楊愛紅：漢堡海事展上的中美“聯合艦隊”

2016年9月9日，為期4天的第27屆漢堡國際海事貿易博覽會（以下簡稱“漢堡海事展”）落下帷幕。始於1963年的漢堡海事展每2年舉辦一次，經過40餘年的發展，已成為全世界船舶和海洋工程業界最有影響力的和技術交流和商業交易盛會之一。今年共有來自66個不同國家超過2200家企業和機構參展，其中，以中國船舶工業集團公司（CSSC）和中國船舶重工集團公司（CSIC）為代表，中國大陸共有16家相關企業和機構出席了此次盛會。

事實上，如此規模的海事展在今天這個世界上並不罕見，上海、東京、新加坡、雅典、迪拜等地均有類似的展會。真正令筆者萌生動筆碼字念頭的，是出現在漢堡海事展上的中美“聯合艦隊”。——儘管這並不是軍事領域的“聯合艦隊”，但可視其為世界航運業和造船業格局大洗牌的徵兆。

首先是在9月6日漢堡海事展開幕當天，CSSC旗下的滬東中華造船集團有限公司、美國通用電氣公司（GE）和美國船級社（ABS）宣佈：滬東中華集團與GE聯合開發的、以天然氣為主燃料的燃氣透平聯合循環推進（COGES）的17.8萬立方米LNG船設計，獲得ABS頒發的原則認可證書。

滬東中華集團LNG船資料圖。此次公開的17.8萬立方米LNG船與上圖中的17.2萬立方米LNG船“巴布亞”號主尺度相當，全長290米，型寬46.95米，但艙容等指標有所提升。

然後是在展會的第二天即9月7日，CSIC旗下的大連船舶重工集團有限公司、美國通用電氣公司（GE）和英國勞氏船級社（LR）宣佈：大船重工集團與GE聯合開發的、以天然氣為主燃料的燃氣透平聯合循環推進（COGES）的2萬箱集裝箱船設計，獲得LR頒發的原則認可證書。

大船重工集團微信公眾號公佈的2萬箱COGES集裝箱船示意圖。其全長399.8米，型寬58.6米，航速22節，實際最多可搭載 20,288個標準集裝箱。其燃料以液化天然氣（LNG）形式儲存在B型艙中。（B型艙是一種以含鎳9%的特種鋼構成制蕩結構和艙壁結構的低温液化氣艙室，成本比現在廣泛應用的殷瓦鋼薄膜型艙低。）

這兩個大新聞的共同點是：中國的造船企業與美國的GE合作，推出了以天然氣為主燃料的COGES超大型貨運船舶！

COGES系統示意圖。圖中1為對外輸出功率的發電機（可帶動電動機驅動螺旋槳等設備），2為蒸汽渦輪（即透平/turbine），3為冷凝器，4為泵機，5為熱交換器（相當於鍋爐），6為燃氣輪機。

COGES系統的工作原理是：燃氣輪機燃燒天然氣、驅動發電機對外輸出功率，同時產生的高温廢氣通過熱交換器加熱冷凝水產生高温高壓蒸汽、帶動渦輪驅動發電機對外輸出功率。

相比於蘇俄“光榮”級巡洋艦上的COGAS系統，COGES系統在原理上的不同之處在於：“光榮”級巡洋艦的COGAS系統中，“1”的位置是變速齒輪箱等機械式傳動機構，而COGES系統中則以電傳系統代替之。

與傳統的船用大型低速柴油機動力系統相比，在輸出功率相當的條件下，COGES系統優勢十分明顯：其一是佈局緊湊，重量減輕約80%，體積減小約30%，騰出更多載貨空間；其二是潤滑油消耗可忽略不計，也沒有甲烷逃逸，操作和維護保養簡單，可大幅降低船舶全生命週期的運營成本；其三是震動較小，對船體結構疲勞影響較小且有利於提高船員舒適度；其四是硫氧化物、氮氧化物排放趨近於零，能滿足越來越嚴格的環保要求。

但是，傳統的船用大型低速柴油機動力系統使用的燃料是重油，而這種分子量比瀝青還高的燃料最大的優勢就是便宜。COGES系統卻需要以天然氣或分子量很低的輕質油作為燃料，擱在幾年前這就比較“燒錢”了。以往的大型貨運船舶之中，燃料包括天然氣的就只有LNG船：LNG船貨艙中的液化天然氣在運輸過程中會不斷地自然蒸發，為了避免這部分蒸發出來的天然氣泄露、爆炸，同時也為了廢物利用，LNG船上裝有特殊的管路系統將其輸往鍋爐或者柴油機作為燃料。

