长江水运行业LNG应用与发展分析

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  摘要:在“生态优先、绿色发展”理念下,国家对黄金水道的绿色航行要求不断提升,水运行业应用液化天然气(LNG)备受关注。本文分析了长江航运航道、港口、船舶等基本要素,系统梳理了长江水运行业LNG动力船舶、LNG加注码头、相关标准规范的发展现状,总结评估了水运行业应用LNG试点示范项目开展情况,从经济性、安全监管、加注站建设、内河LNG运输、船舶技术等角度,分析了LNG推广应用存在的问题,提出了推进长江水运行业LNG应用的有关政策措施建议。
  关键词:水路运输;LNG应用;长江航运
  中图法分类号:F552 文献标志码:A
  DOI:10.19679/j.cnki.cjjsjj.2018.0114
  20世纪90年代以来,我国一直大力倡导改善能源消费结构,开发利用新能源。目前,长江航运船舶以柴油为主要动力,燃料消耗高,废气排放多。液化天然气(LNG)是一种优质、高效、清洁的低碳能源,以其突出的环保性作为船用燃料已引起社会各界的高度关注,“气化长江”“长江绿色物流创新工程”等内河船舶“油改气”项目正在逐步推进。为贯彻“生态优先、绿色发展”理念,国务院及相关部委相继出台一系列规划、政策、意见等,明确要求大力发展清洁能源,加快建设绿色水运步伐。2013年10月,交通运输部发布《关于推进水运行业应用液化天然气的指导意见》,这是世界上首次在国家层面进行的顶层设计[1]。2014年,国务院出台《关于依托黄金水道推动长江经济带发展的指导意见》,明确指出应依托长江黄金水道,打造沿江绿色能源产业带,增加天然气等输入能力。2015年12月,交通运输部印发《珠三角、长三角、环渤海(京津冀)水域船舶排放控制区实施方案》,划定排放控制区,对硫化物的排放给出明确的限制,规定从2019年1月1日起,进入排放控制区的船舶必须使用含硫量低于0.5%的燃料。2016年出台的《长江经济带发展规划纲要》,明确提出把长江经济带打造成生态文明建设的先行示范区,把生态保护问题摆到压倒性位置。2017年5月,交通运输部印发《深入推进水运供给侧结构性改革行动方案(2017-2020年)》提出,要推进水运行业推广应用液化天然气,研发推广新能源动力船舶。长江水运行业应用LNG符合绿色生态发展要求,符合供给侧结构性改革要求,符合有关规划预期和政策走向,是坚持走生态优先、绿色发展之路的需要。
  1 长江航运发展现状
  1.1 航道
  截至2016年底,长江水系14省市内河航道通航里程9.47万KM,等级航道里程4.69万KM。长江干线航道通航里程2838KM,上游水富至宜昌可通航500~3000吨级船舶,其中三峡库区航道可通航3000吨级及以上船舶。中游宜昌至湖口段可通航3000~5000吨级船舶;下游湖口至南京段可通航5000~10000吨级海船,南京至南通段可通航3万吨级海船;南通至长江口段可全天候双向通航5万吨级海船。
  1.2 港口
  截至2016年,长江水系内河港口生产用码头泊位2.25万个,万吨级泊位417个,综合通过能力36.36亿T、2535万TEU。长江干线拥有生产性泊位3858个,散货、件杂货物年综合通过能力18.91亿T,集装箱通过能力2195万TEU。其中,万吨级以上的码头泊位417个。长江干线拥有14个亿吨大港[2]。
  1.3 船舶
  2016年底,长江水系14省市拥有内河普通货船运输企业2918家,其中省际运输企业2757家。拥有省际旅客运输经营实体23家,液货危险品运输企业197家,滚装船运输企业11家。长江水系14省市拥有水上运输船舶13.33万艘,占全国水上运输船舶的83.3%。按航行区域分,内河运输船舶12.61万艘,沿海运输船舶6757艘,远洋运输船舶513艘。2016年底,长江干线货船平均吨位达到1490T,通过三峡船闸的货船平均吨位达到4236T,三峡过闸船舶3000T以上船舶艘次所占比例为64.7%,5000T以上接近40%。
  1.4 运量
  2016年,长江水系内河港口完成货物吞吐量43.1亿T,占全国内河港口的90.8%。长江干线货物通过量23.1亿T。按照运输区域分,干线至干线的通过量为6.33亿T,支流进入干线、干线进入支流或支流通過干线进入支流的通过量为3.56亿T,海进江和江出海通过量为13.21亿T,分别占干线货物通过总量的27.4%、15.4%和57.2%。主要货类的通过量分别为:煤炭5.52亿T、金属矿石4.39亿T、矿建材料3.98亿T。
