對應用LNG作為內河運輸船舶燃料的思考

摘要：基于LNG（液化天然氣）的物理性質，通過與柴油的對比分析，表明液化天然氣作為內河運輸船舶燃料具備明顯的經濟性、環保性、安全性，縱觀發展LNG船舶燃料和宿遷液化氣船舶的使用狀況，提出應用LNG具有美好的發展趨勢與廣闊的應用前景。

關鍵詞：LNG 船舶燃料 經濟 環保 安全

2012年6月8日，江蘇省交通廳在蘇州召開全省公路、水路客貨運輸企業推廣使用天然氣車船現場會；旨在促進節能減排，優化能源結構，推進生態江蘇，綠色江蘇建設，解決環境污染和能源價高問題，為汽車和船舶尋找一種新的清潔能源。江蘇河海運輸股份有限公司有幸成為江蘇省內河運輸應用LNG燃料的示范企業。

液化天然氣（LNG）作為新一代船舶燃料，與柴油相比具有獨特優勢，成為具有廣闊前景的新型船舶燃料。作為示范企業的參與者，對其經濟性、環保性、安全性和可行性作如下分析和思考。

LNG的簡況

LNG是天然氣的液態形式，具有無色、無味、無毒且無腐蝕的特點。它是以甲烷（CH4）為主的天然氣，經過脫烴、脫硫、脫水、清除CO2等凈化處理后，再進行超低溫液化而形成的。LNG與柴油物性參數見下表：

1、續航里程長

LNG儲存在溫度—162℃，壓力為0.1Mpa左右的氣瓶內，其體積約為標準大氣壓常溫狀態下氣態體積的1/625，設LNG密度為450kg/m3，則1000kg天然氣液化后體積由原來的1388.8m3減少到2.22m3。LNG的單位體積能量密度大，所以LNG船舶續航里程長，加注次數少，還節省時間，從而能降低船舶運營成本。

2、燃料費用低

根據LNG和0#柴油的熱值對比，1噸LNG的熱值等效于1.25噸0#柴油，以2012年9月12日江蘇省0#柴油8760元/噸，和LNG6000元/噸的參考價格計算，使用LNG比使用0#柴油節約成本37.39%。根據龍口市恒通運輸有限公司2011年LNG貨車使用的情況，使用LNG比使用柴油便宜28%-32%。

3、維護費用低

由于LNG的辛烷值高，所以LNG具有良好的冷啟動性、燃燒性和抗爆性，氣缸和燃燒室的積碳和磨損較小，減輕了對零部件的損壞。據專家估算，火花塞的壽命可增加40%，發動機的維修費用可節約至少50%。

4、LNG加氣站投資少且收益快

LNG加氣站設備投資少，占地面積小，管理費用且運行成本較低。LNG建站的一次性投資相對CNG（壓縮天然氣）加氣站可節約30%左右，且能減少日常的運行和維護費用近50%。LNG站不僅可以給LNG船舶加氣，也可以給LNG汽車加氣。以一座日售1萬m3的LNG加氣站為例，年售氣300萬m3，總經營成本約為60萬元/年，電耗不超過3萬kwh，人員8—10人。當LNG進價與零售價價差在0.4元/m3的LNG加氣站為例，年利潤約60萬元，4年可收回投資。目前，國內外正大力推廣橇裝式LNG加氣站，此站占地面積小，集成化程度高，投資小，建站周期短，易操作，易搬遷的優點。

LNG的環保性

1、尾氣污染小

根據BP中國—碳排放計算器提供的資料，1噸柴油產生3.06噸CO2，而與之相同熱值的1111m3天然氣產生2.182噸CO2，則1噸柴油比相同熱值的天然氣多排放0.878噸CO2。

LNG含有極少量的硫和氮，其主要成分CH4，與空氣混合形成可燃氣，燃燒干凈徹底。基本不含鉛、硫化物及苯等有害物質，因此LNG被稱為綠色燃料。

2、無噪音污染

LNG組成穩定，不含硫化物、灰塵等雜質，可提供穩定、可控制的空燃比，有效保證發動機平穩運轉。氣缸在燃燒后不易發生積炭，無腐蝕現象，降低了發動機噪音，減少了噪音污染。

