頁巖氣運輸的船型選擇

近期，日本開始重新考慮球罐型LNG船在應對美國頁巖氣運輸方面的可行性。在此之前航運界普遍認為，為了提高每個航次的運載效率，美國出口日本的頁巖氣運輸，應該采用與巴拿馬運河擴建后最大通航寬度相適，又能使裝載效率提高的18萬立方米級薄膜型LNG船。根據這個觀點，今年4月日本丸紅與韓國SK海運公司在三星重工聯合訂造的2艘LNG船中就有1艘是應對美國頁巖氣輸出的最大船寬49米，艙容18萬立方米的薄膜型LNG船，該款船型隨即被視為以后日本從美國進口頁巖氣的樣板船型。不過，最近從用戶的反饋情況來看，原先的觀點應當作適當修改。

美國向日本出口頁巖氣，用戶主要是電力與燃氣公司，雖然每個航次的載貨量越高，LNG的運輸成本越低。但是，日本電力與燃氣公司的現有設施每次能夠卸載的氣量有限。而最近完成開發的可通過巴拿馬運河的LNG船，每個航次的LNG裝運量在7.5～8萬噸，地面接收站每次能夠存儲LNG的容積有限，所以未必是運輸船裝載量越大越好。

還有觀點認為，從冬季北太平洋海域的氣象海況條件來看，獨立貨艙的球罐型LNG船更為安全可靠。因為與薄膜型船相比，球罐型LNG船在航行時對載荷的耐晃性強、穩定性高、對貨艙的損傷性小。所以有些電力與燃氣公司正考慮，美國頁巖氣的進口運輸將以球罐型LNG船為主。

最初考慮薄膜型LNG船的最大理由是航運的經濟性。相同寬度的薄膜型LNG船，其裝載容量比球罐型增加10%～20%。美國頁巖氣的出口基地集中在得克薩斯州、路易斯安南州等墨西哥灣沿岸，向亞洲各國的LNG運輸必須通過巴拿馬運河。2015～2016年巴拿馬運河擴建完工后的寬度在55米，按照船舶過航時兩舷須留有1.5～2米的余量來看，船體最合適的寬度應該在49米，如果采用該寬度的球罐型LNG船，則最大艙容在16萬～16.5萬立方米。

目前，日本市場最新設計的可通過巴拿馬運河的球罐型LNG船有兩款，一種是三菱重工開發的船寬48.94米、艙容15.53萬立方米的船型。另一種是川崎重工開發的船寬52米、艙容18.2萬立方米的世界最大級球罐型LNG船。從近期日本市場的訂造情況來看，接單量最高的是三菱重工開發的15.35萬立方米，名為“豆莢型”的LNG船，該船型自2011年投放市場以來已經贏得7艘船的訂造合同。為使讀者對兩款船型有所了解，現對其技術特點作詳細的描述。

“豆莢型”的LNG船是一款應對巴拿馬運河時代的船型，其主尺度為：全長288米，寬度為26米，滿載吃水11.5米，7.5萬載重噸，航速19.5節。該船的最大特點是4個球罐艙的外圍用一長條半圓形的筒狀保護罩覆蓋，保護罩與船體結構連成一體。貨艙直徑與三菱重工現有的14.7萬立方米船型基本相同，而載貨容積則增加了8000立方米，從而使該船的艙容達到15.53萬立方米。

該船的結構輕盈、緊湊，船體鋼材總重量比同類船舶減少5%。主機采用UST（U）新型蒸汽透平機，由此使燃料消耗比現有船型提高20%。據測算，該船型的能效與韓國建造的同級別船型相等。三菱重工推出的這款船型希望以能耗效率、環保性能、長期航運的優勢與韓國船廠拉開差距。

三菱重工自1980年開始建造LNG船以來，已經建造了40多艘LNG船，近期開發的15.53萬立方米屬第五代船型。“三菱”利用MOSS型貨艙建造上的經驗優勢，對球罐艙進行改良，在球罐的中間部位增加一圈高度為1.5米的環狀結構，在直徑（41.5米）不變的情況下，使球罐艙的高度達到43米，由此增加了載貨容積。另外，新船型對艙內LNG的日蒸發量還可以在0.15%～0.10%之間作選擇。

如此設計的優點是，球罐艙外側的簡狀保護罩極大地降低了航行間的風壓阻力，同時也有助于改善能耗效率。風洞試驗證明，縱向風壓阻力比現有同型船減少20%～40%，能效提高3%～4%。因為球罐艙的保護罩是與船體結構連成一體的，因此增加了船體強度。又因為筒狀保護罩是連續結構，所以減少了大量的支撐件與裸露的舾裝件。這種設計，適宜于冰區海域航行時，提高船體對冰壁撞擊的抵御能力，也有助于貨艙頂部的電纜敷設、管路、通道的安裝、架設等，借此，還可以提高船舶的維修性能。

采用的UST主機，可以將蒸汽再次加熱，以提高熱能的效率。新船型與一般的蒸汽透明驅動的推進系統相比，能耗改善15%，氮氧化物排放控制在IMO三級標準的規定值以下。另外，為了減少對海洋生態的影響，該船還安裝有壓載水處理裝置。

川崎重工開發的艙容18.2立方米LNG船，全長300米，船寬52米，航速19.5節。是目前世界上最大級球罐型LNG船，該船是在川崎重工17.7萬立方米Pacific Max LNG船的基礎上進行了改良的船型，該船最大限度地發揮了Pacific Max LNG船的特點，設有2個拉伸式球罐艙，2個常規形球罐艙，由此使貨艙容積增加5000立方米。

所謂拉伸式球罐艙，就是在球罐型貨艙的赤道部位增加一圈高1.6米的環狀結構，由此使貨艙的裝載量增加。

另外，作為球罐型LNG船的最大船型，該船還首次采用了DFDF（雙燃料柴油機）電力推進系統。以期改善從低速城到高速城的燃耗性能。

一般的LNG船在運輸途中，使用以自然蒸發的蒸發氣體為推進燃料，近年來的技術進步，使燃料的消費量減少，所以如何處理剩余的蒸發氣體成為新的課題。川崎重工有30多年LNG船的建造經驗，該公司利用自行開發的“川崎板式絕緣系統”使得LNG的日蒸發量控制在0.08%，是目前世界蒸發量最少的絕緣層，所以這款船型是有效利用蒸發氣體的既經濟又環保的船型。目前這款船型已經接到川崎汽船的首艘訂單，首制船預定于2016年10月竣工。

從近期“三菱”與“川崎”這兩款船型的簽約情況來看，主要用于由國際石油開發巨頭TNPEX與TOTAL主導的澳大利亞“伊庫西斯”LNG項目，以及由美國石油巨頭Chevron主導的澳大利亞“威特斯通”LNG項目。雖然美國向日本的頁巖氣輸出，目前還沒有相應的訂單，不過，就球罐型而言，業界最看好的是“三菱”開發的“豆莢型”LNG船。而對于“川崎”的18.2萬立方米的LNG船，由于運河當局目前對船舶的過航寬度還沒有具體規定，所以是否適用目前還不得而知。若按照過航時兩舷留有1.5米的寬度計算，理論上講52米的船寬是可以通過新巴拿馬運河的。