DNV GL:赫伯罗特Sajir轮改造“脱胎换骨”
2019-08-12 22:17 | DNVGL船级社 船级社
赫伯罗特里程碑式的Sajir轮改造项目为集装箱航运使用LNG作为替代燃料铺平了道路。在此之前,还从未有如此尺寸的集装箱船采用LNG动力。DNV GL有幸参与。
从数量上看,集装箱航运和液化天然气(LNG)存在着某种矛盾的关系:订造、准备改造或已经投入运营的LNG动力集装箱船的总数达到了93艘,超过了其他任何船型。但如果仅从LNG动力海船的数量来看,集装箱航运却大大落后了。
热衷于机遇
对于赫伯罗特船队管理董事总经理Richard von Berlepsch船长来说,投资LNG与情怀无关,而是一种优良的企业家品质。在他看来,LNG是少数几项能让航运变得更为环保的技术之一,必须加以运用。“向我们这样的大公司,必须对所有技术创意和创新持开放态度”,von Berlepsch在赫伯罗特位于Ballindamm的总部接受MARITIME IMPACT访谈时表示。尽管行业快速变化的技术会让某些人产生担忧,但好公司要做的是保持开放态度并在选择正确的投资时机,他表示,“我对机遇的热衷程度胜过风险。”
Von Berlepsch的积极论调是有底气的。赫伯罗特投入了3000万美元——约占其2019年第一季度利润的四分之一——把旗下最大的船舶之一, 1.5万标箱的“Sajir”从2020年5月起交付给一家上海船厂,撤出航线的时间超过3个月,导致该公司以及另外四家亚洲联盟合作伙伴不得不通过其他服务,来平衡运量巨大的东西航线上出现的运力亏空。但这是值得的,上海华润大东船务工程有限公司将把Sajir轮目前使用的传统燃机改造为双燃料系统,让这艘5年船龄的船舶可以采用LNG动力,低硫油作为备用。计划作业中,包括安装经DNV GL审批的储气系统,大约需要占用290个集装箱的空间。
“许多人并没有意识到,这并不是简单地安装新过滤器;从技术上讲,我们完全是脱胎换骨”,Berlepsch指出,“这甚至可以与蒸汽机船代替帆船的时刻相提并论”。这项改造需要中国船厂事先耗费数月时间开展前期钢结构预制工作,当Sajir轮回归亚洲经苏伊士运河至欧洲的航线后,将减少二氧化碳排放约20%,减少硫氧化物和微颗粒排放90%以上。
这项改造工程无论对于赫伯罗特还是其项目合作方DNV GL以及燃机制造商MAN都是一次创举:之前从未有如此尺寸的集装箱船改用LNG动力。有航运业未来数年间将面临更为严苛的排放规则,赫伯罗特的试水很可能为将来的类似改造铺平道路。
薄膜液舱提供了最高效的燃料空间利用方式。
眼光要长远
尽管当IMO 2020年全球排放限制生效时,LNG的价格可能低于低硫燃油价格,但批评者认为改造成本超过了新造船的费用,在商业案例上缺乏吸引力。但von Berlepsch对此并不在意:“如果我们只关注经济性,就不会有这个试点项目,在这种情况下赚钱不是最重要的”。赫伯罗特希望Sajir轮的改造成本能在四到七年内收回。此外,相比传统推进系统,LNG燃料舱及必要设施需要更多的空间,但这也不会动摇von Berlepsch的计划。他认为:“眼光要更长远些”。
在DNV GL环境技术高级咨询师Martin Wold看来,以赫伯罗特为基础的试点项目并不能反映LNG行业的全貌。“赫伯罗特,包括阿拉伯轮船以及其他一些公司,在具体开展LNG设备设计方面确实做得非常不错”,他认为。双燃料燃机、锅炉以及支持重型LNG液舱的高规格钢材都在这些行业先驱的计划里。“但从另一方面看,有的公司几乎没有针对LNG做什么准备,对于船上哪里可以安装LNG液舱及设备只有一个囫囵的概念。”
根据DNV GL“替代燃料洞察”数据库显示,2019年所有船型的LNG动力船舶订单都呈现出积极态势,第一季度订单量净增22艘,其中大多数为大型海船。LNG船舶总量突破了300艘大关,约一半船舶已经投入运营,其余尚在建造中。目前,海上航行的LNG动力船舶中,约40%在DNV GL入级,该船级社也成为这一领域的全球领先者。
天然气在冷却至零下162摄氏度后变成液体,体积只有原先气体的一小部分,因此可在横跨大洋时作为燃料。Sajir轮的薄膜液舱能容纳6700立方米天然气,意味着每个往返航次只需两次加气。“一次在亚洲、一次在欧洲或者两次都在途中加注”,von Berlepsch解释。
放眼欧洲,供应侧的情况各有不同。像法国、英国、荷兰、波兰和立陶宛这样的国家已经在运营进口码头设施,而欧洲最大的经济体德国仍处于规划阶段,德国政府希望至少建造两个码头。首批适合如Sajir轮这样大型商船的大规模LNG加注船有望在2020年中投入运营,von Berlepsch说,“有了跟我们一样大的液舱,你就不用再使用槽罐车加注。”
尽管LNG贸易不断拓展,但考虑到市场的分散性以及历史上价格与油价关联性的弱化,天然气仍然不是一种全球大宗商品。“但随着大型LNG加注船的到来,这种局面可能有所改观”,von Berlepsch说,“只要大型加注船投入营运,船舶经营者就能自由选择加注地点,价格也将趋同。”
