隨著全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)的日益關(guān)注和減少溫室氣體排放的壓力增加，綠色航運(yùn)勢(shì)在必行，這也意味著無(wú)論市場(chǎng)如何變化，各種替代燃料船舶訂單將會(huì)越來(lái)越多，并成為未來(lái)新造船市場(chǎng)的大趨勢(shì)。當(dāng)前，甲醇燃料動(dòng)力船舶產(chǎn)業(yè)正迎來(lái)前所未有的發(fā)展機(jī)遇，從市場(chǎng)需求、技術(shù)準(zhǔn)備、配套供應(yīng)到燃料供給，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈正呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢(shì)。

市場(chǎng)需求持續(xù)火熱

全球航運(yùn)業(yè)對(duì)清潔能源的需求不斷增長(zhǎng)，推動(dòng)了甲醇燃料動(dòng)力船舶市場(chǎng)的迅速發(fā)展。

從在營(yíng)運(yùn)船舶來(lái)看，甲醇燃料動(dòng)力船舶經(jīng)過(guò)多年商業(yè)化應(yīng)用考驗(yàn)，具備市場(chǎng)化發(fā)展能力。根據(jù)克拉克森數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止2024年3月底，全球共有31艘甲醇動(dòng)力船舶運(yùn)營(yíng)。全球在運(yùn)營(yíng)甲醇燃料動(dòng)力船舶中，有2艘是使用瓦錫蘭四沖程甲醇燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，其中“StenaGermanica”號(hào)在2015年改裝了一臺(tái)首創(chuàng)的使用甲醇燃料的瓦錫蘭四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，可以使用甲醇或者傳統(tǒng)的船用燃料，該船是全球首艘使用甲醇作為船用燃料的船舶，另一艘為改裝的四沖程甲醇動(dòng)力引航船。其余29艘船舶均為安裝MAN ES二沖程甲醇燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的新造船，3艘采用S50ME-B9.3-LGI機(jī)型，23艘采用G50ME-LGIM機(jī)型，1艘采用S50ME-LGIM機(jī)型，2艘采用G95ME-LGIM機(jī)型。MAN ES自從2016年推出MAN B&W ME LGIM甲醇燃料低速機(jī)，8年時(shí)間獲得眾多船東青睞，前期主要集中在甲醇運(yùn)輸船市場(chǎng)，后期逐步轉(zhuǎn)向化學(xué)品船和集裝箱船市場(chǎng)。MAN ES在當(dāng)前全球營(yíng)運(yùn)的甲醇燃料動(dòng)力船舶市場(chǎng)中占據(jù)霸主地位，積累了豐富的實(shí)船經(jīng)驗(yàn)。

從新造船訂單來(lái)看，甲醇燃料動(dòng)力裝備市場(chǎng)需求大幅增加，眾多船東押寶甲醇燃料。2021年以來(lái)全球甲醇燃料動(dòng)力船舶訂單實(shí)現(xiàn)持續(xù)快速增長(zhǎng)，其中2021年23艘，2022年達(dá)到33艘，2023年共有155艘1177萬(wàn)總噸的甲醇燃料動(dòng)力船，約占總訂單量的13%，相較2022年實(shí)現(xiàn)訂單翻兩番，欲與LNG燃料動(dòng)力“平分秋色”。從2023年新簽訂單來(lái)看，其中146艘為二沖程甲醇燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，MAN ES主機(jī)占據(jù)了93%的市場(chǎng)份額，在此之前全球新造船舶二沖程甲醇燃料發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)均被MAN ES所壟斷。2023年3月，WinGD接獲中遠(yuǎn)海運(yùn)4艘16000TEU集裝箱船的10X92DF-M甲醇燃料發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)合同，成為WinGD全球首個(gè)甲醇燃料發(fā)動(dòng)機(jī)訂單，也就此打破MAN ES的壟斷地位。在2023年11月，WinGD又獲揚(yáng)子江船業(yè)6艘甲醇雙燃料9000TEU集裝箱船X82DF-M發(fā)動(dòng)機(jī)訂 單，WinGD甲醇燃料發(fā)動(dòng)機(jī)訂單由此進(jìn)入了82缸徑規(guī)格，具備92缸徑和82缸徑甲醇燃料發(fā)動(dòng)機(jī)接單實(shí)績(jī)。

