LNG用作燃料可顯著減少空氣污染物排放，而且碳含量比重質(zhì)燃料油(HFO)低30%，已被普遍視為一種合適且可行的過渡燃料，可為各類商船提供動力。尤其是在過去十年中，LNG加注基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展迅速，相關(guān)專業(yè)知識經(jīng)驗大量積累，使用LNG作為燃料的商船數(shù)量也在逐年增長。盡管LNG并不能為航運業(yè)實現(xiàn)零排放提供靈丹妙藥，但是隨著船東和運營商致力于滿足國際海事組織(IMO)溫室氣體(GHG)減排初步戰(zhàn)略的要求，加注LNG燃料將帶來巨大的益處。其價值在降低“最后一公里”交付成本方面體現(xiàn)得尤為明顯。

△ 貝仕集團(tuán)下一代LNG加注船配備了獲得專利的舷外托架護(hù)舷系統(tǒng)  圖源/貝仕集團(tuán)

超越燃料即時成本

隨著LNG加注需求不斷上漲(無論是在地理上還是在船隊能力方面)，所需的基礎(chǔ)設(shè)施也將隨之增長、演變。雖然往后LNG“槽車對船”加注活動仍將繼續(xù)存在，但通過LNG加注船(LBV)進(jìn)行的LNG海上交付方式最終將主導(dǎo)LNG動力商船的燃料供應(yīng)。LNG加注領(lǐng)域的開拓者已經(jīng)為目前正在服役的LNG加注和服務(wù)船舶做好了技術(shù)設(shè)計，鑒于這些船舶的安全記錄和運營能力，她們在可預(yù)見的未來仍將繼續(xù)運營。

然而，使用LNG槽車或當(dāng)前這一代LNG加注船為船舶供應(yīng)燃料會增加一種附加費用，即“最后一公里”交付成本，它們也必須被計入LNG燃料的“最終價格”。

這就是貝仕集團(tuán)(以下簡稱貝仕)作為一家LNG燃料船船東和運營商利用其在該領(lǐng)域的專業(yè)經(jīng)驗來設(shè)計下一代LNG加注船的原因，此類LNG加注船將滿足當(dāng)前和未來的需求并降低“最后一公里”的成本。

為了開發(fā)下一代LNG加注船，貝仕從頭開始設(shè)計繪圖，定義了理想的LNG加注船應(yīng)滿足的操作要求和相應(yīng)規(guī)范，摒棄了一切額外或不必要的裝置和繁瑣的操作。

在后續(xù)的開發(fā)過程中，貝仕又設(shè)計了多種方案，其主要設(shè)計特點包括：可與各類型船舶兼容使用的舷外托架系統(tǒng)，為LNG動力船進(jìn)入干船塢做準(zhǔn)備的除氣和驅(qū)氣設(shè)備，以及便于LNG加注船根據(jù)要求進(jìn)行定制的靈活設(shè)計選項。同時，該船也可由人數(shù)較少的船員團(tuán)隊操作，并仍可保證很高的安全水平。

以上所有設(shè)計旨在降低船東和運營商的資本支出(CAPEX)和運營支出(OPEX)，并最終為LNG燃料行業(yè)(包括LNG動力船)降低“最后一公里”成本。其中，“可適用于任何船型的創(chuàng)新舷外托架系統(tǒng)”便是降低運營支出的良好范例。

通常，在遠(yuǎn)洋LNG加注船上安裝護(hù)舷會花費一到兩個小時，而且需要有大量的甲板船員參與。而貝仕的LNG加注船摒棄了隔板浮筒的使用，無需手動轉(zhuǎn)移、部署和系泊一般比較重的充氣護(hù)舷。您只需輕松按下按鈕，大約五分鐘即可安裝完畢。此外，由于船舶之間的距離增加，系泊纜繩與干舷較高的客戶船舶之間會形成更加有利、不太陡峭的角度，從而實現(xiàn)更安全、輕松的系泊。

