内河航运贯穿城市生活空间,直接关系到居民健康和生存环境,绿色水运成为公众的共同期待。从目前实践来看,航运业主要依靠船舶能效设计指数和船用发动机技术革命来减少排放。在高油价时期,LNG这种清洁能源成为船舶燃油的替代品,节能环保的内河LNG动力船应运而生。
但内河LNG动力船的“试水”并非一帆风顺。首先,船舶建造具有一定技术含量,建造成本较高;其次,LNG作动力燃料需额外附加成本,加气等基础设施不足,LNG动力船亦是无米之炊;第三,更重要的是,市场经济作用下,LNG动力船的经济神经未被挑动,船舶“气化”改造积极性不高,仅停留在示范阶段。
当下,油价低位运行已是常态,LNG价格倒挂不再,然而,推广LNG动力船在内河航行依旧有其环保方面的边际效益,这同时也是产业文明发展的更高诉求。在内河LNG动力船市场经济尚不能自我建立和完善的情况下,政府的财政补贴必不可少,培育出内河LNG动力船的市场“蛋糕”,才好共享“奶酪”。
全球减排与低碳发展趋势将航运业推向风口浪尖。中国航运业早在“十二五”初期的油价高企年代,便开始关注LNG这种替代能源。但时至今日,内河水运“气化”仍未形成规模。
内河水运“气化”未成规模
航运业作为全球贸易的重要组成部分,能够以较低成本完成货物的远距离运输。然而不可避免的是,运输中船用燃料在燃烧过程中会排放硫氧化物、氮氧化物、二氧化碳和颗粒物等污染物。为此,全球减排与低碳发展趋势将航运业推向风口浪尖。
因内河航运直接影响城市民生,出于成本和社会责任考虑,在油价高企的年代,中国航运业已开始关注以液化天然气(LNG)为代表的燃油能耗较低的绿色新能源,催生内河水运“气化”战略。早在“十二五”初期,该战略相关项目便已启动,但时至今日,内河水运“气化”仍未形成规模。
油气纠葛
中国内河水运资源丰富,形成了以长江、珠江、京杭运河、淮河、黑龙江和松辽水系为主体的内河水运格局,长江干线已成为世界上运量最大、运输最繁忙的通航河流。内河航运作为连接国际、国内市场及沿海、内地的运输纽带,在促进经济社会发展中发挥着无可替代的作用。在中国通航水域,船舶多以轻质柴油、船用柴油、重油为燃料,在航运业发展的同时,废气排放也带来了环境污染。
内河航运以LNG作船用燃料的思路诞生于高油价之时,彼时油价为8500元/吨,LNG价格则徘徊在6000元/吨。以航行在京杭运河的船舶为例,年均油耗50吨,以LNG能源65%的替代率计算,每年可节省成本8.13万元。此外,发动机的余热还可供船上日常生活使用,为LNG气化装置和船舶提供热源,大大提高能源的利用率。
2008年以来,非常规资源开采取得突破性进展,世界能源格局酝酿着重大变化。LNG能源如此客观的直接经济效益,加之符合节能减排、转型升级的发展方向,内河水运“气化”工程得到中国政府部门的高度重视,政府部门结合内河船型标准化,出台了一系列政策予以扶持和推广。但在市场经济作用下,油与气的价格“纠葛”不断,直接影响着船用LNG燃料经济性的发挥。
中国现行油气制度下,成品油与原油价格直接挂钩,2014年下半年以来,国际原油价格“断崖式”下跌,成品油价格亦第一时间作出同样反应。但LNG价格则不同,由于进口LNG均为长期合同,价格虽与国际原油价格联动,但灵敏性较弱且具有滞后因素,中国LNG市场的价格反应往往会滞后原油市场半年,甚至一年,如今LNG的价格优势已然不在。
LNG利润空间被挤压,内河水运“气化”进程受影响。在此背景下,1月13日,国家发改委进一步完善成品油价格机制,设置40美元/桶国内成品油“地板价”。根据相关规定,当国际市场油价低于40美元/桶时,汽柴油最高零售价格不再下调,国内成品油价格未调金额全部纳入风险准备金。