DNV GL在2014年确认Sajir为行业首例
Sajir轮是阿拉伯轮船公司(UASC)2014年投入的17艘带“LNG-ready”船级标识的船舶之一。当时,DNV GL确认了“LNG-ready”概念包括空舱和钢板强度均为业界首例,还为这批船颁发了CLEAN船级标识和能效证书。
之后在2017年,Sajir及其姐妹船成为了UASC与赫伯罗特公司“联姻”中的一笔重要“嫁妆”。通过合并,诞生了全球第五大集装箱班轮公司,von Berlepsch认为,如果Sajir轮的LNG系统获得成功并且能确保供应端的顺利运转,赫伯罗特有可能对这17艘船全部加以改造。
LNG先驱面临的技术挑战包括在合适的温度下将气体保存在绝热液舱中,即便船舶长期在港湾靠泊。由于闲置船舶需要的电力更少,液舱内的气压可能上升,并造成过量的蒸发气体,von Berlepsch介绍,“LNG动力船的应对措施完全不同”。这也是赫伯罗特船员在登上LNG动力船之前接受密集培训课程的原因。以Sajir轮为例,该船的配员全部为德国船员,并悬挂德国国旗。
LNG改造是减排的方式之一
对着IMO 2020年“限硫令”箭在弦上,赫伯罗特也测试和评估用于尾气清洁的脱硫器,首批在其235艘船舶中的10艘开展。每艘船的预计成本在700万到1000万美元之间。“一方面需要衡量一项技术的优缺点,另一方面需要安装并测试真实的数值”,von Berlepsch说。
赫伯罗特绝大多数船舶的平均船龄在8年,需要在未来数月中转换使用低硫燃油——这是一项战略决策,von Berlepsch指出,“我们坚信,陆上生产新的燃料类型是满足IMO 2020年限硫规则的最环保也是最佳的途径”。
然而,客户们必须认识到,赫伯罗特因此产生10亿美元的额外燃料费用需要分摊,共同承担成本压力将始于2020年,他指出,“我们不会到1月1日再匆忙上马”。相反,赫伯罗特旗下的船舶将从第四季度起转而使用低硫燃油,以满足IMO大限。赫伯罗特也实施了一项新的“船用燃料回收”(MFR)机制,其中包含了如船舶耗油、燃料类型和价格以及船上集装箱等参数。“对于所有涉及方面而言,MFR让燃料价格计算变得非常透明和公平”,von Berlepsch说。
与此同时,Richard von Berlepsch也相信,以沙特阿拉伯风景秀丽的牧业传统地区Sajir命名的这艘船舶,将不辱其名,并为赫伯罗特和整个行业带来“丰硕的”经验。“我们为地球做好事”,von Berlepsch说。毕竟,这也意味着优秀的企业家品质。
DNV GL的专家高级天然气技术专家Henning Pewe和集装箱船专家Marcus Ihms强调了此次开创性的液化天然气项目中面临的技术挑战,并解释了如何解决这些问题。
这个项目与其它改造项目有什么不同?
Henning Pewe: DNV GL曾经经历过不同的富有挑战性的船舶改装项目,如船舶延伸和加宽。然而,在这些情况下,发动机依然保持原样。汉堡的工程公司TECHNOLOG计划的Sajir轮改造是不同的。它影响到船舶的各个方面,包括许多机械工程问题和安全规则。这基本是重新设计。我在DNV GL25年来没有遇到过。
改造需要做哪些准备?
Marcus Ihms:在Sajir轮计划于2020年5月进入上海华润大东造船厂的几个月前,将开始建造6700立方米的薄膜液舱。与新造船不同,船和液舱不能在这里同时建造。准备工作包括把小的绝缘板粘到液舱表面,就像瓷砖粘在浴室地板上一样。“船在船厂待了三个月,时间并不够。一旦准备工作完成,Sajir轮进入码头,预制液舱结构将被提到船上并与船舶集成。
安装液舱需要考虑什么?
Henning Pewe:结构最初会相当摇晃。为了避免裂缝,工人必须非常小心和精确,直到液舱牢固焊接到船上。由于Sajir轮要使用最清洁的燃烧化石燃料,它还必须留出足够的空间。液化天然气液舱有一个双层壳体,需要空间进行布置管道和通风。现有的液舱仍位于上层建筑下方,因此使用液化天然气的船舶需要占用大约300至600标准箱的额外空间用于加气系统。
如何降低风险?
Henning Pewe:作为第一个处理大型液化天然气动力改造的项目,这意味着挑战。但对所有参与项目的合作伙伴能顺利完成这个项目我们充满信心。该项目得益于DNV GL在液化天然气作为船舶燃料和液化天然气运输船方面的广泛经验。在过去的几年里,我们的独立研究为气体燃料船舶的国际监管框架的发展做出了贡献,包括国际海事组织的安全守则。我们的指南为行业奠定了基础。然而,到目前为止,DNV GL的专家们在Sajir轮改造项目中投入的大约两年的工作是引人注目的。这是一个针对所有相关人员的指导性项目。
成为LNG Ready的步骤是什么?
1燃料决策支持
2 概念审查
3 原则性审批
4风险评估
5 船级认可