摘要:日前,由国际知名船舶杂志“Maritime Reporter&Engineering News”评出的2024年度“世界名船榜”揭晓,入榜的8艘货船中,中国和韩国船厂所建船舶共有7艘,均为符合绿色定位的创新型环保船。这些入榜船舶有何特别之处?承建船厂已交付或正
日前,由国际知名船舶杂志“Maritime Reporter&Engineering News”评出的2024年度“世界名船榜”揭晓,入榜的8艘货船中,中国和韩国船厂所建船舶共有7艘,均为符合绿色定位的创新型环保船。这些入榜船舶有何特别之处?承建船厂已交付或正进行的同类船舶建造项目又有哪些?
“金字”招牌
图源/HAFEN-HAMBURG
入榜的“HÖEGH AURORA”轮为礼诺航运(Höegh Autoliners)订造的“极光级”(Aurora)9100车汽车运输船(PCTC)首制船,该船于2024年8月在招商工业海门基地交付。“HÖEGH AURORA”轮由Deltamarin设计,船长199.9米、型宽37.6米、型深40.92米,动力设备方面配备1台低速双燃料主机和3台双燃料发电机,除可使用液化天然气(LNG)和常规燃料外,还具有船级社授予的氨预留和甲醇预留符号,说明其搭载的多燃料发动机可经过改装使用氨或甲醇等燃料。
“极光级”PCTC配备14层甲板,其中包括5层可升降甲板,加强的甲板和增强的内部坡道系统,允许电动汽车在所有甲板上行驶,并为更重的货物提供更多运输灵活性。顶层甲板装有1500平方米的太阳能电池板,从而使发电机发电量最多可减少30%-35%,该船还可接入岸电系统,实现无排放港口作业。
值得一提的是,当氨燃料发动机商业化交付后,礼诺航运计划于2027年陆续接收的最后4艘“极光级”PCTC将使用氨燃料发动机,从而成为全球首批氨燃料PCTC。
2022年初,招商局工业集团有限公司与礼诺航运签署了4+4+4艘9100车双燃料动力PCTC建造协议。12艘“极光级”PCTC订单全部生效后,礼诺航运又与招商局重工(江苏)有限公司额外签订4艘备选订单协议,从而使得该型PCTC的订单总数有望追加到16艘。
作为招商局工业集团有限公司旗下造船骨干企业,招商局金陵船舶(江苏)有限公司(简称南京金陵)是我国国内建造滚装船最早、交付滚装船最多的船企之一。在陆续交付此前由东太平洋航运(EPS)订造的配备2个2000立方米LNG储罐的7000车双燃料PCTC系列船后,该船东又执行2艘5500车LNG双燃料PCTC备选订单。欧洲联合汽车运输船公司(UECC)也向南京金陵订购多达4艘4500车LNG+电池混合动力PCTC。这型船总长190米,拥有10层甲板(其中两层为可升降甲板),船体设计采用空气动力学原理,经过广泛的模型试验,以最大限度减少燃料消耗,同时具备岸电功能,并在顶甲板安装太阳能电池板,交付后将被部署到欧洲短途运输网络,用于运输车辆、重型货物和其他滚装货物。
南京金陵还在进行当前全球最大PCTC的建造项目。
南京金陵此前与华伦威尔森(Wallenius Wilhelmsen)签署了“塑造者级”(Shaper)9350车PCTC建造合同,而根据最新协议,其中4艘船长度由228米增至234米,型宽由38米拓至40米,甲板由12层增至14层,总装载量将提升创纪录的11700车。这型11700车PCTC是南京金陵自主研发的一款超大型智能化船型,14层甲板中的4层为升降式,另配备可承载480吨质量的艉门,确保超大/超重滚装货物顺利上船。作为新一代超大型节能环保PCTC,这型船采用以甲醇为主要燃料、预留氨燃料的动力设计,还将配备先进的气泡减阻和电池混动等绿色节能技术。据悉,9350车PCTC的减排幅度为27%,而增容后的11700车PCTC的整体减排幅度将达到37%。
“一号船”,中集造
由瑞典航运企业Wallenius Marine和丹麦船舶设计公司Knud E.Hansen共同为大众汽车集团开发的6500车PCTC“FUTURE WAY”轮,由中集来福士海洋工程有限公司(简称中集来福士)建造。