此外,目前加气站行业仅对民企试点开放,更早之前从现货市场购买的LNG需要从中国三大石油企业的沿海接收站接收,并租用其储库,不仅费用增加,还受接收站拥有者的销售价格约束。因此,在低油价趋势下,进口LNG价格仍居高不下,中国LNG到岸价格约为美国现货市场的2.6倍。加之LNG需求压缩,计价规则的不规范亦使LNG价格不透明。
示范不断
2011年1月,国务院颁布《关于加快长江等内河水运发展的意见》,将内河水运发展上升为国家战略,提出内河水运的发展目标,明确要求利用10年左右的时间,建成畅通、高效、平安、绿色的现代化内河水运体系。
新能源动力让内河航运更环保,在此之前,船舶相关企业便已开始进入船用LNG燃料研发领域。交通运输部水运科学研究院船舶运输技术研究中心副主任李清向《航运交易公报》记者介绍,2010—2012年,内河航运业首先开展了“油改气”试点,即对船舶的柴油机进行LNG动力改造,在试点过程中,一批双燃料混合动力船舶投入运营。但该阶段的试点工作并未收到显著成效,没有形成规模效应,以致在油价和航运业长期低迷下,船东改造船舶工作基本停滞。
近两年来,以上海地区为代表的纯LNG动力船成为新的“试点”。目前,长三角地区内河水运领域,从事LNG动力船运营的企业主要有绿色动力水上运输有限公司(绿色动力)和绿动水上运输有限公司(绿动水运)两家相似度很高的企业。公开资料显示,两家企业均探索“批量化”订造的模式分别定下200艘纯LNG动力船订单。目前,绿色动力投入55艘船舶运营;绿动水运完工交付2艘。
时间经历了一个“五年计划”,中国内河水运“气化”着实进展不顺。《航运交易公报》记者跟踪发现,内河LNG动力船市场的发展依旧停留在立项的“示范”阶段。从上海地区来看,上述两家内河LNG动力船运营企业订单交付时间一再延期,上海交通委相关人士也坦言到今年年底完成150艘内河LNG动力船的持有量仍需多方努力。
对此,业内人士认为,需客观认识内河水运“气化”进展问题。在水运行业应用LNG方面,交通运输部的原则非常明确,即“市场主导,政府引导”,充分发挥市场在资源配置中的作用。2010年开始的“油改气”试点和上海地区的LNG动力船项目均为商业嗅觉相对灵敏的民营企业主导,以期在内河绿色航运上有所突破,并获得政府支持。
关乎民生
李清向《航运交易公报》记者解释道,通常理解的节能减排,是因为节能所以实现了减排,但船用LNG的应用属于“不节能但减排”。根据《2006年IPCC国家温室气体清单指南》,柴油的CO2排放系数为3.1604 kg/kg,天然气为2.165kg/m3 ,按照等热值计算LNG比柴油可降低17.8%的CO2排放,即便按照1.3m3天然气替代,也会降低10.9%的CO2排放。
关于氮氧化物排放的降低,不同机型和技术方案有一定差别,但目前新造船舶采用的无论是纯气体机还是混燃式双燃料发动机,均可实现比柴油机有不同程度的降低。由于LNG不含硫和其他杂质,燃烧后没有硫氧化物和颗粒物的排放。客观来看,LNG是石油替代能源的最理想燃料,在船舶上应用是一种比较理想的减排措施。
近两年,在应对气候变化上,中国的主动意识更加明显。去年6月,中国公布《强化应对气候变化行动——中国国家自主贡献》,针对二氧化碳排放,承诺到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~45%;到2030年,二氧化碳排放达到峰值并争取尽早达峰,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降60%~65%。
与此同时,2016年《政府工作报告》明确,今年化学需氧量、氨氮排放量分别下降2%,二氧化硫、氮氧化物排放量分别下降3%,重点地区细颗粒物浓度继续下降。此外,国务院编制的《国民经济和社会发展第十三个五年规划(纲要)》也指出,未来5年将大力推进污染物达标排放和总量减排,重点区域、重点行业推进挥发性有机物排放总量控制,全国排放总量下降10%以上。