隨着美國頁岩氣的迅速開發，船用天然氣燃料的價格也變得“親民”，LNG動力開始從LNG船向其它船型擴散，相應地，以LNG為燃料的主機也在被“換血”：曾經只有蒸汽輪機的鍋爐可以安全混燒重油和天然氣（所以LNG船也是近幾十年唯一一種仍在使用蒸汽輪機的民用貨運船舶），在可使用重油和天然氣的雙燃料柴油機技術成熟之後，新建的LNG船普遍開始使用雙燃料柴油機作為主機，如今COGES系統也趨於成熟，那麼COGES系統也將佔據越來越多的市場份額。

除了船用天然氣燃料的廉價化和船用主機技術的進步，推動船舶動力LNG化最重要的動力就是越來越嚴格的環保要求。傳統的以重油為燃料的船用柴油機，會排放硫氧化物、氮氧化物等污染物。美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）2009年的研究報告表明，海上船舶已經成為嚴重的大氣污染源：當時每年全球海上船舶排放的顆粒污染物總量相當於全球汽車所排放顆粒污染物的50%，全球每年排放的氮氧化物中30%來自於海上船舶。

依照《國際防止船舶造成污染公約》，全球現有波羅地海、北海、北美沿岸、美國加勒比海四大排放控制區。這四大排放區域均是硫排放控制區，其中北海排放控制區和美國加勒比海排放控制區對氮氧化物和碳煙的排放也有要求。最近，波羅的海和北海沿岸國家又提出將波羅的海和北海也納入氮排放控制區，該提案有望在2021年1月1日起生效。按照這些公約和提案，排放限制區內污染物排放量將削減80%以上。為達到要求，使用柴油機的老船需要花費較大成本增加燃油脱硫脱硝裝置。對船東而言，加快老船退役拆解、建造以天然氣為燃料的新船可能就成了比較划算的選擇。

2015年12月，我國交通運輸部印發《珠三角、長三角、環渤海（京津冀）水域船舶排放控制區實施方案》，首次在我國沿岸海區劃定排放控制區，並制訂了控制排放的時間表。但僅對硫化物的排放作出明確的限制，其最終期限是2019年1月1日。進入排放控制區的船舶，從2019年1月1日起，必須使用含硫量低於0.5%的燃料。我國何時開始嚴格控制船舶排放氮氧化物等污染物，筆者也不得而知，但總的趨勢必然是環保要求越來越嚴格。

2008年危機爆發以來，世界航運業和造船業在持續的震盪和不景氣中下滑，近年來韓國的航運業和造船業損失尤為慘重。航運巨頭韓進倒下了，《華雲：隕落的韓進 破碎的韓國“海洋大國夢”》對此有詳盡的介紹，筆者就不贅述了。韓進事變本身對韓國造船業的影響並不算太大，相比於本國訂單，出口訂單才是韓國造船業的命根子。可是，出口形勢更不好看：國際油價暴跌讓大舉進軍海洋工程領域的韓國造船業迎來鉅虧，2016年上半年韓國造船業接單量又同比下降近9成，大宇之類的巨頭也深陷泥潭。

誠然，中國的航運業和造船業日子也不好過，尤其是造船業也不斷傳來破產倒閉的消息，但“堅持就是勝利”，寒冬中更要抓住產業升級的機會。

隨着美國頁岩氣產業的不斷發展和巴拿馬運河拓寬工程的完工，美國向亞洲出口液化天然氣的額度也有井噴之勢。COGES等技術的成熟、液化天然氣廉價化、環保要求日益嚴格、世界經濟不景氣常態化……諸多因素交織在一起，世界航運業和造船業格局的大洗牌，已經近在眼前。

最後要註明一點：儘管中國企業與美國GE聯合推出的COGES船舶中的燃氣輪機源自於大名鼎鼎的LM2500家族，但這是純粹的民用商業項目、不帶有任何軍事意義，打了引號的“聯合艦隊”也純粹只是個修辭。筆者也祝願中國能夠早日開發出以國產燃氣輪機為核心的民用商業COGES系統。

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