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刚刚,中国拿下史无前例的大订单!

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发表于 2024-5-12 01:47:35 | 显示全部楼层 |阅读模式
文字:Sha
校稿:朝乾 / 编辑:板栗
4月29日,中国船舶集团签下了全球最大单笔造船订单,将为卡塔尔能源公司建造18艘27.1万立方米超大型LNG(液化天然气)运输船。
这种船能够运输-162°C 低温的LNG,堪称“海上超级冷冻车”,是世界上建造难度最大的船型之一。
目前,中韩两国已进入订单争夺战的白热化阶段。中国船舶集团旗下的沪东中华自主设计、建造了全球最大的LNG运输船,可运输27.1万立方米的LNG。
LNG船造价高、技术高、可靠性要求高
不是随随便便说造就能造的(图:HHI)▼




自从1959年第一艘LNG运输船甲烷先锋号(Methane Pioneer)投入运营以来,截至2023年底,全球LNG运输船船队达753艘,运力合计1.13亿立方米
随着LNG市场需求的迅猛增长,LNG运输船已成为世界能源供应链上不可或缺的重要运输工具。
这种被誉为世界造船业“皇冠上的明珠”的运输船,其技术壁垒究竟是什么呢?

LNG运输船为什么难造?
为了便于运输,天然气需要冷却至约-162°C,变为液体,储存在LNG运输船的储罐中运往世界各地。然而,如此低温会让钢变脆易裂,极大增加了造船难度。至今,LNG运输船都有“沉睡氢弹”之称,稍有瑕疵的储罐都可能因气体泄漏引发毁灭性爆炸。
这庞然巨物如果发生事故,后果不堪设想
横屏,图:shutterstock)▼




以载重约8万吨的”泛亚“号为例,一旦发生事故,便相当于约100万吨TNT当量的核弹能量,其危险性不容小觑。因此,LNG运输船中的液货围护系统就成了重要的技术门槛。
目前世界上比较常见的液货围护系统有两种,分别是法国GTT(Gaztransport & Technigaz)公司研发的薄膜型、挪威Moss Maritime研发的自支撑型。两种系统各具优劣势:
各有优缺点,具体看业主需求▼




两种系统都会在海运过程中产生少量的气体自然蒸发(boil-offgas),可能是大气环境中的热量转移,运输中的液体晃动,储罐冷却或减压过程导致的。在满载条件下,薄膜型运输船每日蒸发率大概小于0.10%,而自支撑型运输船每日蒸发率为0.15%左右。
薄膜型系统以其更高效的空间利用率和相对低蒸发率而更受欢迎,在现有的LNG运输船中占比高达81%。
降低蒸发率对行业来说至关重要
(图:shutterstock)▼




MKⅢ薄膜型LNG船的货舱,极具科幻感
(图:9gag.com)▼




上世纪80年代前,欧美一直垄断全球LNG运输船市场。随着欧洲开始考虑人力成本等因素而淘汰制造业,才将造船接力棒交给亚洲。
1980年至1990年初,日本接过造船生意,引进欧洲技术建造了自支撑型的LNG船。1993年至1994年期间建造的13艘LNG船中,有10艘为日本造的。
许多日本著名造船商都有此类船型的交付业绩
横屏,图:shutterstock)▼




1994年,韩国建造了其第一艘LNG运输船,开始了与日本的竞争。进入21世纪后,韩国凭借高性价比战略占据全球约7成市场份额,取代日本稳坐亚洲造船业头把交椅。
从2021年开始,中国船企的接单量超过了韩国,已连续三年蝉联全球接单冠军。
韩国大宇造船承建的LNG运输船(图:壹图网)▼




