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汽车运输船的绿色发展之路

作者:刘方琦 文章来源:中国水运报 日期:2019年02月20日

  由于需求下降,2016年以来全球汽车运输船(PCTC)新造市场进入萧条,35个月以来仅成交10艘、5.2万车,与2015年46艘、30.7万车的订单簿相比,降幅明显。与此同时,手持订单也出现下滑,截至2018年11月底,全球PCTC手持订单量仅为26艘,为金融危机以来最低水平。

  目前,全球运营中的PCTC船队运力为825艘、411.3万车,平均船龄为12.63年,平均运力为4986车。从全球汽车船运输船船队船龄结构表可以看出,20年以上的老旧船舶平均运力与新船差距较大,在规模效应下,运输经济性较差。随着这部分船舶的退役拆解,从手持订单来看,待交付运力不足,有望为新造船市场注入新的活力。

  全球共有来自17个国家的93家船厂拥有PCTC建造业绩,金融危机后仍在活跃接单的船厂数减少到32家,并集中在中日韩三国。2016年后更是只有中国和日本船厂接获新船订单。克罗地亚的Uljanik船厂曾是汽车运输船领域的老牌建造厂,“欧洲最赚钱的PCTC造船厂”,但近来由于经营不善导致拖欠薪资、工人罢工,Siem集团旗下Automarine Transport和Siem Shipping在Uljanik船厂的订造的4艘汽车运输船原计划于2017年下半年交付,但仅有1艘成功交付,另有2艘尚未开工,因无法按照合同规定交付船舶而被取消订单。

  克拉克松研究显示,鉴于经济增长、消费需求和汽车销售之间存在紧密联系,未来短期内汽车运输船市场需求还将持续受到世界经济低迷影响。从订单簿上我们不难发现大型化已成为汽车运输船发展新趋势。受到泊位长度和巴拿马运河宽度限制,目前最大运输量的记录为由Hoegh Autoliners的“新地平线”级船舶创造的8500车。另外,更多环保技术也被应用到汽车运输船上,如LNG燃料、太阳能电池板、风帆等。让我们来盘点在低迷的市场环境下,新型汽车运输船的发展趋势。

  1.

  装载能力提升

  更灵活的“新地平线”

  挪威船东Hoegh Autoliners船队中的“新地平线”级纯汽车运输船,无论是在装载能力、灵活性还是能效方面,都比以前的船型大大提升。该船共有14层甲板,固定面积共71400平方米,可装载8500辆小汽车,由厦船重工建造,是目前世界上最大的车辆运输船。据悉,该型船的单船合同价格约为6850美元。

  该型船的灵活性体现在其可以兼容各种滚装货物类型,包括小汽车、皮卡、SUV、小客车、轻型及重型货车、轨道牵引车辆,以及农用车、建筑用车、采矿车等特种装备,甚至可以装载风机和游艇。在设计上着重考虑了高货、重货、工程设备和特大货物等。利用船东自有的辊拖车长度从20ft(5.1m)到80ft(24.4m)不等,最大载重可达120t,可以通过滚装的方式运输件杂货,大大提高了装卸效率。总载货量比同尺度船型提高了15%左右。

  设计中进行了大量的模型试验,优化船体型线,以减少在各种海况和天气情况下的阻力。从外形上看,夸张的丰满型船首包围了船体的最大宽度,从而极大的提升了装载能力。另外,根据空气动力学的原理,船壳的所有边界都采用了倒角的设计。实际能效设计指数(Attained EEDI)约为39%,低于IMO参考线值,满足EEDI Tier III的排放要求。

  受到日本卸货港泊位长度的限制,汽车运输船的总长一般不超过200m。传统的巴拿马型PCTC尺度一般为199.9m长,32.3m宽,而“新地平线”级PCTC船宽达到了36.5m,以适应新巴拿马运河的宽度。甲板数量从原来的12层提高到了14层,其中13层为连续甲板。利用移动甲板升降机改变其中5层的甲板位置,中间三层甲板高度可以分别调至4m、4.2m和4.6m,而主甲板最大高度可达6.5m,使得高货和重货可以灵活装载。

  为了适应如此高的舱门高度,使用了TTS提供的船尾跳板,跳板长度为45m,驾驶宽度12m,可通过的最大重量为375t。另外,位于右舷的跳板长25m,驾驶宽度为6.5m,可通过重量为22t。

  该船在节能环保方面的表现同样出色,采用电力控制的MAN S60ME-C8.2型主机,并在船上安装了NOX排放和能效监测系统。主机功率为14280kW,但在安装时将功率降低至11735kW,转速从105rpm降至92rpm。该船使用低硫柴油以满足硫排放要求,并在船上预留了安装洗涤塔的空间。

  2.

  7500车位创LNG动力船型新纪录

  2016年10月,德国大众汽车表示将从2019年起租用业内著名的汽车滚装船船东——Siem Car Carriers公司2艘LNG动力PCTC往返欧洲-北美航线。随着租船合约确定,Siem公司2017年在夏船重工下单订造了该2艘7500车LNG动力PCTC,创造了全球最大LNG动力PCTC的新纪录。目前该2艘船已经开工建造,首制船已进入分段总组建造阶段。根据租船条件,在服役的15年内这2艘船将全航程开启燃气模式,对航运业、造船业而言都是一次巨大的突破。

  该型船总长199.9m,型宽38m,型深14.8m,设计吃水8.65m。为单螺旋桨、双燃料主机驱动的汽车运输船,主燃料为LNG。船上设有13层汽车甲板,其中9层为固定式,4层为活动式,可提供7500个标准车位。甲板之间的内部连接通过固定/活动坡道实现。2个巨大的C型LNG液罐布置在货舱区内,总容量约3600立方米,续航力为1.2万海里。

  3.

