●既要让挖泥船绿色环保，又要让挖泥船安全可靠，是双燃料挖泥船设计的难点。

　　●纯清洁能源动力挖泥船不符合实际作业要求，很难具备足够强的续航力和支持力，未来，清洁能源疏浚装备动力还是以LNG双燃料为主。

　　岑溪

　　近日，中国船舶集团有限公司第七〇八研究所发布“智浚”“鲲鹏”“拓海”三型自主研发的新一代疏浚船型。七〇八所技术人员表示，这三型挖泥船代表了未来疏浚船型的发展方向——标准化、清洁化、大型化。在全球能源转型的关键历史时期，挖泥船也加入了绿色低碳大潮，近年来，在挖泥船上采用液化天然气（LNG）、甲醇等替代燃料成为了用户非常关注的问题。

　　LNG双燃料——

　　优先选项

　　今年9月19日，由七〇八所研发设计的国内首艘LNG双燃料动力挖泥船“新海鲟”号成功交付。该船总长155.7米，型宽32米，型深13.5米，设计泥舱最大舱容16808立方米，采用了LNG双燃料设计，配置1550立方米LNG双耳罐。其LNG动力装置具有与柴油机基本同等的动力性指标，但可减少90%氮氧化物及20%二氧化碳排放。

　　“新海鲟”号的LNG双燃料动力设计填补了国内清洁能源挖泥船的空白，也标志着我国疏浚装备在绿色、环保技术方面取得了重大突破，其顺利交付开启了我国清洁能源在挖泥船上应用的序幕。

　　在“新海鲟”号正式交付后不久，七〇八所又推出了新一代绿色疏浚船型——“鲲鹏”系列超大型自航绞吸挖泥船，配置了LNG双燃料动力系统。

　　挖泥船是重载作业型船舶，其主机功率配置相较同级别船舶要高得多，对燃料消耗量的要求更高。七〇八所技术人员介绍说：“一艘8万吨的普通船舶，一般配总功率约10兆瓦（MW）的主机，而同样级别的耙吸式挖泥船则需要配总功率约30MW的主机。因为耙吸式挖泥船的设计不仅需要考虑航行的要求，还需要考虑大量作业设备使用的功率要求。”因此，在燃料的选择上，从能量密度上看，目前重油或柴油是最合适的选择，如果采用清洁能源，那么，LNG和甲醇是不错的选择。

　　七〇八所技术人员指出，相比燃油，相同容积下LNG的能量密度约是燃油的55%，为了保证船舶相同的续航力，需要更大的舱容来储存LNG。“为了弥补这个不足，我们只能在非常有限的船舶空间条件下去设计更大的LNG舱容；同时，由于LNG属于危险气体，为了更安全地布置LNG系统，需要让LNG供气系统避开全船主要的核心设备，在设计上更要花费一番功夫。因此，采用LNG燃料的挖泥船，其续航力和自持力是受限的，一般会采用LNG和燃油双燃料动力，通过燃油来弥补续航力和自持力上的劣势。”他说，既要让挖泥船绿色环保，又要让挖泥船安全可靠、技术指标优秀，实现“鱼和熊掌兼得”的效果，是双燃料挖泥船设计的难点。

　　甲醇双燃料——

　　价格有点高

　　相比LNG的超低温高压储存要求，甲醇燃料的储存显得容易得多。“甲醇在常温常压下是液态燃料，可使用常规液舱储存，储存上相对要容易一些。”七〇八所技术人员表示：“甲醇燃料是溶于水的，因此按照规范要求水线以下可不需采用双底双壳进行隔离，因此在船舶设计中水线下用于装载甲醇燃料的舱容会更大，这对于甲醇燃料的储存是非常有利的，可以一定程度上弥补甲醇燃料能量密度低带来的续航力和自持力损失。但是，甲醇燃料沸点低，容易气化，与LNG燃料相似，是易燃易爆的危险气体，且有一定毒性，因此甲醇燃料的供给系统设计与LNG采用类似的设计，燃料的加注、处理和供给设计都需要按照危险气体进行考虑。”他说。

　　目前，七〇八所正在设计2艘预留甲醇燃料的超大型耙吸式挖泥船。该所刚刚推出的新一代绿色疏浚船型——“拓海”系列超大型耙吸式挖泥船就采用预留甲醇燃料技术，在未来可改造为甲醇燃料耙吸式挖泥船。

　　业内人士指出，目前甲醇燃料的主要来源是工业甲醇，属于灰甲醇，在碳排放的降低方面并没有优势。而绿色甲醇的供应价格太高，因为在生产过程中需要使用可再生资源，并且需要投入大量的技术研发和设备投资；此外，绿色甲醇存在着一定的绿色溢价，市场需求较为旺盛，导致了其价格不断上升。

　　目前，受认证体系严格、技术装备不成熟等因素影响，绿色甲醇的生产成本仍处于较高水平，相比传统灰甲醇经济性较差，在环境效益未能有效体现的情况下，高昂的成本影响了航运企业应用绿色甲醇燃料的积极性。业内人士分析，短期内，传统燃料较绿色甲醇仍存在35%～37%的成本优势，但考虑到船舶需要实现减碳目标，预计2030年甲醇渗透率将达到5.5%。而真正出现甲醇动力的挖泥船，预计是在2040年。

　　未来应用——

　　双燃料为主

　　2021年，全球首艘LNG动力绞吸式挖泥船“斯巴达克斯”号面世，该船总装机容量为44180千瓦。除采用LNG动力外，该船还采用了废热回收系统、单人操作挖泥船控制系统等创新技术与设备。

　　七〇八所技术人员表示，纯清洁能源动力的挖泥船不符合实际作业需求，很难提供船舶足够强的续航力和支持力，同时燃料的加注受制于港口基础设施和加注设备的配置不足，用户会更多地考虑双燃料动力。只有双燃料动力才能更好地支撑挖泥船实现低排放和高强度作业的双重需求。

　　“新海鲟”号的主机、辅发电机、锅炉均为LNG双燃料，通过最先进的疏浚控制系统，以“一拖二”复合驱动模式满足船舶在航行、疏浚、抛泥、吹岸等各种工况下的动力需求。在燃气模式下，该船能够减少80%的氮氧化物及20%的二氧化碳排放，消除硫氧化物及颗粒物的排放，满足国际海事组织（IMO）TierⅢ的排放要求，具有绿色、环保、节能、安全等显著特点，船舶性能、环保指标、技术水平均达到国际领先水平。

　　七〇八所技术人员还指出，“新海鲟”号使用LNG双燃料，有着得天独厚的优势——依靠洋山港，LNG加注更方便。他认为，未来清洁能源动力疏浚装备的还将以LNG双燃料为主。