“FUTURE WAY”轮全长约200米,这型被称为“Sleipner”的设计概念旨在大幅减少二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物和颗粒物排放,特别有望成为气候友好型PCTC先驱之处在于该型船可以在满载情况下不使用压载水航行。大众汽车集团因此将此型船舶视为其汽车运输向气候友好型物流迈出的重要一步,可帮助其更广泛地在使用绿色燃料之前进一步减少排放。
配备多燃料发动机的“FUTURE WAY”轮采用空气动力学船首设计,配置永磁轴带发电机,降低能源消耗与排放,创新的坡道系统可简化港口作业缩短港口停留时间,因此,该船还获得Shippax Ferry Conference“2024年最佳滚装船”奖。
中集来福士为Zodiac Maritime建造的首艘7000车PCTC于2024年7月交付,是比亚迪“汽车舰队”的第一艘船,被命名为“BYD EXPLORER NO.1”轮。该船总长199.9米、型宽38米、设计吃水8.6米、设计航速19节,设有12层汽车甲板,其中4层为升降式,适装传统燃料及新能源汽车、卡车和拖车等车型;配备2套C型LNG燃料罐,以LNG作为主机、发电机等的主要燃料,可显著减少氮氧化物与硫氧化物等排放。“BYD EXPLORER NO.1”轮采用中船斯达瑞节能科技(上海)有限公司(SDARI-ECO)设计的全套节能推进装置,航速指标远超预期,其载重量、航速、油耗、振动等各项均优于合同指标要求,船舶能效设计指数(EEDI)低于基线35%,提前满足第三阶段要求。
中集来福士的PCTC手持订单充足。据了解,早在2016年,中集来福士凭借对市场动向的敏锐把握,开始滚装船相关业务布局,随后在龙口基地规划建立国内首台/套船舶激光复合焊专业薄板平面生产线。2021年开始,中集来福士相继与华伦威尔森和Zodiac Maritime等企业签订多艘PCTC订单。如今的龙口基地已成为全球主流PCTC建造基地之一。
正通过新造船项目进一步扩大PCTC船队的摩根大通(JP Morgan)旗下汽车运输企业Norwegian Carriers(NOCC)已陆续向中集来福士订购了3艘7000车LNG双燃料PCTC,且这3艘船同时具备船级社授予的氨预留符号。从NOCC目前拥有的PCTC数量来看,待中集来福士交付新船后,该公司PCTC运力中的50%将来自这家船企。
2024年11月,ADNOC Logistics & Services(ADNOC L & S)接收其在江南造船(集团)有限责任公司(简称江南造船)订造的6艘17.5万立方米LNG运输船中的首制船“AL SHELIL”轮。
图源/江南造船
这艘船的赫然在榜也标志着中国船厂在大型LNG运输船建造领域迈出重要一步。“AL SHELIL”轮为江南造船自主研发设计的第一代17.5万立方米MARK III Flex薄膜型LNG运输船(LNG JUMBO),满足最新规范规则,具有主流、可靠和节能环保等特点,综合经济性能指标达到国际先进水平。“AL SHELIL”轮总长298.5米、型宽46米、型深26.5米、设计吃水11.5米,“桨、轴、舵”一体化的全新双尾鳍线型使其快速性能优异,同时配备气泡减阻技术和轴带发电机,进一步提升船舶综合能效,2台LNG双燃料主机和部分再液化系统使船舶操控和运营管理更加灵活,较上一代船型相比可减少50%的甲烷逃逸。与以往LNG运输船相比,这艘新型船舶在货舱结构上进行了优化,绝缘层和屏蔽层厚度从530毫米降低至400毫米,使得同样大小的船体能够装载更多LNG。
“AL SHELIL”轮的交付打破了此前国外船企在这型LNG运输船建造领域的垄断,其成功建造预示着中国在能源运输与海洋装备领域合作会更加密切,后续将逐步进行产品的优化、迭代和提升,推出更高效、更有引领性的产品。根据进度,该型另外5艘船预计于2025-2026年交付船东。
江南造船在高技术、高附加值船舶市场地位日渐强大。
2024年12月,江南造船交付天津西南海运有限公司99000立方米超大型乙烷运输船(VLEC)“1.5版”首制船“GAS CAMELLIA”轮和第2艘船“GAS JESSAMINE”轮。这型99000立方米VLEC的低温货物围护系统是江南造船自主创新研制的B型舱(BrillianceE®),适用于运输乙烷、乙烯和液化石油气(LPG)等多种液化气体,具有油(气)耗低、蒸发率(BOR)小、无液位装载限制、维护成本低等优势。据悉,该型VLEC获中国造船工程学会最高奖项“科技进步特等奖”。
