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              海洋衛士壓載水

              潮涌|國產LNG船加速目標:全球市場份額大幅提高

              2023-02-03 09:22:22
              來源:澎湃新聞 編輯: 國際船舶網 我有話要說

              上海市經濟和信息化委員會、澎湃新聞聯合推出“上海新型產業體系重點領域大調研”,聚焦上海“3+6”產業體系、新賽道和未來產業的重點行業領域,鎖定船舶與海洋工程裝備、氫能汽車、機器人(10.630, 0.00, 0.00%)、智能工廠、新材料、智能終端、人工智能、元宇宙、數字經濟、生物醫藥等產業,深度調研上海產業高質量發展態勢和未來趨勢。

              本篇聚焦于被譽為“造船業皇冠三大明珠”之一的LNG(液化天然氣)船。在國際環境和造船業周期影響下,中國的LNG船訂單2022年迎來爆發式增長,而在2008年前,中國還沒有一艘自主建造、設計的LNG船。這背后凝結的不僅是造船業的努力,也是中國經濟、科技水平的不斷發展。在中國船舶(23.590, 0.00, 0.00%)產業前沿陣地的上海,相關產業鏈正在加速布局。

              2022年9月的一個夜晚,波羅的海70多米深處傳出數響沉悶的爆炸聲,從俄羅斯向歐洲輸送天然氣的管道“北溪1號”和“北溪2號”相繼損壞,令俄烏沖突爆發以來的歐洲天然氣危機“雪上加霜”。為了確保有足夠的天然氣過冬,歐洲爭相購入液化天然氣,使得全球LNG(液化天然氣)船的需求開始飆升。

              在北半球的這一邊,2022年冬的上海長興島,幾艘正在建造中的LNG船?吭陂L江的入?,滬東中華造船(集團)有限公司(簡稱“滬東中華”)的工人們吃完午飯,正趕回船上施工。

              作為國內首個掌握LNG船建造技術的船廠,滬東中華在2022年迎來了LNG船訂單爆發式的增長,手持訂單已超過36艘,交船周期排到了2028年。2022年1-9月,滬東中華所在的中國船舶集團累計簽署了40余艘大型LNG船合同,位居全球各大船企之首。但在2008年前,中國還沒有一艘自主建造、設計的LNG船。

              “我們的LNG造船歷程,從沒有基本認識、沒有獨立設計能力,到今年訂單量占比全球20%,這不僅僅是依靠我們的努力,也是中國經濟、科技水平不斷發展的縮影。”滬東中華總裝二部黨總支書記黃華兵告訴澎湃科技。

              與此同時,全球造船業正趕上一個新景氣周期,國際航運市場呈現向上態勢,新造船市場超預期回升。作為擁有眾多龍頭企業、科研院校和配套企業的中國船舶產業前沿陣地,上海正在加速布局相關產業鏈。“LNG產業鏈重點發展大型LNG運輸船、LNG雙燃料動力船、浮式液化天然氣儲存及再氣化裝置(LNG  FSRU)等高技術高附加值產品。加快LNG液貨圍護系統的自主攻關,實現關鍵部件的國產化替代。”上海市經濟和信息化委員會重大裝備產業處處長吳棟林告訴澎湃科技。

              2019-2021年全球LNG船隊數量變化。

              國產LNG船為何如此重要?

              滬東中華為深圳燃氣(7.180, 0.00, 0.00%)建造的第一艘8萬立方米LNG運輸船“大鵬公主”號?吭陂L興島造船基地的岸邊,深藍色的船體下,蘊藏著大量技術難題。

              LNG是液化天然氣(Liquefied Natural Gas)的簡稱,主要成分是甲烷,被公認是地球上最干凈的化石能源。

              LNG船作為“海上超級冷凍車”,代表了造船工業的最高水平。黃華兵表示,這種船型的建造屬于“技術密集型+資金密集型”工程,高度考驗著建造廠商的綜合實力。

              業內普遍認為,LNG船的建造難度堪比航母。特別是LNG液艙圍護系統,直接接觸零下163℃的液態天然氣,是建造大型LNG船的主要技術難點,而其中法國工程公司(GTT)的薄膜型圍護系統幾乎壟斷了世界大型LNG船市場。

              LNG船裝貨以后,被業內稱為“沉睡的氫彈”,17萬立方米的液化天然氣同時爆炸,釋放的能量相當于32.3萬噸TNT烈性炸藥。數萬噸零下163℃的液態天然氣漂洋過海,安全完成幾千公里的長途運輸,對于LNG船的安全性要求極高。液貨艙一旦泄漏,將使船體鋼板脆裂,如果液化天然氣從裂縫漏出迅速汽化,頃刻就會爆炸。因此,LNG船的設計、制造絕對不能出錯。即便船舶已行駛到近海,為了保障碼頭和周邊居民的安全,也不允許其輕易靠岸。