為各類船舶提供靈活性和把控力

貝仕的下一代LNG加注船旨在最大限度地提高與現(xiàn)有和已知的未來LNG動力船的兼容性，包括：

▣ 船體上有突出結(jié)構(gòu)的船舶，例如在配備了突出的救生艇、甲板結(jié)構(gòu)和陽臺的郵輪上常見的那類結(jié)構(gòu)。舷外托架和護(hù)舷系統(tǒng)就是一種解決方案，部署起來既安全又快速。

▣ 具有短且可用的平行主體的船舶，例如大型、高速、細(xì)長的集裝箱船，其加油口位于船舶前部或尾部。對于這種類型的船舶，貝仕的LNG加注船前部管匯將能夠進(jìn)入或伸至加油站。

▣ 干舷較高的船舶，例如VLCC、大型散貨船、大型集裝箱船、用作半潛式起重船的大型重吊船。貝仕LNG加注船配備長距離伸縮式起重機，可在水面上伸展超過40米，與所有已知和即將推出的LNG動力船都可兼容。

▣ 加油站位于低處的船舶，例如某些郵輪、滾裝船和某些集裝箱船。這類船舶加油口的位置可能低至水線以上三米處。這種情況會給具有大型、固定伸長的起重機的LNG加注船帶來挑戰(zhàn)。大型起重機依然可以兼容，但在將LNG輸送系統(tǒng)安全轉(zhuǎn)移到客戶的船上時，使用大型起重機通常會降低操作速度。而在貝仕的LNG加注船上，伸縮式起重機可以調(diào)整到所需的任何范圍。因此，LNG輸送系統(tǒng)(軟管、釋放接頭、快速接頭和釋放系統(tǒng))的操縱可以更快速、更順利、更準(zhǔn)確以及更安全地進(jìn)行。

▣ 燃料管匯位于船舶最前端或最后端的船舶。貝仕的LNG加注船的前部管匯將確保與這類船舶兼容，同時仍可保持安全的系泊模式。

▣ 裝卸臂通常位于水面以上14至16米處的大型LNG接收站。貝仕的LNG加注船可以配備高管匯結(jié)構(gòu)，使船舶與大型裝卸臂兼容。這在運營商屬于“先行者”的區(qū)域是相當(dāng)有優(yōu)勢的，這些區(qū)域中沒有其他裝載LNG加注船的方法可用。無論如何，即使LNG加注船一開始并沒有安裝高管匯，該船也已按照類似的要求準(zhǔn)備就緒，例如，船材尺寸、穩(wěn)性、管道布線、貫穿件等都已納入設(shè)計當(dāng)中。稍后可以在有限的改裝和隨之而來的停租時間內(nèi)安裝高管匯。

此外，貝仕還為新一代LNG加注船設(shè)計了一系列可選方案，因此可以根據(jù)不同的要求進(jìn)行定制。運營商可從以下選項中進(jìn)行選擇：

1.舷外托架VS普通橫濱型護(hù)舷系統(tǒng)；

2.有過冷器VS無過冷器；

3.有高管匯VS無高管匯；

4.有前部管匯VS無前部管匯；

5.有電池混動VS無電池混動；

6.304L貨艙(氨燃料就緒)VS 9%鎳鋼貨艙(僅限LNG)。

△ 貝仕集團(tuán)的下一代LNG加注船配備了獲得專利的舷外托架護(hù)舷系統(tǒng)(已部署)  圖源/貝仕集團(tuán)

降低總體運營支出和“最后一公里”成本

貝仕的新型LNG加注船在設(shè)計和制造時充分考慮了全體船員、工作空間和人機界面。例如，這適用于覆蓋了貨物管線、電纜和器械的箱艙甲板，不僅通過減少維護(hù)降低了運營成本，而且還能用作LNG輸送系統(tǒng)準(zhǔn)備和維護(hù)的工作甲板。此外，貝仕還推出了設(shè)計簡潔的系泊站，運行安全且易于維護(hù)。