  排放少耗电小 新一代船型更环保

  今年3月,商船三井(MOL)从南日本造船接收了新一代“FLEXIE”系列首艘PCTC“Beluga Ace”号。MOL共在南日本造船订造了4艘FLEXIE系列新一代节能汽车运输船。

  “Beluga Ace”号船长199.95m,宽32.2m,能够运输6800辆标准汽车,配备了6个可升降的甲板,而普通的汽车运输船只有2-3个可升降的甲板,这将有助于“Beluga Ace”号汽车运输船更有效地运输种类更多的车辆和高大和重型货物。

  “Beluga Ace”号汽车运输船船体的设计完全不同于现在汽车运输船。其圆弓形船艏不仅将风阻最小化,而且较之已有的汽车运输船将减少二氧化碳排放大约2%。该型船的船首设计是商船三井、商船三井技术贸易有限公司和三井造船昭岛实验室共同研发的成果。

  另外,新船将使用电控柴油发动机排气(EGB)技术,安装废热能量回收系统,回收余热用于发电机发电,减少电力消耗。据悉,MOL还在“BELUGA ACE”号上安装了应用AR技术的船舶操纵支援系统,该系统以船舶自动识别系统(AIS)的信息为基础,在船桥前部设置的显示屏上展示周围航行的其他船舶和海上浮标等标记物的动态信息,通过AR显示从船桥上拍摄的图像,使船长能够在显示屏上确认其他船舶的航速、最快接近时间、最接近距离等船舶信息。

  4.

  双燃料动力

  冰区加强型船新上线

  奥斯陆的欧洲联合汽车运输船公司(UECC)2014年订造了2艘3800车双燃料动力汽车运输船,为全球首艘双燃料动力PCTC。该型3800车双燃料动力PCTC设计适合波罗的海全年运营的芬兰/瑞典1A冰级符号。

  该船舶为冰区加强型船,全长181m,型宽30m,装载能力为3800标准车位,设计航速18.6节,配备可调螺距桨和艏艉双侧推器,以提高船舶在冰区和离靠港的操纵性能。主机采用MAN B&8S50ME-C8.2-GI柴油机1台,发电机为四冲程双燃料柴油机3台,其中2台为W9L20DF,1台为W6L20DF。C型LNG液舱容积为800立方米,在不使用燃油的情况下,该船单次加注LNG可以满足一个航次(14天)主辅机的全部需要,建成交付后将在欧洲波罗的海地区运营。

  全船共设10层甲板,除装载汽车、卡车等车辆外,还可装载包装危险货物,其中有两层为提升甲板,可根据货物大小灵活调整高度。在船舶设计上,通过优化结构、调整布局和重心,进一步提高船舶稳性,且满足船东额外对稳性严格的强度要求;驾驶室桥楼采用先进的前突式全封闭跃层设计,前后通透,视野清晰;该船使用了1A超级芬兰/瑞典冰级符号,船舶艏艉部设有锋利的冰刀,以大大增强在冰区航行的破冰能力。船体设计环境温度为-25℃,采取诸多防冻措施,确保室外灯具、天线、电缆等设施,在高寒地区超低温状态下正常运行。

  作为绿色环保的新型双燃料PCTC,该船舶不仅在传统燃料消耗量上较上一代PCTC有明显下降;而且在使用LNG作为燃料时,能够基本实现SOx及颗粒物零排放,同时有效降低CO2和NOx的排放,完全满足国际海事组织和欧洲地区日益严格的环保要求。

  该系列船由UECC、Wallenius Lines、日本邮船和日本川崎重工联合设计,在南通中远川崎船厂建造,已于2016年下半年分别交付。

  5.

  甲板轻量 节能船型设计更经济

  由Uljanik造船厂设计和建造的6900车PCTC“Siem Cicero”号的特点是在“旧”巴拿马型参数范围内的超高容量和广泛使用复合夹层甲板,从而减轻甲板重量,提高船舶运输经济性。

  据悉,2017年7月交付的“Siem Cicero”号是英国Siem汽车运输公司订造的系列3艘PCTC中的首制船,这批船将服务于大众汽车,被部署在德国-北美/墨西哥之间的航线运营。经过优化,该船有13层加班,可装载6900个标准车位,其中3层甲板为可升降甲板。

  通过在前三层甲板上使用夹层复合材料,即瑞典迪亚博Diab公司开发的轻型Divinycell芯板。每个甲板使用2500平方米的Divinycell H100和1000平方米的Divinycell H80,据称与传统钢甲板相比,可以节省25%的重量,达到200吨。这种解决方案还改善了船舶稳性,因此需要较少的压载水,预计可减少约4%的燃油消耗。同时,使得“Siem Cicero”号可以获得比同类PCTC更浅的吃水。据悉,新型复合材料甲板实现了大量的重量和成本节省,船厂和材料供应商正在合作探索在上层建筑或其他船型上应用该技术。

  主机为1台七缸MAN电子控制S50ME-B二冲程柴油机,额定功率11200kW,船舶最大航速为18.5kn。据悉,该台主机为Uljanik的柴油机厂进行许可生产。

  由于该船受北美排放控制区(ECA)内适用的严格硫限制,船东要求采用Alfa-Laval PureSOx后处理系统,并采用混合模式,可选择采用开式或闭式处理模式配置。

  尽管汽车运输船新船市场需求短期内不会有大幅复苏,但在全球经济转向,发展中国家汽车进口规模不断扩大,以及发达国家新能源、新技术汽车不断推陈出新的市场情况下,全球汽车贸易仍将保持增长。对于汽车运输船市场来说,受到排放规则升级、船东追求规模经济及灵活运营的需求影响,智能和绿色也将成为发展的新方向。

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