技術(shù)準(zhǔn)備基本成熟

從甲醇燃料動(dòng)力船舶市場(chǎng)來(lái)看，經(jīng)過(guò)近10年來(lái)各大發(fā)動(dòng)機(jī)廠商的不斷努力，船用甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了從無(wú)到有，從單一技術(shù)路線到多種技術(shù)路線并行的飛躍，甲醇燃料動(dòng)力船舶技術(shù)方案已基本成熟。二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，目前僅有MAN ES和WinGD兩家發(fā)動(dòng)機(jī)廠商具備甲醇燃料發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)接單能力。

MAN ES早在2012年推出適用于甲醇、乙醇等低閃點(diǎn)液體燃料的ME-LGI低速機(jī)，成為全球唯一甲醇燃料低速機(jī)供貨商，并在2013年接獲2艘甲醇運(yùn)輸船訂單。

MAN ES在2016年又研究推出ME-LGIM發(fā)動(dòng)機(jī)并投入使用，該機(jī)型累計(jì)接單超過(guò)200艘，其中27艘已交付運(yùn)營(yíng)，運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)超過(guò)十萬(wàn)小時(shí)(其中僅靠甲醇燃料累計(jì)運(yùn)行達(dá)到6萬(wàn)小時(shí))，MAN B&W ME LGIM成為久經(jīng)考驗(yàn)的甲醇燃料動(dòng)力船舶市場(chǎng)絕對(duì)霸主。ME-LGIM發(fā)動(dòng)機(jī)的推出起初主要是針對(duì)甲醇運(yùn)輸船，但市場(chǎng)對(duì)在非甲醇運(yùn)輸船上安裝ME-LGIM發(fā)動(dòng)機(jī)越來(lái)越感興趣，尤其是針對(duì)商業(yè)油輪、大型集裝箱運(yùn)輸船等，馬士基、達(dá)飛、中遠(yuǎn)海運(yùn)等船東紛紛押寶甲醇燃料動(dòng)力集裝箱船。因此，從MAN ES甲醇燃料發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展路徑來(lái)看，MAN ES以ME-LGI低閃點(diǎn)液體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)型為基礎(chǔ)，采用雙壁概念，以氣態(tài)燃料運(yùn)行，主要面向甲醇運(yùn)輸船市場(chǎng)，開(kāi)發(fā)了甲醇燃料ME-LGIM二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，并以500mm中缸徑機(jī)型為主，之后隨著市場(chǎng)需求向大型集裝箱船市場(chǎng)轉(zhuǎn)移，MAN ES先后推出了800mm、95mm等大缸徑甲醇燃料二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，并在甲醇燃料動(dòng)力集裝箱船市場(chǎng)獲得批量訂單。

MAN ES公司甲醇燃料MAN B&W ME-LGIM機(jī)型/MAN

WinGD甲醇燃料二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)發(fā)進(jìn)程滯后于MAN ES近10年，其在2022年關(guān)注到不斷增長(zhǎng)的集裝箱船航運(yùn)市場(chǎng)對(duì)綠色甲醇的興趣，開(kāi)始加速推進(jìn)甲醇燃料二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)發(fā)工作，與韓國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)制造商HSD Engine啟動(dòng)甲醇燃料二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)合開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。并在2023年先后實(shí)現(xiàn)了4臺(tái)X92DF-M發(fā)動(dòng)機(jī)和6臺(tái)X82DF-M發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)化接單。因此，從MAN ES甲醇燃料發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展路徑來(lái)看，WinGD以市場(chǎng)為導(dǎo)向，基于X-DF低壓奧托循環(huán)二沖程雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ)，采取專(zhuān)注于集裝箱船市場(chǎng)需求的大缸徑甲醇燃料發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)發(fā)策略，直接開(kāi)發(fā)WinGD發(fā)動(dòng)機(jī)系列中最大的幾個(gè)型號(hào)，即X92和X82，以適用于大型和超大型集裝箱船市場(chǎng)需求。