應(yīng)用這種簡單明了的常識性設(shè)計可以減少操作和維護(hù)船舶所需的船員數(shù)量，進(jìn)而降低了運營支出和LNG燃料的“最后一公里”附加費。

貝仕在開發(fā)這款LNG加注船時還仔細(xì)地考慮了LNG動力船的干船塢要求。未來幾年預(yù)計將有更多LNG動力船舶進(jìn)入市場，而這反過來又會促進(jìn)需要維修和例行干船塢的LNG動力船舶數(shù)量的增長。

在大多數(shù)情況下，燃料氣罐在進(jìn)入維修現(xiàn)場或造船廠之前需要去除液體(具體情況視LNG動力船燃料氣罐的類型和/或所需的維修而定)，如果沒有進(jìn)行曝氣(除氣)，至少需要惰化處理。在某些情況下，LNG動力船還需要進(jìn)行計劃外的維修，通常是出于緊急的商業(yè)考慮，目的是避免停租。典型的例子就是被拖船造成硬鋼框架壓痕，或者是發(fā)生了停泊事故，需要開展小型到半大型高溫作業(yè)。

目前，LNG動力船和LNG加注船依賴于外部服務(wù)提供商來支持所有操作以調(diào)節(jié)冷卻、氣化的LNG儲罐，使之成為可以安全進(jìn)入維修現(xiàn)場或干船塢的溫暖、除過氣的儲罐。

此外，除緊急情況外，將CH4(甲烷)排放到大氣中的做法是不可接受的，并且將越來越不可接受，而且LNG動力船幾乎從未配備過船上裝置在除氣操作期間處理和燃燒CH4。不僅如此，LNG動力船也沒有配備大容量惰性氣體裝置來處理自身油箱或曝氣風(fēng)扇的惰化以進(jìn)行曝氣(最終的除氣)。

因此，如今的除氣作業(yè)非常繁瑣且耗時。LNG動力船或LNG加注船需要找到一個允許和可能進(jìn)行此類操作的泊位或碼頭。之后，如果這項操作使用的裝置完全由岸上提供，則需要大量不同的裝置，以及便攜式熱風(fēng)/GCU(氣體燃燒裝置)、丙烷罐、液氮罐和/或卡車、蒸發(fā)器、加熱器和低溫軟管。不要忘了，協(xié)調(diào)、授權(quán)許可和規(guī)劃還需要耗費大量時間。

正是在這種背景下，貝仕開始著手開發(fā)LNG儲罐調(diào)節(jié)系統(tǒng)，并將其納入貝仕的下一代LNG加注船設(shè)計當(dāng)中。

為干船塢提供智能調(diào)節(jié)解決方案

針對以上挑戰(zhàn)，貝仕提出了自己的解決方案，其關(guān)鍵特點包括 ：

▣ 通過高溫CH4在LNG加注船與LNG動力船之間循環(huán)實現(xiàn)高升溫能力。也就是說，從LNG動力船返回的冷蒸汽將被重新加熱并送回船上的儲罐。當(dāng)儲罐升溫和氣體膨脹時，它會在LNG加注船的高容量GCU中燃燒。

▣ 當(dāng)儲罐升溫時，LNG加注船會產(chǎn)生干燥的N2(氮氣)惰性氣體并將其輸送到LNG動力船的儲罐，然后返回N2含量越來越高的蒸汽。無論氮含量如何，這種蒸汽回流都能在LNG加注船的GCU中高效、可持續(xù)地燃燒。

▣ 當(dāng)儲罐充分惰化時，LNG加注船將通過向儲罐提供清潔干燥的空氣來進(jìn)行曝氣。

所有容量和操作流程均被設(shè)計成可達(dá)到高于環(huán)境的溫度，以實現(xiàn)最佳技術(shù)實踐和曝氣完成時儲罐的安全進(jìn)入。

對6700m3儲罐的最佳計算表明，貝仕的新型LNG加注船可在5到8天內(nèi)執(zhí)行這一套完整操作——從冷罐裝載CH4到儲罐除完氣、隨時可進(jìn)入或者獲得除氣證書可進(jìn)入維修現(xiàn)場的整個流程。