  2 长江航运应用LNG发展现状
  2.1 发展现状
  2.1.1 LNG动力船舶
  内河水运应用LNG尚处在起步阶段,LNG动力船舶规模较小。在2013年左右,巨大的“油气差价”和环保愿景,曾掀起发展LNG动力船的高潮,如“长迅3号”“红日166”等国内首批带有实验性质LNG双燃料动力船改造并投入运行。但因技术不完善、油气差价缩小、LNG补给困难等原因导致近年来LNG动力船舶发展相对缓慢,与行业预期存在差距。截至2017年3月,全国已建成内河LNG动力船舶L35艘,大部分为干散货船,其中LNG单燃料动力船约占45%,主要航行长江干线、京杭运河及黄浦江等水域。已建成的LNG动力船舶中,1000吨级以下约占61%,一般配备5M?储罐;1000吨级以上约占39%,一般配备5~15M?储罐。此外,已申报国家资金补贴的拟建LNG动力船舶1097艘。
  2.1.2 LNG加注码头
  目前,加注站包括岸基式(LNG储罐位于码头陆域)和趸船式(LNG储罐位于趸船)两种形式。截至2017年3月,全国基本建成的内河LNG加注码头16个,其中岸基式9个,趸船式7个。主要分布于长江干线和京杭运河沿线,已开展LNG加注作业仅有3个,2016年实际加注LNG约1000T。长江干线的南京、武汉、重庆,已建成LNG加注码头3个,南京港八卦洲海港星01号LNG加注码头,设计加注能力2.3万T,2016年实际加注约300T,重庆和武汉均未开展加注业务。   2.2 LNG应用试点示范及评估
  为贯彻落实交通运输部《关于推进水运行业应用液化天然气的指导意见》《船舶与港口污染防治专项行动实施方案(2015-2020年)》工作要求,交通运输部分别于2014年9月、2016年10月公布了两批水运行业应用LNG试点示范项目,共涉及LNG动力船舶1432艘、LNG加注码头37个。首批共实施16个项目,其中试点项目7个、示范项目6个、示范区项目3个;2016年初,交通运输部对首批试点示范项目进行了动态调整。第二批有9个试点示范项目。首批试点示范项目已建成LNG动力船舶72艘(在建81艘)、港区LNG加注站7座、内河LNG加注站9座(在建2座)、LNG移动加注船1艘(在建1艘);其余大部分LNG动力船舶已完成图纸设计,正在审图或准备开工。水运行业LNG试点示范项目总体进展顺利,并取得了积极成效。
  (1)支撑了标准规范的编制和政策措施的出台。中外运长航承担的2艘新建LNG动力船舶为《内河天然气燃料动力船舶法定检验暂行规定》和“十二五”内河船型标准化新建LNG动力示范船补贴标准提供了参考依据;中石化长江燃料公司承担的2艘“油气合一”加注趸船试点为《液化天然气加注趸船入级与建造规范(2014)》《液化天然气燃料内河加注趸船法定检验暂行规定(2014)》提供了技术支撑;新奥能源承担的内河LNG移动加注船试点为《液化天然气燃料加注船舶规范》出台及船对船加注技术积累了大量经验;江苏省交通运输厅和江苏润祥新能源承担的岸基式LNG加注站试点为《液化天然气码头设计规范》《内河液化天然气加注码头设计规范》的制订实施提供了重要支撑。
  (2)促进了行业技术进步。LNG动力船舶的建造带动了设备制造商的技术研发,相关设备的性能、安全环保效果比应用初期有了明显进步,加注设施设备建造、加注技术等方面也取得了重大突破。江苏、湖北、安徽等示范项目研发的加注趸船技术弥补了国际空白。
  (3)探索了水运发展新模式。京杭运河示范区项目整合港口、银行、设备厂商、燃气供应商、运输企业等,合力打造共生共赢的水运生态全产业链条;上海佳豪以LNG动力船建造为契机,整合设计、造船、运输、加注、货源等资源,探索出集船舶设计建造、货物运输、船舶加注、港口运营、燃料供应、船员培训等一体的全产业链控制型发展模式。
  (4)提升了社会关注度。在试点示范项目的促进下,LNG推广应用工作得到社会各界的广泛关注。国家相关部门积极支持,能源、船舶设计制造、发动机与储气罐等企业积极参与试点示范项目建设,新闻媒体不断加大宣传报道力度。国际关注程度也在不断提高,欧盟莱茵河管理委员会、美国、荷兰、挪威、韩国等高度关注我国内河LNG动力船舶发展情况。
  2.3 长江水运行业LNG应用存在的问题