              LNG運輸船“大鵬公主”號。圖片來源:吳天一

              目前,天然氣作為一種密度極低的氣體能源,只有兩種方法進行長距離運輸:管道輸氣和LNG船海上運輸。自1964年英國建造世界第一艘LNG運輸船以來,全球LNG運輸船行業不斷發展,截至2021年底,全球海上LNG船隊運力為50.51萬載重噸,LNG船舶數量上升至621艘,同比增長5.08%。2022年春天,俄烏沖突爆發導致管道運輸受阻,LNG船需求量迅速增長。

              對于中國來說,這不僅僅是一個船型訂單量的問題。LNG產業水平關系到天然氣等能源安全問題,已與國家戰略能源安全密不可分。此外,LNG產業在“雙碳”背景下不斷發展,可以有效適應我國的能源形式,調整地區能源結構,緩和能源供應緊張局面,改變燃料供應結構。

              其中,滬東中華是中國唯一一家具有大型LNG船建造實績的公司。2022年8月5日,由滬東中華承建的“中國海油(16.100, 0.00, 0.00%)中長期FOB資源配套液化天然氣運輸船項目”首制船在長興造船基地點火開工,標志著由中國自主研發設計、代表當今世界大型LNG運輸船領域最高技術水平的中國第五代“長恒系列”17.4萬立方米LNG運輸船,由設計藍圖“駛向”實船建造,成為中國在LNG船研發設計領域從跟跑、并跑到領跑進程中的重要里程碑。截至目前,滬東中華已經交付至少40艘大型LNG船。

              5年不到總訂單價值翻了10倍

              黃華兵所在的辦公樓,設施簡單,甚至有些陳舊。同樓層的一個房間里擺放著一張折疊床,“那是疫情期間留下的”。在2022年春天大上海保衛戰期間,為了保障生產,他和同事就在辦公室里睡覺,兩個月沒有回家。他沒有怨言,說工人們睡的只是狹窄的帳篷,以至于恢復生產后,大家都變得更加熱愛工作,因為終于能回到正常狀態了。

              滬東中華造船車間。

              疫情耽誤的進程必須加緊趕上,因為“生意”太好了。根據航運情報商VesselsValue提供的數據,2018年中國船廠斬獲了10筆LNG船訂單,總訂單價值為5.63億美元,但均為中小型LNG船舶。據央視報道,到了2022年,截至9月底,中國船企共承接了36艘大型LNG船,占全球27.7%,創造歷史最高水平,總訂單價超過60億。5年不到總訂單價值已翻了10倍。

              “我們今年(2022年)LNG船訂單爆發式增長,以前只占全球份額10%左右,韓國要占80%以上,開始時我們的差距是相當大的。”黃華兵說。

              中國和韓國船企2021年和2022年1-7月的訂單量。

              全球造船業的發展先后經歷過歐洲獨霸、日歐共治、日韓競爭、中韓“爭霸”等階段。目前韓國在LNG產業依然有很大優勢。韓國從上世紀70年代起開始大規模發展造船業,在2003年造船總量和接單總量兩大指標雙雙超過日本,成為世界第一大造船國。2008年金融危機后,日本逐漸被韓國甩到身后,淡出LNG市場。

              21世紀以來,中國造船業逐漸崛起,開始扮演“追趕者”角色,走上國際市場與韓國展開激烈競爭。

              其中最大的難點在于技術基礎。受其他國家技術壟斷的影響,LNG船制造困難重重,行業因此發展緩慢。1998年,滬東中華通過和法國公司GTT的接觸,第一次獲取了有關LNG船建造的知識,并形成了初步的技術儲備。2003年,廣東省上馬中國第一個LNG項目,滬東中華在全世界范圍內尋求合作伙伴,并與法國大西洋(3.380, 0.00, 0.00%)船廠展開了合作。

              直到2008年,中國才打破韓國、美國、日本等少數國家的壟斷,建造出第一艘14.7萬立方米薄膜型LNG船“大鵬昊”號并順利交付船東。

              2021年全球LNG船運力大小類型占比分布情況。

              雖然“大鵬昊”號取得了巨大的成功,但是滬東中華的技術人員仍然面臨挑戰。由于市場集中度高,LNG船技術發展速度極快,各種創新與專利層出不窮,船企稍有懈怠,就會被排除在主流市場之外。因此,在“大鵬昊”號交付之前的2007年,滬東中華就已經開始著手研發下一代LNG船。通過不斷與船東和船級社交換意見,滬東中華將日韓先進船型的性能參數作為自己的設計目標,并最終交付中國第一艘出口大型LNG船“巴布亞”號。