如果沒有LNG加注船調(diào)節(jié)系統(tǒng)的支持，同一儲罐的升溫操作通常需要20天。再加上惰化和曝氣，全面運營估計需要25至30天，如果偏離了合適的泊位，尋求岸上支持開展類似操作所需的時間會更長。

貝仕的調(diào)節(jié)系統(tǒng)減少了LNG動力船的停租期，并且避免了尋找合適的LNG接收站或泊位(在這些處所可以環(huán)保、安全地進(jìn)行上述操作)所耗費的時間和成本。

集成熟理念與全新功能于一體

LNG加注船每天都將開展多次系泊作業(yè)。為此，貝仕特別對高效安全的系泊站的設(shè)計進(jìn)行了投資，并將100多項Optimoor研究的經(jīng)驗和知識融入到了貝仕新船舶系泊站的設(shè)計之中。

因此，下一代LNG加注船配備了足夠多的系泊站和系泊卷筒，這些都不含其他可能會干擾安全和高效操作的甲板裝置和設(shè)備。

船首系泊站是半封閉的，絞盤位于另一塊甲板上，因此能夠免受惡劣天氣的影響，干凈且寬敞。

此外，系泊甲板和系泊站還融入了合理又貼心的設(shè)計特點，例如在操作期間系泊纜繩不會出現(xiàn)在視線內(nèi)。這樣既保障了操作安全，同時又將人員配備減少到最低限度而 不會有危險。

這些因素綜合起來使得貝仕的LNG加注船能夠與任何LNG動力船兼容，從而促進(jìn)了快速、安全和高效的系泊操作，這意味著每天可以交付更多燃料。

適應(yīng)未來的LNG燃料供應(yīng)船

貝仕的LNG加注船是根據(jù)《使用氣體或其他低閃點燃料船舶國際安全規(guī)則》(IGF)規(guī)則和其他IMO法規(guī)開發(fā)的。同時還需遵守新的和未來脫碳激勵規(guī)則及法規(guī)，包括IMO的CII(碳強度指標(biāo))和歐盟的Fit-For-55計劃。

船舶在應(yīng)對脫碳要求方面準(zhǔn)備得越充分，就越有可能維持其剩余價值。

設(shè)計中包含的可在未來進(jìn)行升級的措施包括：

▣ 電池混合動力解決方案可節(jié)省能源并減少碳排放，從而提供良好的初始EEDI和CII評級。

▣ 電池混合動力解決方案允許僅使用零碳排放的電池動力進(jìn)行常規(guī)LNG加注操作。此外，還可降低噪音污染，這在噪音可能影響燃料許可證申請的情況下非常重要。

▣ 船體的設(shè)計旨在提高噸英里效率。即使遠(yuǎn)洋航行通常不需要用到LNG加注船，該船也采用了細(xì)長而高效的船體設(shè)計，可以實現(xiàn)良好的EEDI和CII評級。

▣ 該船具有連接岸電的能力。電池混合動力解決方案與“綠色”岸電相結(jié)合，視操作模式而定，該船可以在很大程度上實現(xiàn)無碳排放。

▣ 該船基本設(shè)計甚至考慮了未來的氫動力改裝。如果所有操作都使用氫氣進(jìn)行，操作范圍將受到限制，但是加注一次H2運行兩到三天還是可行的。

總體而言，貝仕的下一代LNG加注船具有安全性、兼容性、生態(tài)可持續(xù)性、易于惰化和升溫以進(jìn)行維修和維護(hù)、資本支出和運營成本低等優(yōu)勢，是一種可擴展且面向未來的船舶設(shè)計，能夠滿足蓬勃發(fā)展的LNG動力船隊的需求。

作者：貝仕集團(tuán)全球LNG中心氣體解決方案專家  Johan Lillieskold