  LNG作为清洁能源,具有广阔发展前景,各方积极性较高,相关标准、政策及技术储备体系在不断完善,但推广应用仍面临不小的阻碍。
  2.3.1 经济性问题
  自2014年6月以来,国际油价持续下跌,2015年达到36.7美元/桶的低点。受原油价格下降的影响,国内成品油的价格持续下调。我国进口LNG大多签订的是长期供应协议,不与国际原油价格挂钩,国内LNG与石油或成品油价格缺乏联动机制,导致油气差价日益缩小,甚至出现价格倒挂现象,很大程度上削弱了船东使用LNG的积极性。2016年初,国家对国内成品油价格设置调控上下限,国内成品油市场随之有一定回升,LNG价格优势有所体现,但仍不明显,以经济性推动LNG市场的发展在现阶段仍然不具优势。加之近年水运市场持续低迷,港航企业面临较大的资金压力,无力进行初始投资,受外部需求不足的影响,部分已开工LNG动力船舶进度放缓,甚至停滞,经济性下降已成为目前水运行业LNG推广应用的阻碍之一。
  2.3.2 安全监管问题
  业内对船舶应用LNG的安全性疑虑较大。LNG燃料在爆炸极限、燃点等物理特性方面均比汽柴油更加安全,在居民生活、道路交通领域多年应用的实践中也得到了印证,但各方对此认识仍不完全统一,特别是执行层面的疑虑未完全打消。
  长期以来,我国安全监管部门对LNG动力船的安全属性定位不明确,部分行业管理人员倾向于将其视为危险品船进行管制,直接影响了LNG动力船的大规模推广。此外,对LNG动力船缺乏统一的海事监管模式和实施程序,标准执行混乱。法规规范体系不完善,导致试点船舶检驗控制无序,检验合格证颁发困难,目前全国持有海事管理部门正式颁发的LNG动力船证书的船舶非常少。
  2.3.3 加注站建设问题
  由于各部门、各地方对LNG加注站在政策、认识等方面不统一,建设和选址困难,审批程序复杂,真正进入实施的还比较少,部分已建成的LNG加注站受政策制约无法正常投入使用,水运行业加注站的建设依然处于探索阶段、起步阶段。
  (1)审批程序复杂。LNG加注站建设在国内刚刚起步,管理部门对其认识还不统一,审批程序复杂。当前,LNG加注站建设申报过程牵涉到多个监管部门,使得企业在进行水上LNG加注站岸线申报时很难摸清头绪,影响了LNG加注站建设的推进速度。尤其是天津港“8·12”特别重大火灾爆炸事故发生后,各级主管部门对LNG加注站的审批更为谨慎,加注站建设进入瓶颈期。
  (2)缺少系统规划。目前,长江干线特别是在下游地区,可用岸线利用率已近极限,由于缺少加注码头的岸线规划,加注码头申请新用岸线很难获得批准。更重要的是,具体项目缺乏港口总体规划的指导,审批环节受阻。根据《港口法》,港口建设应当符合港口规划,LNG加注码头为新生事物,现有港口总体规划基本没有考虑LNG加注码头功能及规划方案,LNG加注码头建设缺乏规划依据,需要加快推进相关港口总体规划的修编或调整。
  (3)基础设施不足。目前,我国LNG加注站远不能满足已改造LNG动力船加注需要。长江上建成的LNG加注站仅3座,真正投入使用的仅1座,导致很多船舶无法便捷加注,影响了LNG动力船的运营。如“红日166”,要到特定地点采用槽车加注,及时性和成本受到挑战。“武拖轮302号”采取更换LNG储罐的方式,每个月需更换两次储气罐,且必须由燃气公司将LNG运送至固定地点,既费时、费工,又不安全。随着船舶数量逐渐增多,加注站点及供气能力将面临严峻考验。   2.3.4 内河LNG运输问题
  国内LNG运输监管规定极为严格,《危险化学品安全管理条例》明确要求,禁止通过内河封闭水域运输剧毒化学品以及国家规定禁止通过内河运输的其他危险化学品。目前,我国在LNG水路运输方面的政策尚未放开,内河LNG运输船舶的营运只是试点经营,這在较大程度上制约了其发展[3]。因此,大量进口LNG难以通过内河运输到沿江各地,限制了LNG的水上供应。此外,还存在LNG动力船通过长江干线三峡和葛洲坝船闸的安全性疑虑。由于多方面的原因,长江第一艘LNG动力改造船“长迅3号”在改造试航完毕后,基本处于停航状态。
  2.3.5 船舶技术问题
  目前,LNG动力船在改造方案设计、审图资质确定、改造施工、船用产品认证等方面不够完善,船舶“油改气”技术还欠成熟。安徽芜湖改造的“红日166”LNG动力船,在实际运行中经常出现发动机保险丝跳闸、排气阀浪费LNG等技术问题。此外,LNG动力船操作规程比传统燃油船舶步骤多,LNG加注工序复杂,作为燃料在内河使用的技术还不够成熟。