四沖程領(lǐng)域是目前國(guó)內(nèi)外發(fā)動(dòng)機(jī)廠商重點(diǎn)攻克的領(lǐng)域，雖然還沒(méi)有商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的案例，但在航運(yùn)業(yè)對(duì)甲醇燃料愈發(fā)關(guān)注的推動(dòng)下，瓦錫蘭和MAN ES均在四沖程甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域深耕多年。瓦錫蘭自2015年完成全球首個(gè)四臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)改裝船舶后，一直致力于甲醇燃料發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)工作，推出了瓦錫蘭32甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)，在2022年獲得首批甲醇燃料發(fā)動(dòng)機(jī)訂單，并在2023年推出了能夠使用甲醇燃料的瓦錫蘭20、瓦錫蘭31、瓦錫蘭46F和瓦錫蘭46TS發(fā)動(dòng)機(jī)。MAN ES也在四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域加速布局，其在2023年10月獲得MAN 21/31DF-M甲醇雙燃料中速發(fā)動(dòng)機(jī)訂單，計(jì)劃于2025年第一季度交付，此外MAN ES還計(jì)劃在2026年推出可使用甲醇的雙燃料版MAN 175D高速發(fā)動(dòng)機(jī)，MAN ES是全球唯一一家在低速機(jī)、中速機(jī)和高速機(jī)領(lǐng)域均進(jìn)行甲醇燃料布局的發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)。國(guó)內(nèi)船用四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)研制企業(yè)也緊隨其后，中船動(dòng)力集團(tuán)自主研制M320甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)完成原理認(rèn)可試驗(yàn)，河柴重工成功研制了國(guó)內(nèi)首臺(tái)船用純甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)，淄柴自主研發(fā)了國(guó)內(nèi)首款甲醇/柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

配套產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展

隨著甲醇燃料動(dòng)力船舶需求的增加，相關(guān)的配套供應(yīng)體系也在不斷完善和擴(kuò)大。甲醇燃料發(fā)動(dòng)機(jī)最主要的關(guān)鍵配套設(shè)備為甲醇燃料供給系統(tǒng)，甲醇燃料供給系統(tǒng)是為甲醇雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)提供持續(xù)穩(wěn)定燃料供給的關(guān)鍵設(shè)備，近年來(lái)成為眾多發(fā)動(dòng)機(jī)配套廠商的關(guān)注焦點(diǎn)。

發(fā)動(dòng)機(jī)廠商同步布局甲醇燃料發(fā)動(dòng)機(jī)和供給系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，這有助于發(fā)動(dòng)機(jī)廠商降低成本、提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。MAN ES在開(kāi)發(fā)甲醇燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的同時(shí)，同步為ME-LGI低速機(jī)開(kāi)發(fā)了配套的甲醇燃料噴射器(FBIV)，為ME-LGIM低速機(jī)開(kāi)發(fā)了配套的甲醇燃料噴射系統(tǒng)及FBIV-M噴射器，加速了MAN ES在全球甲醇燃料動(dòng)力市場(chǎng)的布局和競(jìng)爭(zhēng)力提升。WinGD也正在與阿法拉伐合作開(kāi)展WinGD甲醇燃料發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工作，由阿法拉伐為WinGD甲醇燃料發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品提供甲醇低閃點(diǎn)燃料供應(yīng)系統(tǒng)。

MAN ES公司ME-LGIM發(fā)動(dòng)機(jī)甲醇供給系統(tǒng)/MAN

配套廠商緊跟甲醇燃料動(dòng)力趨勢(shì)加速布局配套裝備研制。發(fā)動(dòng)機(jī)配套廠商與發(fā)動(dòng)機(jī)制造商緊密合作，共同開(kāi)發(fā)適用于甲醇燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)及相關(guān)控制系統(tǒng)。阿法拉伐作為全球領(lǐng)先的燃料供給系統(tǒng)供應(yīng)商，率先開(kāi)展甲醇燃料供給系統(tǒng)研發(fā)，較早的實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，與MAN ES和WinGD兩大發(fā)動(dòng)機(jī)制造商分別合作加快開(kāi)發(fā)替代燃料技術(shù)，創(chuàng)造了豐富的甲醇燃料供給系統(tǒng)訂單業(yè)績(jī)。國(guó)內(nèi)青島雙瑞等企業(yè)也關(guān)注到甲醇燃料供應(yīng)系統(tǒng)的未來(lái)前景，紛紛入局相關(guān)設(shè)備研制開(kāi)發(fā)，青島雙瑞發(fā)布GasLink船用甲醇燃料供應(yīng)系統(tǒng)，海德威自主研發(fā)海洋衛(wèi)士®甲醇燃料供給系統(tǒng)并獲得國(guó)內(nèi)首套甲醇系統(tǒng)實(shí)船訂單。