              為世界500強?松梨诠綥NG項目所建造的“巴布亞”號在艙容、能效方面可與同時期日韓建造的最先進船型相媲美。與“大鵬昊”號相比,其裝貨量增加了11.7%,燃油消耗降低了25%,在船舶能效設計指數(EEDI)標準尚未生效的2011年即全面滿足該指數的第一階段要求。更讓日韓船企難以忽視的是,該船型貨艙的疲勞壽命長達40年,能應對北大西洋最惡劣的海況,其貨艙的底部和側面進行過特殊加固處理,保養檢修周期長達60個月。

              得益于“研發一代,儲備一代”的經營設計理念,目前滬東中華最新的第五代LNG船型在性能上對比第二代“巴布亞”號又有了質的飛躍。第五代“長恒系列”LNG船,總長299米,型寬46.4米,型深26.25米。采用最新一代的雙艉鰭線型,搭載多項低碳節能技術,具有快速性能,在建造速度、綜合能耗、全球通用性、載貨能力、航線匹配性上都有質的飛躍。

              經過十幾年努力,目前滬東中華的LNG船性能更優化,能耗降低,液化天然氣蒸發率降低,這幾個重要的指標已經達到國際先進水平。建造周期也大幅縮短,在造船行業,時間就是金錢。對船東來說,由于巨大的資金壓力,會希望盡快投入、產出。

              距離韓國還有哪些差距?

              當下LNG船訂單火爆,使得中國LNG造船行業迎來加速發展的關鍵期。中韓差距正在快速縮小,一旦超過韓國,中國將成為全球第一大LNG造船國。

              但是黃華兵認為,在行業繁榮、訂單量暴漲的背后,仍需正視差距。首先是船舶配套方面,由于以前中國占的份額少,船上很多設備材料都需要進口,而韓國國內的配套企業比較齊全,設備配套的及時性、準確性和費用都有優勢;其次是造船模式,“韓國先建立分廠,將船的各個部分同時生產,再運輸到總廠,像積木一樣統一裝配。這樣做顯著提升了效率。”他說,“目前滬東中華的建造周期已經從48個月縮短至20個月,但相較于韓國的18個月仍有差距。”

              滬東中華造船基地的工人。圖片來源:吳天一

              那么,作為制造業大國的中國優勢在哪里?相較于韓國來說,中國規模龐大、門類齊全的工業基礎以及市場空間,能夠為造船廠提供更大的生存和發展空間。

              “國內各企業組織之間的合作,是我們趕超韓國的基礎之一。”黃華兵說。比如,此前滬東中華牽頭,寶鋼特鋼有限公司和中國船級社等單位合作,研發出了國產LNG船用殷瓦合金。此外,在申能(集團)有限公司的幫助下,LNG船交船之前的氣體試航,裝載液化天然氣進行天然氣燃燒實驗,可以就近在上海的洋山氣站順利完成,節省了大量的時間、資源。

              支撐中國LNG造船業發展的還有更廣泛的市場背景。黃華兵表示,中國國內經濟社會的發展,對能源的需求,特別是天然氣的需求大幅增加,國內能源公司會優先考慮國內造船廠。

              而對于國際上特別是歐洲的影響,黃華兵認為既是機遇也是挑戰。滬東中華的LNG船上有相當多的材料和設備供應商來自歐洲,疫情以及供應鏈的影響可能會對重要設備、重要材料的按期供應帶來難度。但解決這個問題的根本是把這些設備進行國產化,打造國產供應鏈是接下來發展的一個重點。

              智能造船進行到哪一步了?

              “智能”,則是上海布局船舶海工產業指導思想的另一個關鍵詞。

              黃華兵表示,目前他所管理的LNG船制造基地還沒有普及以VR(虛擬現實)為代表的、構建工業元宇宙等未來場景的技術,但他重點強調了目前正在使用的智能生產管理系統,“滬東中華已自主研發了3D船舶設計軟件、生產管理系統,將打造信息化工廠,并實現數字化管理。”

              滬東中華旗下的上海東欣軟件工程有限公司已正式上線發布自主研發的中國首款船舶產品三維設計軟件HDSPD6.0教育版,這款軟件的意義在于打破了國外軟件在船舶三維CAD軟件領域的壟斷。東欣公司還聯合滬東中華制造二部成立項目組,對分段物流進行調研,構建智能管控系統。黃華兵表示,智能生產管理系統能夠把所有生產要素、生產進度統一錄入,反饋指導整個生產進程。