具体到航运领域,新修订的《大气污染防治法》规定,国务院交通运输主管部门可以在沿海海域划定船舶大气污染物排放控制区,进入排放控制区的船舶应当符合船舶相关排放要求;去年9月交通运输部印发《船舶与港口污染防治专项行动实施方案(2015—2020年)》,专项防治船舶港口污染,明确到2020年,珠三角、长三角、环渤海水域船舶硫氧化物、氮氧化物、颗粒物与2015年相比将分别下降65%、20%、30%。
尽管内河水运“气化”的直接经济效益不显著,但势必需承担以上一系列国家目标任务。从更切身角度看,内河航运关乎民生福祉,以LNG为主的清洁能源替代船用燃料产生的环保边际效益不可小觑。而民生事业,更是百年之计。
LNG动力船产业发展的障碍主要有:LNG经济性下降;加注系统不完善;全产业链商业模式不成熟。
LNG动力船纠结前行
尽管LNG动力船一直是推进内河绿色航运发展的热点,但其应用和推广步履蹒跚,市场尚未形成规模效应。
LNG动力船产业发展的障碍不仅包括加注基础设施建设滞后,商业运作模式不成熟也是主因之一。前期项目不能盈利,LNG动力船工程的良性运转就无法形成。然而,只有可期的规模效应才能吸引更多的资金进入LNG动力船产业,进而推动产业发展。
星星之火
交通运输部水运科学研究院不完全统计数据显示,截至目前,中国内河现有LNG动力船99艘(新建62艘,改建37艘);在建近500艘。分区域看,新建船舶中以上海地区数量最多,湖北、山东、安徽各2艘,江苏6艘。通过示范船技术方案评估的船舶数量达1495艘,通过技术认定的船舶62艘。按照目前内河LNG动力船建造实践,建造之前,需先通过船舶技术方案评估和技术认定。
内河LNG动力船主要为1000~3000吨级散货船,航行在长江中下游水域及浙江水网地区。LNG动力船起步于欧洲,但截至目前欧洲也不足100艘,中国的发展仍呈星火之状。
不同于欧洲内河LNG动力船的发展,中国最早在内河船使用LNG作为动力的尝试来自商业嗅觉相对灵敏的民营能源企业。这些企业拿出资金对船东的内河船进行LNG动力改造,又恰逢国家深入推进节能减排,得到一定的政府补贴。当柴油与LNG的价格差达到2500元/吨时,使用LNG可为船东节约30%的燃料成本,按照当时30万~40万元的改造成本,即便没有政府补贴,3~4年也可通过燃料价格差收回改造成本,之后便可通过销售LNG获得利润。但伴随国家对LNG动力船标准规范的提高,改造费用增加到100万元以上,同时柴油与LNG价格差越来越小,当投资回收期超过8年,船东基本不会再考虑使用LNG做燃料。
此外,在实际操作中,目前内河船用油价格比0号柴油价格还低,因内河航运市场会选择调和油作船用燃料,可使燃油成本每吨再下降30%~40%,由此,LNG燃料更失去吸引力。
今年以来,中国LNG价格整体呈现下降趋势,根据安迅思咨询公司提供的数据,年初,LNG价格为4000元/吨;5月份降至约3000元/吨;8月份有所上扬,徘徊在3300元/吨。近日,英国《金融时报》报道称,美国开始向能源丰富的中东地区出口LNG,LNG贸易流向转变,能源市场迎来大变革,LNG价格下行周期可期。
等米下炊
LNG动力船市场的发展前景和节能减排的客观要求,令业内不少企业跃跃欲试。除LNG经济性不再明显外,由于政策因素及市场原因,加注站建设缓慢反过来又制约了LNG动力船的推广。
据交通运输部水运科学研究院不完全统计,目前全国已建成主体完工的加注站13个,在建的约20个。其中,长江干线已建成4个——重庆、宜昌、南京、芜湖各1个,在建的近10个;西江干线上梧州建成1个;京杭运河沿岸建成9个——徐州2个、宿迁3个、淮安3个、常州1个,在建10余个。目前,LNG水上加注站仅有中国首个位于南京的“海港星01”号在试运营。