LNG的安全性

1、LNG安全性高

LNG的儲存溫度為—162℃，LNG燃點為650℃，即使LNG稍有泄漏，就會立即形成低溫區，短時間內很難達到著火點；LNG密度小，一旦泄漏，能很快揮發，不易聚集；LNG爆炸極限窄，一般難以在空氣中達到爆炸條件。

2、LNG氣瓶安全性

由于LNG在液化工藝過程去除了硫化物和水分，降低了燃燒對氣瓶的腐蝕，消除了氣瓶材料的氫脆問題，提高了氣瓶的安全可靠性。

3、LNG船舶使用過程中的安全性

根據江蘇河海運輸股份有限公司《LNG單燃料動力貨船技術方案》，LNG船舶設置有泄漏監控、氣體探測及火焰安全監測等系統和氣體燃料供應系統的安全功能，LNG一旦泄漏，安全系統會采取自動保護措施，確保使用安全。

LNG船舶發展情況

近年來，江蘇河海運輸股份有限公司按照《關于加快長江等內河水運發展意見》（國發〔2011〕2號），為了加快轉型升級和節能減排運輸步伐，建立“通暢、高效、平安、綠色”的內河運輸體系，參觀考察了山東省龍口市恒通運輸有限公司、濰柴動力西港新能源發動機有限公司、江蘇藍色船舶設備制造有限公司、張家港富瑞特特種裝備有限公司、江蘇鴻運綠色能源有限公司，學習了省交通廳研究開發的LNG試驗船舶技術。江蘇省交通廳自2009年開始，就對“內河船舶柴油—LNG混合動力船舶技術”進行了科技攻關，臺架試驗數據表明研發取得成功，項目通過了省級科研成果鑒定，獲得了2項實用新型專利授權和1項發明專利受理。2010年8月，依據研發成果，完成試驗船改造并開始試點航行，已安全、穩定運行。江蘇省交通廳爭取到2015年改造船舶1萬艘，2020年改造3萬艘，加上與之相配套的加氣站建設，可直接引導社會投資超過100億元。據估算，采用柴油和LNG混合動力技術后，每艘船舶可節約燃料費5.2—15.5萬元/年，按照3萬艘船舶改造使用計算，每年僅節約燃料費用達46.5億元。

江蘇省緊緊圍繞綠色環保和節能減排，按照“政府推動，示范引導，市場運作，規范有序”的原則，先示范，后推廣，以高標準實施“內河船舶應用LNG清潔能源示范工程”，打造暢通、高效、平安、綠色的現代化內河水運體系，改善生態環境，促進節能減排，優化能源結構，更好地服務經濟社會可持續發展。江蘇河海運輸股份有限公司作為示范單位，熱情高，干勁大，計劃五年內投入1.3億元，發展LNG單燃料內河雙機雙槳動力船舶50艘。目前，已自籌520萬元資金，新造兩艘1200噸級散裝貨船作為應用LNG單燃料內河動力船舶試點項目承擔單位，并優選了船舶設計、制造、發動機生產、氣瓶生產、供氣單位，積極為國家權威部門進行風險分析、安全評估和出臺LNG內河動力船舶技術標準提供實際運行資料。

結語

LNG作為船舶燃料資源上有保障，技術上已攻關，與柴油相比，具有低碳、節能、安全的優越性。LNG加氣站參照汽車加氣站，技術成熟，建設投資少，且運營成本低，投資回報快。隨著我國經濟日新月異的發展，LNG作為船舶燃料取代柴油是必然趨勢。但是作為示范單位，還需要多方支持：一是希望上級政府在資金上提供支持，能否給予低息貸款，科技項目開發資金扶持。二是希望省、市交通部門在技術上扶持和指導。三是希望政府的經信委、發改委、交通運輸主管部門給予政策上的支持，此項目屬于創新開發項目，只要能爭取到方方面面的創新開發項目資金都給予綠色通道，使其試點早日成熟，以點帶面，更好地促進地方經濟發展。

（作者單位：江蘇河海運輸股份有限公司）