虽然,亚洲已经成功建造了LNG运输船并占据大部分市场份额,但直至今日仍有很多技术专利掌握在欧洲国家手中。因此,亚洲每建造一艘LNG运输船,都需向欧洲专利国支付约5%的专利费。也就是说,一艘耗费约2亿美金的LNG运输船,专利费就要约1000万美金。
除了液货围护系统的技术专利这一阻碍,用于制造LNG储罐的殷瓦钢(Invar,FeNi36)也曾是亚洲造船国绕不过去的一道门槛。
这玩意儿外表平平无奇,但应用面很广
(图:alloysintl.com)▼




殷瓦钢是一种含铁约64%,镍36%的热膨胀系数低的高韧性合金,能在正负200°C的条件下都不易发生变形或断裂。这些特性决定了殷瓦钢非常适合被应用到如LNG运输船和航空航天等精密仪器装备中。
法国GTT公司的薄膜型液货围护系统就需要使用殷瓦钢制作储罐内膜,以达到保温密封的效果。由于殷瓦钢曾一度被法国垄断,迫于其在造船过程中的必要性,亚洲国家只能不情愿地为其高昂价格买单。
不掌握核心科技,确实容易被人卡脖子
(GTT公司设计的储罐内部,图:GTT)▼




但是,聪明勤奋的亚洲人绝不会让殷瓦钢长期成为造船路上的拦路虎,中韩两国都使尽浑身解数来改变这一局面。

韩国:另辟蹊径的过气霸主
造船之路,遍布坎坷,韩国有今日的成就,也不是一蹴而就的。起初,韩国也曾因没有实际造船经验而无法赢得国际招标。韩国政府为方便进口LNG,决定自行建造4艘运输船,并全由本国造船厂承建。此后,韩国逐渐将造船重心从油船转移到LNG运输船上。
自己造船,省钱,还能赚别人的钱
(韩国现代重工造船厂 图:壹图网)▼




从韩国建造其第一艘LNG运输船以来,吸收外国技术与坚持科技创新并驾齐驱,不仅自主研发了自动高电流金属惰性气体焊接机,还成功开发了世界上第一艘电动超大型LNG船、第一艘多功能天然气运输船和第一艘极地自破冰型LNG运输船等多种船型。
第一艘极地自破冰型LNG运输船
Christophede Margerie号
(图:shutterstock)▼




长期修炼的科技实力加上5家造船大厂的建造能力(现代重工、大宇造船厂、三星重工、韩进重工和三湖重工),共同铸就了韩国在世界LNG运输船市场的傲人成绩。
韩国在造船这个领域还是有深厚的积淀的
(图:壹图网)▼




但韩国并没有止步不前,其在核心系统和相关材料设备等领域的研发投入从未停止。大宇造船联合高校开发设计适用于极寒条件的隔热设备和工程系统,三星重工也在再气化系统和再液化系统领域均有布局。
用别人的专利是要给钱的
还是自己的技术用起来香
(再气化工艺流程示意 图:DSME)▼




安装在船首的再气化设施(图:DSME)▼




2022年6月,韩国宣布已成功将高锰钢材料应用于LNG储罐中。此前,《国际散装运输液化气体船舶构造和设备规则》规定仅有4种材料可用于制造LNG储罐:9%镍钢、殷瓦钢、铝合金钢和奥氏体不锈钢。韩国这一创举不仅为建造LNG储罐新添原材料,也打破其从法国采购殷瓦钢的“魔咒”。
从技术到材料,韩国努力摆脱对外界的依赖
(图:DSME)▼




高锰钢,全称为高锰奥氏体低温钢,锰含量约为22.5%-25.5%,其耐磨损,韧性强,低温性能好,可在高冲击负荷下安全运行。
高锰钢强度高,塑性好,价格低
是十分理想的材料▼




高锰钢不是新钢品种,早已成功应用于铁路、军工等,如高锰钢制铁轨和坦克履带。但其强度大,切割和焊接难度大,锰蒸汽对环境和人体均有害,需要解决这几个难题才能更好的应用于LNG运输船的建造中。我国在此领域的研究起步晚于韩国,还在持续进行中。
中国在材料的研究上也正在迎头赶上▼




