剛剛,中國拿下史無前例的大訂單!_風聞
地球知识局-地球知识局官方账号-人文+地理+设计=全球视野新三观1小时前
4月29日,中國船舶集團簽下了全球最大單筆造船訂單,將為卡塔爾能源公司建造18艘27.1萬立方米超大型LNG(液化天然氣)運輸船。
這種船能夠運輸-162°C 低温的LNG,堪稱“海上超級冷凍車”,是世界上建造難度最大的船型之一。
目前,中韓兩國已進入訂單爭奪戰的白熱化階段。中國船舶集團旗下的滬東中華自主設計、建造了全球最大的LNG運輸船,可運輸27.1萬立方米的LNG。
LNG船造價高、技術高、可靠性要求高
不是隨隨便便説造就能造的(圖:HHI)▼
自從1959年第一艘LNG運輸船甲烷先鋒號(Methane Pioneer)投入運營以來,截至2023年底,全球LNG運輸船船隊達753艘,運力合計1.13億立方米。
隨着LNG市場需求的迅猛增長,LNG運輸船已成為世界能源供應鏈上不可或缺的重要運輸工具。
這種被譽為世界造船業**“皇冠上的明珠”**的運輸船,其技術壁壘究竟是什麼呢?
LNG運輸船為什麼難造?
為了便於運輸,天然氣需要冷卻至約-162°C,變為液體,儲存在LNG運輸船的儲罐中運往世界各地。然而,如此低温會讓鋼變脆易裂,極大增加了造船難度。至今,**LNG運輸船都有“沉睡氫彈”之稱,**稍有瑕疵的儲罐都可能因氣體泄漏引發毀滅性爆炸。
這龐然巨物如果發生事故,後果不堪設想
(橫屏,圖:shutterstock)▼

以載重約8萬噸的”泛亞“號為例,一旦發生事故,便相當於約100萬噸TNT當量的核彈能量,其危險性不容小覷。因此,LNG運輸船中的液貨圍護系統就成了重要的技術門檻。
目前世界上比較常見的液貨圍護系統有兩種,分別是法國GTT(Gaztransport & Technigaz)公司研發的薄膜型、挪威Moss Maritime研發的自支撐型。兩種系統各具優劣勢:
各有優缺點,具體看業主需求▼

兩種系統都會在海運過程中產生少量的氣體自然蒸發(boil-offgas),可能是大氣環境中的熱量轉移,運輸中的液體晃動,儲罐冷卻或減壓過程導致的。在滿載條件下,薄膜型運輸船每日蒸發率大概小於0.10%,而自支撐型運輸船每日蒸發率為0.15%左右。
薄膜型系統以其更高效的空間利用率和相對低蒸發率而更受歡迎,在現有的LNG運輸船中佔比高達81%。
降低蒸發率對行業來説至關重要
(圖:shutterstock)▼

MKⅢ薄膜型LNG船的貨艙,極具科幻感
(圖:9gag.com)▼

上世紀80年代前,歐美一直壟斷全球LNG運輸船市場。隨着歐洲開始考慮人力成本等因素而淘汰制造業,才將造船接力棒交給亞洲。
1980年至1990年初,日本接過造船生意,引進歐洲技術建造了自支撐型的LNG船。1993年至1994年期間建造的13艘LNG船中,有10艘為日本造的。
許多日本著名造船商都有此類船型的交付業績
(橫屏,圖:shutterstock)▼

1994年,韓國建造了其第一艘LNG運輸船,開始了與日本的競爭。進入21世紀後,韓國憑藉高性價比戰略佔據全球約7成市場份額,取代日本穩坐亞洲造船業頭把交椅。
從2021年開始,中國船企的接單量超過了韓國,已連續三年蟬聯全球接單冠軍。
韓國大宇造船承建的LNG運輸船(圖:壹圖網)▼