              黃華兵還提到,用于焊接的數字化電網工作站也已經投入使用。之前,中國船舶集團旗下第十一研究所與滬東中華、江南造船組成聯合專項研發團隊,通過法國GTT公司的認證,打破了國外對MARK III型LNG液貨圍護系統波紋板全位置自動焊接裝備長期的技術壟斷。

              滬東中華的焊接機器人。

              滬東中華計劃從2023年開始搬遷到新址,將在長興島建造一座信息化工廠,所有的生產設施、設備、物流管理將進入同一套管理系統,實現數字化管理。

              “我們國家發展到現在,人口紅利已經在減少,信息智能化造船是我們需要聚焦的重點。”黃華兵表示,“待數字化系統建立成功,管理效率、生產效率以及人工勞動強度等方面都將取得進步。”

              對于船舶裝備的智能化,上海船舶產業希望突破智能船舶總體設計、復雜系統重構、虛擬仿真測試等關鍵技術,推進有條件自主感知系統、船舶綜合決策與控制系統、綜合導航系統、岸基遠程管理系統、智能機艙設備的研發,大力推動北斗定位導航、寬帶衛星通信的遠洋航行應用,實現典型船舶的自主靠離泊和自主航行。

              從LNG船到LNG產業,不止于造船

              滬東中華是目前行業內唯一能同時建造NO.96和MARK III兩種薄膜型燃料艙的船企,多次創造單艙單層首次報驗零漏點的優良業績,建造工藝技術已達世界頂尖水平。而現在,這家企業的目光已不止于船舶本身。

              中國2021-2022年LNG消費量及同比。

              2022年10月28日,滬東中華承擔核心建造任務的中國首座陸上液化天然氣(LNG)薄膜罐項目——華港燃氣集團河北河間LNG調峰儲備庫工程正式竣工投產,標志著中國LNG全產業鏈進程中取得重大突破,全面開啟從海上到陸地的征程。

              河間LNG調峰儲備庫的建成是中國LNG存儲裝備產業發展歷程中一座里程碑,不僅將進一步優化京津冀地區天然氣儲備整體布局,保障河間、任丘及周邊80萬戶城鎮居民的生活和取暖用氣,還將促進大型LNG薄膜儲罐技術在中國的推廣,對加快薄膜罐設備、材料國產化進程和推動LNG全產業鏈的發展,具有示范和引領效應。

              LNG薄膜型儲罐是一種新型儲罐,目前全球已有近百座陸地LNG薄膜罐建成。但對中國而言,陸膜技術的應用仍是一片空白。較之常見的9%鎳鋼全容儲罐,薄膜罐設計更為緊湊,在提升安全穩定性、增大有效罐容、延長使用壽命、縮短建造周期以及實現節能降耗等方面具有不可比擬的技術和經濟優勢。因此,憑借諸多優勢,市場前景被看好,河間LNG薄膜型儲罐的建成打破了中國全容儲罐類型單一的現狀。

              此外,上海LNG站線擴建項目2022年11月20日在洋山深水港正式啟動。該項目將新建1座15萬噸級的LNG船舶專用泊位,最大可靠泊載運26.6萬立方米的LNG船舶;同時將新建10座22萬立方米以上的LNG儲罐及配套附屬設施,建成后洋山LNG碼頭的液態存儲能力將達到309.5萬立方米,是現有儲罐容量的近3.5倍。

              據了解,洋山LNG一期工程現有5座LNG儲罐,液態存儲能力為89.5萬立方米,可儲備5.4億立方米天然氣,最大外輸供氣能力214萬立方米/小時,年供應量已占上海天然氣需求量的50%以上,高峰供應量達80%,是上海天然氣應急調峰和安全保供的“生命線”。

              2021年起中國LNG工廠產量變化。

              黃華兵表示,LNG產業的未來不僅聚焦于船,還將嘗試解決海陸兩棲供氣問題。隨著陸地資源的緊缺,未來LNG船不僅會承擔運氣的職責,在開采、發電等領域也將提供一站式解決方案。

              至于船舶本身,滬東中華將進一步加快LNG船大型化發展,目前已經成功研發27萬方的LNG船,裝氣量顯著提升。

              不只是LNG船,吳棟林表示,未來要加速從“造船大國”到“造船強國”的步伐,打造一批主要技術指標達到國際先進水平的標準化、系列化精品船型和品牌船型,全面凸顯大國重器裝備的“上海制造”品牌。

              作為在上海船舶行業工作二十幾年的造船老兵,黃華兵親身見證了這些年的變化。“只有國家發展,某個行業才會得到發展?恳粋船廠單打獨斗難度很大,LNG船的造船實力飛躍是國家整體經濟實力的體現。”他說。

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