为让乙烯运输规模化,EPS则与江南造船签订6艘15万立方米极大型乙烷运输船(ULEC)建造合同。该型船采用MARK III薄膜型货物围护系统,设计考虑跨太平洋和跨大西洋航线典型航路特点和乙烷运输营运特点,利用计算机流体力学(CFD)和船模试验等手段充分优化液舱和船体线型的匹配,使其水动力性能达到综合最优,同时还充分借鉴江南造船在建的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,根据输出和接收终端进行适配和优化。此外,该型船还配置“乙烷双燃料主机+脱硫塔+选择性催化还原系统(SCR)+轴带发电机”动力系统组合,充分平衡了乙烷和燃油运营经济性,是一型面向乙烷未来、重新定义乙烷长途运输的优选船型。
江南造船于2024年8月与Jaldhi Overseas签署2艘93000立方米超大型液氨运输船(VLAC)建造合同,另就2艘同尺度VLAC复造船达成协议。这项合同是继其此前与AW Shipping签订2+2艘合同后的又一笔订单。这是Jaldhi Overseas第一次在中国船舶集团有限公司旗下船厂订造新船,也是其首次在我国船厂建造大型液化气体运输船。这背后是江南造船丰富的全谱系气体运输船建造经验和技术积淀。
韩华“新纪元”
韩华海洋交付饭野海运(IINO Kaiun Kaisha)的液化石油气(LPG)/液氨运输船“OCENAUS AURORA”轮船长229.9米、型宽36.6米、型深23.6米,舱容91000立方米,配备LPG双燃料主机。交付使用后,“OCENAUS AURORA”轮安装了2桅具备防爆认证的挪世航力(Norsepower)旋筒风帆。为最大限度地发挥风力推进系统的节能减排效果,该船还使用先进的航程优化系统,通过对船舶在不同航线、海况和天气条件下的性能进行综合比较,提高船舶运营效率并最大限度地减少排放。据悉,航线优化解决方案与风力推进系统相结合可带来3%-10%的额外减排量,使其在大大减少氮氧化物、硫氧化物及二氧化碳排放之余,环境足迹得到进一步改善。
特别值得一提的是,“OCENAUSAURORA”轮满足《芬兰-瑞典冰级规则》对应的IB冰级规定要求,可在破冰船的支持下在轻冰条件下航行,是全球首艘满足这一规定的冰区加强型超大型液化气体运输船(VLGC)。
全球能源市场对于LPG的需求出现上涨,由此推动LPG运输船市场复苏。2024年11月,韩华海洋又获得一家来自亚洲船东的2艘VLGC订单。这2艘计划于2027年11月交付的VLGC舱容为88000立方米,搭载LPG双燃料发动机,采用韩华海洋自主研发的节能减排技术,进一步提高船舶运营经济性。截至2024年底,韩华海洋当年承接的VLGC还包括3艘VLAC。
韩华海洋研发的93000立方米VLAC设计集成诸多环保技术,包括其独立研发的轴带发电机马达装置(SGM)、船舶碳排放强度指数(CII)智能监测技术和智能船舶解决方案(Hanwha Smart Ship Solution&Service/HS4®)。
CII智能监测技术为船东提供多种可进一步降低二氧化碳排放量的航速和航线优化等航行解决方案,其与原型为DSME Smart Ship Platform的HS4®相连接,可以自动计算在航船舶CII,不仅可以得出在航船舶当前CII等级及航次等级,还可预测该船年度末的CII等级。
韩华海洋的2024年“点睛之作”是一型应用各种环保和数字化解决方案的新一代零碳排放LNG运输船“OCEAN 1”轮。
“OCEAN 1”轮舱容17.4万立方米,采用以氨燃料发动机为基础的电力推进方式,无需化石燃料就可以实现完全零碳推进,其所搭载的发动机比柴油发动机体积更小,在不更改船舶长度的情况配置氨燃料储罐及燃料供应系统。此外,该船还集成韩华海洋子公司韩华动力系统公司的废气余热回收系统,在不考虑燃料情况下,无需搭载SCR装置即可满足现有船舶对氮氧化物排放的最严格标准。韩华海洋正在开发应用100%液氨运行的零碳技术燃气轮机,并将搭载在“OCEAN 1”轮上。
