的能力。只要这一点没有改变,那么这些船只将在11周的整个往返航程中两次陷入困境。”

但博泰罗提尔说,达飞的举措将是液化天然气需要确保加油设施开发的推动力。

博泰罗提尔说:“现在没有人可以无视液化天然气。如果你的一条亚欧服务环线配置9艘船,每艘船每次加注18,000立方米液化天然气,你的整个船队将达到161,000立方米。每艘船每年走67个航次。这需要你每年接近100万立方米。这是世界液化天然气产量的0.2%,可能看起来很小,但一个船东的简单决策就是世界产量的0.2%。这对于试图为客户提供能源的液化天然气公司来说非常重要。他们将为此而战斗,其中一个关键因素就是他们将不得不建立基础设施来提供加注液化天然气的站点。“

安全问题不是障碍

HFO转向液化天然气带来好处但也带来风险,而安全是一个主要的关切。一些港口和码头一直不愿意处理液化天然气燃料,因为担心液化天然气的可燃性对人员构成威胁。

MAN柴油机公司(MAN Diesel)升级部负责人托马斯·斯宾德勒说:“港口当局最初对加气装置非常谨慎,并要求在加气卡车周围设置很多安全空间。后来,他们发现液化天然气是安全可靠的,就减少了限制。这是港口当局的学习曲线。不同的港口当局有不同的规则。有些人根本看不出什么问题,但另一些人却有担忧并走上安全的一面。”该公司为一些在波罗的海的小型船舶装配了液化天然气动力的发动机。

法国国际检验局(BureauVeritas)称,液化天然气船到船加燃料的主要挑战是确定并允许一个合理的安全区,同时尽可能减少对装载作业的影响。

法国国际检验局液化天然气技术负责人马歇尔·克劳迪皮尔说:“我们认为LNG泄漏的风险甚至低于HFO的正常运行。加气并不是一个困难的过程,但是你必须识别风险并确定如何管理这些风险。如何才能正确地做到这些,这是我们和船东、港口要一直思考的一个领域。”

经济案例

尽管建造LNG动力集装箱船的前期成本很高,但预计长期运营成本将低于使用HFO和洗涤器或低硫燃料的成本。

MAN柴油机公司升级部负责人托马斯·斯宾德勒预计液化天然气将比低硫燃料便宜20-30%。当这种情况发生时,商业化应用就会起飞。随着价格差距的增加,转向液化天然气的人越来越多,市场前景就越来越好。”

WinGD公司的副总裁罗尔夫·斯蒂菲尔同意需要一个商业性的推动力来证明额外的投资是正确的,但他表示这些商业方面正在逐步接近转折点。随着IMO的硫排放限额在2020年生效,商业转折点将越来越近。

斯蒂菲尔说:“在商业上,我们相信我们仍处于早期阶段,所以第一批项目已经在硫排放控制区(SECA)地区实施了含硫量为0.1%的规定。在那里,船东已经不得不使用船用汽油,所以这个决定是基于使用非常低硫的馏分油或使用液化天然气。在这一点上,讨论并不复杂。根据不同的项目、容器罐的大小和航程的长短不同,收回投资可能只需要三到五年。你今天可以要求报价,每个液化天然气供应商都可以告诉你价格,但船东也需要在五年内知道可能的成本。

他说,燃料定价是达飞轮船交易的关键因素。随着问题的解决,WinGD认为不久将有一些新工具可用于了解液化天然气的未来成本。

Société Générale航运金融公司和投资银行业务负责人保罗·泰勒说,液化天然气是一种选择,但不是唯一的选择。

保罗·泰勒说:“液化天然气的经济性对于每一家船东都是不同的。这将取决于船舶的规模、短途还是长途、货物的性质和公司的商业计划。未来的石油和天然气价格预测也需要考虑。”

他说“液化天然气是一个长期的解决方案。最初的资本支出很高,安装可能需要很长时间。这不适合每个人。然而,运行成本可能会低得多。预计液化天然气价格将下跌,未来50年供应充足。普遍的共识是,液化天然气作为燃料将是一个更便宜的选择。”

编译自:

James Baker: LNG makes power play for container shipping,Lloyd’sList Containers January 2018

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