雖然,亞洲已經成功建造了LNG運輸船並佔據大部分市場份額,但直至今日仍有很多技術專利掌握在歐洲國家手中。因此,**亞洲每建造一艘LNG運輸船,都需向歐洲專利國支付約5%的專利費。**也就是説,一艘耗費約2億美金的LNG運輸船,專利費就要約1000萬美金。
除了液貨圍護系統的技術專利這一阻礙,用於製造LNG儲罐的殷瓦鋼(Invar,FeNi36)也曾是亞洲造船國繞不過去的一道門檻。
這玩意兒外表平平無奇,但應用面很廣
(圖:alloysintl.com)▼

殷瓦鋼是一種含鐵約64%,鎳36%的熱膨脹係數低的高韌性合金,能在正負200°C的條件下都不易發生變形或斷裂。這些特性決定了殷瓦鋼非常適合被應用到如LNG運輸船和航空航天等精密儀器裝備中。
法國GTT公司的薄膜型液貨圍護系統就需要使用殷瓦鋼製作儲罐內膜,以達到保温密封的效果。由於殷瓦鋼曾一度被法國壟斷,迫於其在造船過程中的必要性,亞洲國家只能不情願地為其高昂價格買單。
不掌握核心科技,確實容易被人卡脖子
(GTT公司設計的儲罐內部,圖:GTT)▼

但是,聰明勤奮的亞洲人決不會讓殷瓦鋼長期成為造船路上的攔路虎,中韓兩國都使盡渾身解數來改變這一局面。
韓國:另闢蹊徑的過氣霸主
造船之路,遍佈坎坷,韓國有今日的成就,也不是一蹴而就的。起初,韓國也曾因沒有實際造船經驗而無法贏得國際招標。韓國政府為方便進口LNG,決定自行建造4艘運輸船,並全由本國造船廠承建。此後,韓國逐漸將造船重心從油船轉移到LNG運輸船上。
自己造船,省錢,還能賺別人的錢
(韓國現代重工造船廠 圖:壹圖網)▼

從韓國建造其第一艘LNG運輸船以來,吸收外國技術與堅持科技創新並駕齊驅,不僅自主研發了自動高電流金屬惰性氣體焊接機,還成功開發了世界上第一艘電動超大型LNG船、第一艘多功能天然氣運輸船和第一艘極地自破冰型LNG運輸船等多種船型。
第一艘極地自破冰型LNG運輸船
Christophede Margerie號
(圖:shutterstock)▼

長期修煉的科技實力加上5家造船大廠的建造能力(現代重工、大宇造船廠、三星重工、韓進重工和三湖重工),共同鑄就了韓國在世界LNG運輸船市場的傲人成績。
韓國在造船這個領域還是有深厚的積澱的
(圖:壹圖網)▼

但韓國並沒有止步不前,其在核心繫統和相關材料設備等領域的研發投入從未停止。大宇造船聯合高校開發設計適用於極寒條件的隔熱設備和工程系統,三星重工也在再氣化系統和再液化系統領域均有佈局。
用別人的專利是要給錢的
還是自己的技術用起來香
(再氣化工藝流程示意 圖:DSME)▼

安裝在船首的再氣化設施(圖:DSME)▼

2022年6月,韓國宣佈已成功將高錳鋼材料應用於LNG儲罐中。此前,《國際散裝運輸液化氣體船舶構造和設備規則》規定僅有4種材料可用於製造LNG儲罐:9%鎳鋼、殷瓦鋼、鋁合金鋼和奧氏體不鏽鋼。韓國這一創舉不僅為建造LNG儲罐新添原材料,也打破其從法國採購殷瓦鋼的“魔咒”。
從技術到材料,韓國努力擺脱對外界的依賴
(圖:DSME)▼

高錳鋼,全稱為高錳奧氏體低温鋼,錳含量約為22.5%-25.5%,其耐磨損,韌性強,低温性能好,可在高衝擊負荷下安全運行。
高錳鋼強度高,塑性好,價格低
是十分理想的材料▼