三星“不卷”
17.4万立方米LNG运输船“VENTURE GATOR”轮是全球知名天然气出口商Venture Global订造的9艘LNG运输船中的首制船,由三星重工建造。作为2024年度入选船舶,该船创新技术特点包括新型船体设计、船载再液化系统、空气润滑系统、辅助轴带发电机和废气再循环系统。
作为韩国三大船企之一,三星重工的2024年度接单完成度较低,但在其全部29艘新造船订单中,有22艘LNG运输船和2艘VLAC。2024年2月,三星重工再获卡塔尔船东“百船计划”中的15艘17.4万立方米LNG运输船订单,这是该公司获得的最大金额单笔新船订单。
对于适应未来的LNG运输船船型设计,三星重工强调风力重要性,其开发的风力辅助推进LNG运输船搭载风帆系统和三星重工与Wing Sail共同开发的风阻减少装置“SAVER Wind”,进一步减少风阻、提高燃油效率,并有效降低碳排放。为解决风力辅助推进船舶面临的航行能见度问题,三星重工在设计时将驾驶室安排在艏部,以此提高船舶运行效率,同时,这款新船设计将采用清洁燃料系统,使得船舶环保性能得到进一步提升。目前,这型风力辅助推进LNG运输船设计已获船级社颁发的原则性认可(AIP)证书。
三星重工与GTT联合开发的一型“三舱结构”20万立方米LNG运输船设计也将是未来天然气运输领域载体的选择。由于货品接触货舱的面积减少,“三舱结构”蒸发率较传统结构蒸发率的基础上提高约5%,并且由于每个货舱的设备和零件数量减少,维护成本因此大大降低。
三星重工在2024年获得的2艘VLAC订单来自希腊船东George Economou旗下公司TMS Cardiff Gas,这型舱容为88000立方米的VLAC预计将于2027年11月前陆续交付。
在VLAC设计方面,三星重工发布了一型舱容为96000立方米的VLAC。不同于现有设计,该型船采用氨燃料电池驱动。氨燃料电池是利用裂解技术的新型燃料电池,其原理是通过高温催化反应将氨分离成氢和氮后,通过氢和氧的氧化还原反应产生电能,将其供应给燃料电池,同时生成水和氮气,具有高效、清洁、低噪音等优点。美国清洁能源研发商Amogy将为三星重工设计的VLAC提供氨裂解技术,主发动机和发电机都可用燃料电池,不仅消除了硫氧化物、氮氧化物和二氧化碳的排放,且船上振动和噪音的相应减少也会降低这型船舶的维护成本。另外,三星重工开发的15万立方米双燃料VLAC也获得相关船级社颁发的AIP证书。
“一马当先”
2024年初,HD现代重工向马士基交付全球首艘大型甲醇燃料集装箱船“ANE MAERSK”轮,这是马士基订造的系列大型甲醇燃料箱船首制船,也是继“LAURA MAERSK”轮之后,全球第二艘甲醇燃料集装箱船。2024年11月28日,马士基订造的第9艘大型甲醇燃料集装箱船“AP MOLLER”轮命名交付,以纪念马士基集团创始人Arnold Peter Moller。
“ANE MAERSK”轮船长350米、型宽53.3米,载箱量16592TEU,配备1台HYUNDAI-MANB&W8G95ME-C10.5-LGIM-EGRTC双燃料主机。尤其该系列船舶采用业界首创新颖船首设计,驾驶台和起居室位于船舶前部,从而提高了载箱量并降低燃料消耗。通过将桥楼和船员生活区移至船首位置,并将烟囱移至船体后右舷角,这型新设计提高了甲板使用面积,可以最大限度地提高货物装载量并提高船舶在港装卸效率。
氨作为航运燃料的潜力使其成为一种低碳选择,然而挑战仍然存在,特别是氨的固有毒性减缓了它作为双燃料选项在船舶中的广泛采用。因此现在获得AIP证书的氨双燃料集装箱船设计并不太多。HD现代重工与合作伙伴联合开发的一款氨双燃料15300TEU集装箱船便是其一。这型采用双尾鳍设计的集装箱船设计船长约365米,氨燃料储罐被放置于机舱前部,远离甲板室,在确保燃料供应操作安全的同时,有助于提高船员居住舒适度。目前还没有供大型氨双燃料集装箱船的大缸径发动机可用,该船将采用小缸径发动机设计。船级社对用低温钢建造的氨燃料罐进行了可行性评估,并对该船抗晃荡载荷的结构完整性进行评估,审查燃气供应系统,以确保其符合与氨作为船用燃料相关的适用安全和操作效率标准,并为进一步的船舶设计开发提供技术建议。