相对水上加油站,水上LNG加注站安全风险更高,各部门在审批时比较谨慎,各地建设审批流程不一,尤其京杭运河的岸基式加注站建在堤坝内,防洪审批很难通过。同时,LNG加注站岸线资源紧张,在水上服务区能够新增LNG加注站的空间不多。此外,由于安全监管因素,内河LNG运输尚未放开,导致对水上LNG加注站进行补液无法实施,与陆域相连的LNG加注站目前主要是通过槽车进行补液,这不是长久之计。从经济性上来看,趸船式LNG加注站的建设成本约在4500万左右,是普通趸船式加油站的4倍,经济性较差,加之当前的LNG动力船数量较少,LNG加注站亏损严重,已投入运营的年亏损均在100万元以上。
此外,上海市交通委人士向《航运交易公报》记者表示,国家关于LNG加注站建设标准的相关规定迟迟未能出台,地方推广缺少标准支撑。目前来看,加注趸船标准规范已有,但加注码头的建设规范还未出台,预计下半年将发布。《中国水运报》也曾报道,由于缺少加注站,加之LNG价格与油价相差无几,江苏宿迁和武汉地区的LNG动力船将燃气船又改成燃油船。一边是大力提倡LNG动力船建造,一边却是运营困难重重,究其原因无非“无米下炊”。
对LNG动力船而言,前期项目并未实现盈利,市场化运作模式也不成熟,造价又较普通货船高出30%以上,在当前内河运输市场长期呈现运力过剩、货源较少、运价和行业门槛较低的常态下,造价和运营成本相对较高的LNG动力船很难在市场上与普通船舶竞争。
对此,交通运输部水运科学研究院船舶运输技术研究中心副主任李清认为, 内河LNG动力船市场不景气与经济社会大环境有关,但LNG作为清洁燃料是大势所趋。市场培育期存在的各种困难是新生事物发展中遇到的正常情况。对产业发展而言,需要创新发展模式,将船用LNG设备厂商、金融机构、船东、港口企业、能源企业团结起来,协作共赢,系统性降低成本,形成规模化产业链,共同培育这个新兴市场。
预期2021年市场成熟后,LNG与价格相当的高品质燃油将共同成为船舶燃料,大型能源企业和小型民企分割市场,竞争格局趋于平衡,形成相对固定的供气市场格局,产业链条上的航运企业、船用设备生产厂商、科技研发单位等相关各方和谐共生。
补贴扶持
作为国计民生的重要项目,近年来,国家政策体系和标准规范体系逐渐完善,正在稳步有序引导市场发展。
2013年,《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》发布。随之,2014年,财政部和交通运输部共同印发《内河船型标准化补贴资金管理办法》(《办法》)的通知。《办法》规定,对于符合条件的新建LNG动力示范船舶,按照建造时间和主机总功率不同,给予不同力度的资金补贴,补贴额度在单船63万~140万元不等。
今年,财政部发布《船舶报废拆解和船型标准化补助资金管理办法》的补充通知(《补充通知》),延长船舶报废拆解和船型标准化补助资金用于内河船拆解、改造和新建示范船的补助时间,补助期间为2016年1月1日—2017年12月31日;新建内河示范船确已开工但在2017年12月31日前未完成船舶建造的,经核查后,清算日可延长至2018年12月31日;补助标准也相对有所调整。
对此,业内人士认为,将新建LNG动力船的补贴政策调整为对采用动力系统更新方式的船舶进行补贴,这也贴合国家的“供给侧结构性改革”,对淘汰内河低等船舶,化解过剩产能有一定引导。
安全监管是内河LNG动力船产业发展不可忽视的重要环节。目前国家发布《船舶与港口污染防治专项行动方案》,对污染物排放限制、配套加注设备和水运LNG应用标准均提出要求。此前,环境保护部也向全社会公开征求《船舶发动机排气污染物排放限值和测量方法》意见,以填补中国船舶大气污染物排放标准的空白。对船舶发动机排气污染物进行排放限值,将是内河航运从源头减少污染的重要举措。