由于高锰钢的经济性是镍钢的3倍,且锰在地球中储量颇丰,不易出现资源短缺,因此韩国此项技术突破或将增加其在造船领域的竞争力。
不得不说,韩国之所以能多年稳坐LNG造船界霸主,其推陈出新的科技创新和完善的产业布局确实功不可没。
不过随着LNG船需求的激增,韩国船坞爆满
给到中国的订单也就增加了
(图:shutterstock)▼




半个多世纪以来,LNG运输船的建造由欧美过渡到日韩,但这场造船大战韩国已经开始落下风了,中国造船业正在全面赶超韩国。

中国:埋头苦干的新科冠军
1999年,基于国家能源结构调整需求,我国也启动了LNG运输项目,并在2008年成功交付沪东中华建造的国内首艘LNG运输船“大鹏昊”。
造船工业“皇冠上的明珠”终于被我们拿下
这对我国能源安全有着十分重大的意义
(“大鹏昊” 图:沪东中华)▼







2013年,我国开始研发LNG船用殷瓦钢,历时4年攻坚战,终于在2017年成功获得法国GTT公司认证。
自此,我国终于打破法国对殷瓦钢的垄断,有效降低制造成本,提高自主建造能力。宝钢特钢也因此在达到极高的生产加工工艺要求后,继法国GTT之后成为全球第二家殷瓦钢产销公司。
打破了材料垄断
中国的LNG船建设又迈上了一个新台阶
(图:BAOWU)▼




其实,殷瓦钢除了制作工艺高,加工难度大以外,还有一个技术性难题就是焊接。殷瓦钢可以说是钢中贵族,其厚度一般只有约0.7mm。焊接过程中不能接触任何水汽,如果用手触摸一下,不到24小时后,整片殷瓦钢就会锈穿废掉。
这东西之后装的可是“沉睡的氢弹”
这可万万不敢马虎啊▼




因此,一位合格的殷瓦钢焊接工人需要经过长时间的学习、练习,并通过国外专业机构认证。培养一位合格的殷瓦钢焊工大约要花费20-30万人民币左右,同时还要累积可能长达2年的试验才有资格上岗。
由于殷瓦钢如此娇贵又薄如纸张,焊接过程中必须保持空气干燥,焊工需要佩戴专业的吸汗手套,时刻注意不能有一滴汗珠掉落在钢面上,这对焊工的耐心、细心和专业度有着极高的考验。
殷瓦钢焊接心要平手要稳,针眼大的漏点都不能有
一焊就是数小时,不愧是“大国工匠”▼




而如今,我国不仅实现了殷瓦钢国产化,也培养了一批高级殷瓦钢焊工,为造船之路锦上添花。虽然我国起步晚于日韩,但发展迅猛,从最初的引进国外技术专利和拆解国外LNG运输船开始,一步步攻克层层技术难关才有了今日的世界级领先制造水平。
2023年,韩国的订单量为1001万CGT(修正总吨),比去年同期减少了37.6%。其全球市场份额为24%。而中国以2446万CGT的订单量保持世界第一,占59%的份额。
目前,沪东中华、江南造船厂,大船重工以及扬子江船业也陆续加入了建造LNG运输船的队伍。沪东中华更是已经建成了舱容27.1万立方米的LNG运输船,超过了韩国为卡塔尔制造的Q-max(26.6万立方米),成为了世界上最大的LNG运输船。
虽然起步晚,但已经在向最高峰发起冲击了
(图:沪东中华)▼




以上种种不难看出,想在LNG运输船市场中分一杯羹,独立自主的科技研发和建造能力是核心。
另外,与韩国相对完善的造船产业链相比,我国还需要加强配套产业协同发展,增强高附加值造船业零部件的生产和供应能力,进而提高我国综合造船实力。
光把造船造出来不够,还要发展全产业链
(图:沪东中华)▼




这场中韩LNG运输船大战正在进行中。未来中国能否保住世界第一,还要看技术的更新迭代,生产力的配合以及全产业链的完善。

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