  3 长江水运行业LNG加注站规划情况
  当前,无论是国家层面,还是沿江省市层面,都已开展了很多LNG加注站规划方面的工作。长江航务管理局于2013年组织完成了《长江干线水上LNG加注站布局规划研究》,并于2014年1月出台了《长航局关于长江干线LNG水上加注站布局的指导意见》。交通运输部于2017年7月发布了《长江干线京杭运河西江航运干线液化天然气加注码头布局方案(2017-2025年)》。此外,沿江重庆、湖南、湖北、江西、江苏等地也都编制了船用LNG加注站规划。
  在长江航务管理局开展的《长江干线水上LNG加注站布局规划研究》中,基于当时LNG发展形势和社会预期,提出到2020年加注站总数达到55座,2030年达到90座。交通运输部规划院开展了《长江干线液化天然气码头(加注站)布局研究》,这也是交通运输部2017年7月出台《长江干线京杭运河西江航运干线液化天然气加注码头布局方案(2017-2025年)》的重要支撑。两个布局方案研究背景、研究思路不同,结论有所差异。《长江干线京杭运河西江航运干线液化天然气加注码头布局方案(2017-2025年)》提出到2025年,在长江干线建设45处LNG加注码头,基本建成长江干线LNG加注码头体系。
  两个布局方案根据相关规范和通航安全管理要求提出了选址建议,属于推荐选址的港区,侧重于布局,不具约束性要求,供相关港口总体规划修编、建设项目选址时参考。各个港口LNG加注码头布局方案应根据相关规范和通航安全管理要求,结合运输需求等在港口总体规划修编或调整时明确。
  4 保障措施及推进方向
  4.1 完善政策法规及技术规范体系
  LNG加注站相关法律法规的缺失及已施行有关技术标准的限制,极大制约着LNG的应用推广。应加强基础研究,寻求突破现有规范标准的合理路径。首先要尽快研究出台相关行业标准,明确行业监管与发展依据。其次要加强政策及技术研究,在一些限制发展的政策规定方面取得突破,重点是LNG内河运输和LNG船舶过闸。目前,LNG加注码头、加注趸船、加注船舶、动力船舶等都已出台相关规范标准,运输环节亟待取得突破。建议针对LNG运输的移动安全区开展专门研究,提出建议措施。或是进行LNG运输的风险评估论证,提出在可接受风险前提下的有关原则与要求,为制订规范标准提供参考。
  4.2 稳步推进加注体系的规划建设
  《长江干线京杭运河西江航运干线液化天然气加注码头布局方案(2017-2025年)》已经印发,但由于现有港口总体规划基本没有考虑LNG加注码头功能及规划方案,LNG加注码头建设缺乏规划依据,必须加快推进港口总体规划的修编或调整,使LNG加注码头规划能够落地实施。建设方面,应加快有关试点示范项目的总结评估,形成可复制、可推广的经验,尽快启动并稳步推进加注站建设,逐步实现全流域覆盖。
  4.3 简化审批程序,提高企业参与的积极性
  加注站规划建设和船舶改造等涉及管理部门多,建议采取集中受理和一站式服务等方式,简化办事程序。加注站建设方面,应明确主管部门,简化办事程序,提高行政效能,行政审批实行“一口受理、统一审批”,实现审批提速、服务提质、效率提高。船舶审批方面,目前船舶改造审批实行“一船一报”,需要经地方和国家海事部门批准后报交通运输部核准,影响船东改造积极性。建议完善有关政策,对于船型类似的船舶,实行批量审批制度,避免一船一报一审,加快船舶改造进程。
  4.4 提高排放标准,推动LNG在航运业的应用
  清洁发展已成为全球发展共同关注的主题,节能减排、低碳绿色是航运业发展的大趋势,LNG是理想的船舶替代燃料。提高内河排放标准可有效促进LNG的应用。研究进一步提高我国现行船用燃油排放标准,限制重质燃料油的使用,促进LNG等清洁能源的使用,实现良性可持续发展。在推广LNG动力船舶时,可以结合交通运输部颁布实施的《内河运输船舶标准船型指标体系》,与船型标准化工作一同推进。
  参考文献:
  [1]于巧婵,李清,黄强,等.我国水运行业LNG应用的发展现状及经验[J].水运管理.2017,39(7):1-4.
  [2]交通运输部长江航务管理局.2016长江航运发展报告[M].北京:人民交通出版社,2017.
  [3]王梦月.我国LNG水路运输市场的发展建议[J].水运管理.2016,38(7):21-23.
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