不同于其他立项的示范项目是以造船企业和油气能源企业为推动主体,上海地区的内河LNG动力船市场是在保证货源的基础上,贯通上下游,参与到船用LNG供应产业链之中。
“上海模式”会否成为撬动杠杆
2013 年,中国船舶二氧化硫排放量约占全国排放总量的8.4%,氮氧化物排放量占11.3%。受船舶污染影响最大的是港口城市,其次是江河沿岸城市。上海是中国最大的港口城市,承担着世界最多的集装箱吞吐量,作为中国经济最发达的城市,上海内河航运亦非常繁忙。
2005年,上海开启内河航道建设和整治工作,现已建成赵家沟、大芦线一期、杭申线、苏申外港线、黄浦江上游等高等级内河航道190余公里,打通了上海港到浙江北部、江苏南部的水上通道。按照总体规划,上海将建成“一环十射”高等级内河航道网。上海市2012年研究结果显示,船舶排放产生的二氧化硫、氮氧化物和细颗粒物分别占上海排放总量的12.4%、11.6%和5.6%。
节能降耗、低碳减排已经成为当今经济社会发展的主题。去年,上海市出台《绿色港口三年行动计划》,明确到明年年底,上海港港口生产作业单位吞吐量综合能耗较2010年下降7%,港口生产作业单位吞吐量碳排放较2010年下降9%,主要港区细颗粒物年平均浓度较2013年下降20%。
2014年,上海地区内河LNG动力船产业开始发展,目前已启动“批量化”规模建造LNG动力船工程,并以200艘纯LNG动力船持有量为今年目标。
上海模式
2014年9月,交通运输部发布《水运行业应用LNG首批试点示范项目名单》,部署7个试点项目、6个示范项目和3个典范区项目,今年年底完成。
不同于其他以造船企业和油气能源企业为推动主体立项的示范项目,上海地区的内河LNG动力船市场,以上海绿色动力水上运输有限公司(绿色动力)和绿动水上运输有限公司(绿动水运)两家企业为代表,利用绿色运输船舶从事上海建筑渣土等货物的内河运输发展而来。两家企业拥有货源,希望打通上下游,并全方位参与到船用LNG供应产业链之中。
绿色动力和绿动水运2014年成立之初,分别签下200艘LNG动力船建造订单,原计划于两年内投入运营, 目前LNG动力船建造有所延迟。从上海市交通委获悉,目前,上海内河LNG动力船持有量60艘,其中45艘办结营运手续。
从运营模式来看,绿色动力为上海当地一家民营上市船舶设计企业——上海佳豪船舶工程设计股份有限公司(上海佳豪,现更名为天海融合防务与能源技术股份有限公司)联合其全资子公司上海沃金天然气利用有限公司(沃金天然气)以及投资企业和建材企业各一家共同投资设立。
为发展LNG动力船产业,上海佳豪步步为营,最先收购沃金天然气,涉足并不熟悉的天然气分销市场,随后成立航运企业绿色动力,向旗下船舶设计企业订购内河LNG动力船,并在联营的造船厂建造船舶,布局内河LNG动力船设计、建造、运营“三位一体”产业。
年初,绿色动力与海宁市上运码头有限公司(上运码头)签订租赁协议,后者先期租用5艘600吨级LNG动力船投入内河水运试运营,主要在杭嘉湖水域从事散货运输。上运码头计划3年内(自今年起算)建造800~1000吨级LNG动力船,数量不少于50艘,航线将扩大到京杭运河及长江一带。
绿动水运则作为委托建造的船东直接参与200艘纯LNG动力船的经营和管理。继首制船交付后,在货源方面,绿动水运相继成立上海绿动土石方工程公司、上海绿动园林绿化公司以联通上下游,并提出打造从基础工程、陆运、码头、水运、回填到绿化的标准化的绿色渣土处置体系——“绿动模式”。
“上海市对建筑渣土和建设砂石料有环保运输的需求,市场容量未来每年将保持18%的增长,建造纯LNG动力船是大势所趋。这符合上海市政府关于推进节能减排、环境保护和生态建设,建立以低碳为特征的交通发展模式的内河航运规划要求。” 绿动水运总裁张卫国向《航运交易公报》记者表示。目前,内河运输市场仍以单向运输为主,绿动水运组建内河LNG动力船队后,还将参与共同搭建长三角区域内物流联盟,拓展多向物流运输。