船廠把握船配市場(chǎng)需求搶先攻關(guān)甲醇燃料供給系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)。船廠在把握船配市場(chǎng)需求的過(guò)程中，對(duì)甲醇燃料供給系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的需求把握和攻關(guān)具有一定優(yōu)勢(shì)。例如，廣船國(guó)際海科院研發(fā)團(tuán)隊(duì)先后攻克了船舶甲醇燃料供給系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)、供給系統(tǒng)原理及工藝技術(shù)、基于多變量自適應(yīng)反饋控制技術(shù)等諸多技術(shù)難點(diǎn)，在2023年12月完成了國(guó)產(chǎn)首臺(tái)甲醇燃料供給系統(tǒng)的自主研制及調(diào)試，并簽訂10臺(tái)甲醇燃料供給系統(tǒng)采購(gòu)協(xié)議。

燃料供給尚需完善

燃料供給是甲醇燃料動(dòng)力船舶產(chǎn)業(yè)鏈中至關(guān)重要的一環(huán)。據(jù)預(yù)測(cè)，未來(lái)五年內(nèi)，全球甲醇市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到2000億美元，其中船舶用甲醇的需求將成為市場(chǎng)主要增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力。

目前全球有122個(gè)港口能提供作為船用燃料的甲醇，此外還有30多個(gè)生產(chǎn)基地正在籌劃中，總產(chǎn)能為300萬(wàn)噸綠色甲醇。據(jù)相關(guān)行業(yè)專(zhuān)家分析，為實(shí)現(xiàn)2030年的脫碳目標(biāo)，每年近半數(shù)新造船均應(yīng)采用替代燃料，據(jù)換算大約需要3000多萬(wàn)噸綠色甲醇。隨著甲醇燃料需求的增加，燃料供應(yīng)商正加大對(duì)甲醇燃料的生產(chǎn)和供應(yīng)力度，然而綠色甲醇的供不應(yīng)求或?qū)⒊蔀楹竭\(yùn)脫碳進(jìn)程的最大瓶頸。

當(dāng)前馬士基等國(guó)際船東正大力推廣綠色甲醇應(yīng)用，甲醇生產(chǎn)商也正在加大投資力度，擴(kuò)大產(chǎn)能，以滿足船舶行業(yè)對(duì)甲醇燃料的需求。國(guó)內(nèi)規(guī)劃的綠色甲醇項(xiàng)目數(shù)量多、產(chǎn)能大、投資高，但距離投產(chǎn)仍有一定時(shí)間。其中，中國(guó)氫能與青島能源所合作將在山東建成年產(chǎn)甲醇10萬(wàn)噸的生產(chǎn)線，計(jì)劃在2025年投產(chǎn)，且甲醇制備過(guò)程實(shí)現(xiàn)近零碳排放；2024年4月，全球首個(gè)船用甲醇燃料交易平臺(tái)落戶上海臨港，為綠色航運(yùn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)提供有效的工具來(lái)管理遠(yuǎn)期價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)并促進(jìn)綠色甲醇實(shí)物交易。國(guó)際方面，目前僅有OCI、Methanex等公司可提供綠色甲醇，產(chǎn)量有限，但全球眾多甲醇供應(yīng)商正加快產(chǎn)能布局。以歐洲為例，根據(jù)研究IHS Markit預(yù)計(jì)，歐洲的綠色甲醇產(chǎn)能增長(zhǎng)速度非常快，到2027年歐洲綠色甲醇產(chǎn)能有望達(dá)到約120萬(wàn)噸/年。但即便如此，仍然難以滿足快速增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，未來(lái)仍需進(jìn)一步完善全球綠色甲醇制備及供應(yīng)體系，以滿足全球甲醇燃料動(dòng)力船舶運(yùn)營(yíng)需求。

綜上所述，甲醇越來(lái)越被船東和運(yùn)營(yíng)商認(rèn)為是一種令人信服的替代燃料。甲醇燃料動(dòng)力船舶產(chǎn)業(yè)鏈正處于快速發(fā)展的階段，市場(chǎng)需求不斷增長(zhǎng)，技術(shù)準(zhǔn)備基本成熟，配套供應(yīng)體系不斷健全，燃料供給也在逐步完善。據(jù)預(yù)測(cè)，到2030年，全球甲醇動(dòng)力船舶市場(chǎng)規(guī)模有望超過(guò)100億美元。隨著全球?qū)Νh(huán)保的需求不斷增加，甲醇燃料動(dòng)力船舶產(chǎn)業(yè)有望迎來(lái)更加廣闊的發(fā)展前景。

作者：中國(guó)船舶集團(tuán)有限公司綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院  王立健 曾曉光

中船動(dòng)力（集團(tuán)）有限公司  秦寅