高錳鋼不是新鋼品種,早已成功應用於鐵路、軍工等,如高錳鋼製鐵軌和坦克履帶。但其強度大,切割和焊接難度大,錳蒸汽對環境和人體均有害,需要解決這幾個難題才能更好的應用於LNG運輸船的建造中。我國在此領域的研究起步晚於韓國,還在持續進行中。
中國在材料的研究上也正在迎頭趕上▼

由於高錳鋼的經濟性是鎳鋼的3倍,且錳在地球中儲量頗豐,不易出現資源短缺,因此韓國此項技術突破或將增加其在造船領域的競爭力。
不得不説,韓國之所以能多年穩坐LNG造船界霸主,其推陳出新的科技創新和完善的產業佈局確實功不可沒。
不過隨着LNG船需求的激增,韓國船塢爆滿
給到中國的訂單也就增加了
(圖:shutterstock)▼

半個多世紀以來,LNG運輸船的建造由歐美過渡到日韓,但這場造船大戰韓國已經開始落下風了,中國造船業正在全面趕超韓國。
中國:埋頭苦幹的新科冠軍
1999年,基於國家能源結構調整需求,我國也啓動了LNG運輸項目,並在2008年成功交付滬東中華建造的國內首艘LNG運輸船“大鵬昊”。
造船工業“皇冠上的明珠”終於被我們拿下
這對我國能源安全有着十分重大的意義
(“大鵬昊” 圖:滬東中華)▼


2013年,我國開始研發LNG船用殷瓦鋼,歷時4年攻堅戰,終於在2017年成功獲得法國GTT公司認證。
自此,我國終於打破法國對殷瓦鋼的壟斷,有效降低製造成本,提高自主建造能力。寶鋼特鋼也因此在達到極高的生產加工工藝要求後,繼法國GTT之後成為全球第二家殷瓦鋼產銷公司。
打破了材料壟斷
中國的LNG船建設又邁上了一個新台階
(圖:BAOWU)▼

其實,殷瓦鋼除了製作工藝高,加工難度大以外,還有一個技術性難題就是焊接。殷瓦鋼可以説是鋼中貴族,**其厚度一般只有約0.7mm。**焊接過程中不能接觸任何水汽,如果用手觸摸一下,不到24小時後,整片殷瓦鋼就會鏽穿廢掉。
這東西之後裝的可是“沉睡的氫彈”
這可萬萬不敢馬虎啊▼

因此,一位合格的殷瓦鋼焊接工人需要經過長時間的學習、練習,並通過國外專業機構認證。培養一位合格的殷瓦鋼焊工大約要花費20-30萬人民幣左右,同時還要累積可能長達2年的試驗才有資格上崗。
由於殷瓦鋼如此嬌貴又薄如紙張,焊接過程中必須保持空氣乾燥,焊工需要佩戴專業的吸汗手套,時刻注意不能有一滴汗珠掉落在鋼面上,這對焊工的耐心、細心和專業度有着極高的考驗。
殷瓦鋼焊接心要平手要穩,針眼大的漏點都不能有
一焊就是數小時,不愧是“大國工匠”▼

而如今,我國不僅實現了殷瓦鋼國產化,也培養了一批高級殷瓦鋼焊工,為造船之路錦上添花。雖然我國起步晚於日韓,但發展迅猛,從最初的引進國外技術專利和拆解國外LNG運輸船開始,一步步攻克層層技術難關才有了今日的世界級領先製造水平。
2023年,韓國的訂單量為1001萬CGT(修正總噸),比去年同期減少了37.6%。其全球市場份額為24%。而中國以2446萬CGT的訂單量保持世界第一,佔59%的份額。
目前,滬東中華、江南造船廠,大船重工以及揚子江船業也陸續加入了建造LNG運輸船的隊伍。滬東中華更是已經建成了艙容27.1萬立方米的LNG運輸船,超過了韓國為卡塔爾製造的Q-max(26.6萬立方米),成為了世界上最大的LNG運輸船。
雖然起步晚,但已經在向最高峯發起衝擊了
(圖:滬東中華)▼