尽管韩国船厂与中国船厂在新型零碳燃料箱船设计领域不分伯仲,且全球首艘大型LNG双燃料集装箱船也由HD现代集团船厂建造,但直至2024年7月才承接该年度首批集装箱船订单,这份总计12艘15500TEU集装箱船的订单由HD韩国造船海洋接获,HD现代重工获得其中6艘建造合同。该型搭载LNG双燃料发动机和废热回收装置等设计的环保型船计划在2028年6月底前陆续交付。
交付方面,HD现代重工为韩新海运建造的LNG双燃料13000TEU集装箱船首制船“HMM GARNET”轮于2024年1月交付,该型船全长335米、型宽51米,均可使用LNG作为燃料,并采用诸多先进的节能技术来提高燃料效率和减少污染物排放,并且,其搭载的智能船舶解决方案可将所有船舶运营数据都实时传输到韩新海运的船队控制中心,以确保运营商对船舶运行状态的全面了解。
“越”现代,越独特
2024年2月,达飞海运集团在HD现代尾浦建造的10艘采用直立型艏设计的LNG双燃料2000TEU集装箱船首制船“CMA CGM MERMAID”轮交付。该系列船由达飞海运集团与大西洋造船和HD现代集团共同开发,并由丹麦船舶设计公司Odense Marine Technique进一步细化,与使用超低硫燃料油(VLSFO)船舶相比,二氧化碳排放量减少20%。
为实现能效最大化,“CMA CGM MERMAID”轮及其姊妹船采用不同以往的船舶长宽比例,船长204.29米、型宽29.6米的设计提高了船舶水动力和空气动力性能。与此同时,该系列船也是达飞海运集团集装箱运输船队中首次将驾驶室和生活舱室等上层建筑前置的船舶,与传统设计相比,此方案可提供更好的空气动力学性能和更高的载货能力,而采用直立型艏设计则可实现更好的动力性能,使船舶减少约15%的燃油消耗。此外,该系列船都将配备1台与主推进发动机相连的交流发电机,确保在航行中为船上电气系统供电。这型集装箱船另一项创新在于HD现代尾浦将在该系列最后一艘船上配备1兆瓦的氢燃料电池,以确保船舶在港口停泊/作业时的零排放。
希腊船舶管理和海运服务提供商Capital Executive Ship Management订造的4艘LNG双燃料2862TEU集装箱船已由HD现代尾浦交付完成。而支线双燃料集装箱船则是HD现代尾浦在箱船建造领域的主打类型之一。
这4艘支线集装箱船船长186米、型宽35米、型深17.4米,采用LNG双燃料设计,均配备单层绑扎桥,可增加有效载荷并能装载604个冷藏集装箱。船舶采用优化的船体设计和集成智能船舶技术,以提高能源效率并最大限度地减少对环境的影响,先进的导航系统有助于安全航行,船艏推进器功率增加以实现安全操作,配备智能闭路电视系统以增强现实图像显示信息,从而增强船员和货物的安全性。此外,这型支线箱船还配备岸电系统和硫氧化物废气净化系统,并可通过改装在未来使用LNG。
2024年,HD现代尾浦还获得来自卢森堡船东CLdN的10艘1100TEU节能型吊装集装箱船建造合同,新船计划在2027年8月前陆续交付,并将承建由另一家欧洲船东订造的6艘中型集装箱船。新船设计方面,HD现代尾浦基于氨燃料电池的零碳推进系统支线集装箱船已获船级社颁发的AIP证书,这型1300TEU集装箱船将配备Amogy提供的动力系统,旨在利用氨裂解制氢技术和电力推进解决方案实现船舶合规性。
尽管由于融资问题,法国船东Zephyr&Boree与HD现代尾浦签订的5艘集装箱船订单现已中止,但这型船的创新性足以显示这家承建“LAURA MAERSK”轮的船厂在替代燃料支线箱船建造领域的高光。这是一型采用甲醇燃料和风力混合动力设计方案的1300TEU集装箱船,船长约185米,配备6桅翼帆系统来捕捉来自左右舷的海风,并根据风况自动调整以确保最佳效率,配备轴带式发电机和热回收系统,进一步尽量减少船舶运营燃料消耗和污染物排放。可惜的是,HD现代尾浦已应船东要求取消了这5艘集装箱船的建造合同。不过,Zephyr&Boree表示此项目仍有望重启,并强调这仅是暂时挫折,与HD现代尾浦的合作项目仍在计划中。
来源:中国船检杂志社