对此,业内人士认为,这种基于货运需求的内河LNG动力船发展模式,或将成为产业发展的创新探索。据悉,绿动水运200艘纯LNG动力船为采用数字化模块技术和网格化生产管理方式“批量化”建造。该方式建造周期短,可实现船舶的批量化、标准化和规模化建造。
成本压力
油价下跌,LNG燃料价格成为最大的不稳定因素,内河LNG动力船建造和改造的动力大减。对于新建LNG动力船而言,尽管国家提供部分财政补贴,但仅占建造成本的约25%。同时,新造船价远高于船舶改造费用,成本压力也是“上海模式”能否得以推广的重要考量。
以绿动水运所探索的批量化造船为例,其内河LNG动力船包括700DWT、950DWT、1300DWT级三种船型,建造成本平均为400万元/艘,根据《内河船型标准化补贴资金管理办法》,绿动水运正在申请78万元/艘的财政补贴。如此,其LNG动力船的建造成本可降至322万元/艘。
绿动水运纯LNG动力船的主机采用潍柴动力股份有限公司的产品。该批船每艘配备两台155千瓦的发动机,耗气量为0.195Kg/Kw/h。标准状态下,1KgLNG≈1.33L柴油,取中间值1.2L计算,绿动水运船舶单位LNG消耗量为0.195Kg/Kw/h×155Kw/h×2≈ 60.45 Kg,相当于72.54L柴油消耗量。
理论上,按照LNG4.5元/Kg的价格,柴油价格在6~7元/L徘徊时,绿动水运船舶相较同等级发动机耗油船舶,可节省37.5%~46.4%的单位成本。但当前油价在5.3~5.5元/L的低位,其成本优势已大大降低。
矛盾丛生
上海市交通委数据显示,去年,上海港内河港口吞吐量达6833.64万吨。根据规划,“十三五”期间,上海将加快发展内河水运,这意味着将有更多船舶在上海及周边的内河水域航行。规划同时也提出,发展上海内河水运的长远目标是实现航道景观化、码头集约化、船舶标准化和管理信息化。这对航行在内河的船型标准提出了更高要求。
此外,《上海市2016年节能减排和应对气候变化重点工作安排》也规定,今年,上海市能源消费增量控制在300万吨标准煤以内,力争控制在280万吨标准煤;二氧化碳排放增量控制在645万吨以内,力争控制在600万吨;单位生产总值综合能耗、二氧化碳排放量同比分别下降3.5%、3.6%左右,二氧化硫、氮氧化物、化学需氧量、氨氮排放量同比分别下降5%、5%、2%、2%,细颗粒物浓度同比下降。
从氮氧化物减排来看,不同发动机机型和技术方案会产生一定的差别,但目前新造LNG动力船采用的无论是纯气体机还是混燃式双燃料发动机,均可实现比柴油机不同程度的降低。由于LNG不含硫和其他杂质,燃烧后将不会产生硫氧化物和颗粒物的排放。
为推动内河绿色航运发展,上海市开展船舶岸基供电试点工作。目前,吴淞口国际邮轮码头和洋山冠东集装箱码头岸电示范试点项目分别进入建设和测试阶段,开展港区LNG燃料替代,同时推进LNG加气设施建设。
据上海市航务管理处介绍,针对LNG动力船加注站瓶颈问题,目前,在上海市交通委支持下,通过第三方资质单位专项安全论证,采用的是撬罐临时工艺进行燃料加注。然而,临时加气点仅能解决“燃眉之急”。
对上海发展内河绿色航运而言,LNG动力船产业将发挥重要作用,但目前的情况是,没有经济利益的驱动,该项绿色工程面临巨大的推动压力。有业内人士建议,推广LNG动力船是否可借鉴新能源车的经济补贴方案,但同样不可忽视的是,在市场尚未成熟的情况下,产业多方的利益诉求不尽相同,财政补贴能否取得实效还是疑问。
在某种程度上,“上海模式”为推广内河LNG动力船提供了新的发展思路。如何利用并释放民营资本在内河LNG应用领域的创新活力,是产业也是政府部门需要思考的问题。