以上種種不難看出,想在LNG運輸船市場中分一杯羹,獨立自主的科技研發和建造能力是核心。
另外,與韓國相對完善的造船產業鏈相比,我國還需要加強配套產業協同發展,增強高附加值造船業零部件的生產和供應能力,進而提高我國綜合造船實力。
光把造船造出來不夠,還要發展全產業鏈
(圖:滬東中華)▼

這場中韓LNG運輸船大戰正在進行中。未來中國能否保住世界第一,還要看技術的更新迭代,生產力的配合以及全產業鏈的完善。
參考資料:1. Maritime History Notes: Pioneering LNG carriers
https://www.freightwaves.com/news/maritime-history-notes-pioneering-LNG-carriers
American Shipper, February 1, 2021
2. 上海石油天然氣交易中心,創紀錄!猜一猜,去年全球總共生產了多少 LNG 運輸船訂單?
https://finance.sina.com.cn/money/future/roll/2022-01-15/doc-ikyakumy0562981.shtml,新浪財經,2022 年 1 月 15 日
3. 被稱為沉睡的氫彈,造船難度堪比航母,天然氣運輸船為何難造?
https://new.qq.com/rain/a/20211028A04Z8W00,騰訊網
4. IGU World LNG report 2022
https://www.igu.org/resources/world-LNG-report-2022/
5. Moss Maritime Our History, https://www.mossww.com/history/
6. Chambers, LNG carrier rates on a charge
https://splash247.com/LNG-carrier-rates-on-a-charge/,Splash 247.com, September 14, 2022
7. Weems & Howell, Japan’s pivotal role in the global LNG industry’s 50-year history
https://www.lexology.com/library/detail.aspx?g=1d775cb2-c99f-4019-b142-214731b8e828,Lexology, August 4, 2014
8. 海運經濟,球 LNG 運輸船發展回顧:造船格局及船型發展篇
http://china-gases.com/article/item-1557.html,氣體網,2019 -03-12
9. LNG 船建造:韓國緣何能一枝獨秀
http://www.eworldship.com/html/2019/ShipbuildingAbroad_0909/152609.html
國際船舶網,2019-09-09
10. 殷瓦鋼https://baike.baidu.com/item/%E6%AE%B7%E7%93%A6%E9%92%A2/3419385
11. 一文帶你瞭解 LNG 船(二)
https://zhuanlan.zhihu.com/p/348907291
12. 長期被法國壟斷!連美國都造不出來的殷瓦鋼,中國 4 年自研成功
https://new.qq.com/rain/a/20220204A014KF00,騰訊網
13. 高錳鋼規模化船用有難關!
http://jnshipyard.cssc.net.cn/cms/document/203.html,CSSC 江南造船(集團)有限責任公司,2022-01-07
14. 2022:Shipping’s half year report,
https://www.clarksons.com/home/news-and-insights/2022/2022-shippings-half-year-report/, CLARKSONS, 07/07/2022
15. Korean shipbuilders yield No. 1 spot to Chinese rivals,
https://www.hellenicshippingnews.com/korean-shipbuilders-yield-no-1-spot-to-chinese-rivals/, HELLENIC SHIPPING NEWS, 10/09/2022
16. 徐寧,LNG 運輸船遭瘋搶,中韓誰能制霸造船市場?https://www.jiemian.com/article/8094443.html,界面新聞,2022 年 9 月 24 日
17. 騰訊網,打破韓國壟斷,中國正建世界最大 LNG 船,一次可供 4000 萬人 1 月生活, https://new.qq.com/rain/a/20210914A0FDD000
