技经观察丨LNG船迎来需求“井喷”,韩国引领全球LNG船市场
近年来,在全球碳中和趋势下,天然气作为一种清洁能源,消费需求持续增长,液化天然气(LNG)进口量连年增长。同时,2022年以来俄乌危机加剧了全球天然气市场的紧缺性,加之9月北溪管道又出现泄漏。多种因素叠加下,导致全球LNG船需求持续增长。据Clarkson Research统计数据,2022年上半年已新签89艘LNG船订单,超过去年全年订单总量。同时,在LNG船供应紧张背景下,飙升的钢材价格和有限的造船产能导致了LNG船价格上涨。Rystad Energy数据显示,新船价格从2021年的1.9亿美元上涨至2.4亿美元。LNG船属于高技术、高附加值船舶,目前全球主要LNG船建造国包括韩国、中国、日本,而韩国凭借在LNG船领域的先发优势,多年来在该领域一直处于领先地位。本文主要介绍韩国LNG船发展现状,通过分析其LNG船强盛原因,并结合当前全球能源格局及LNG船发展形势,提出对我国LNG船发展的启示。
一、韩国LNG船发展现状
(一)韩国政府全力扶持国内LNG船发展
韩国LNG船在短短几十年内从无到有再到全球领先,离不开政府的全力支持。这种支持一方面表现在政府支持本国企业“吃螃蟹”。韩国船企起初LNG船订单多数由政府加持下获得。例如,20世纪90年代初,在韩国政府的加持下,韩国计划建造的全部4艘LNG船均由韩国船厂承建,其中现代重工获得3艘,韩进重工和大宇造船共同获得1艘。另一方面,韩国政府通过“政府出资支援”措施推动大、中、小型造船企业和船舶配套企业参与 LNG船的研建,即大型船企提供技术帮助,中小船企和配套企业则研发制造各种配套部件。同时,韩国政府还通过资金加持推动“产学研抱团”的方式助力推进LNG船核心技术国产化。第二代LNG船液货围护系统“KC-2”就是在此背景下开展的核心设备国产化项目,有望打破法国GTT公司薄膜型液货围护系统在该领域的垄断地位。
(二)韩国三大船企占据全球LNG船市场主导地位
在全球具备LNG船建造能力的船企中,韩国船企占据了绝对主导地位,其中大宇造船、三星重工、现代重工更是长期占据全球十大LNG船造船厂前三位。这三大船企LNG船研发起步早,在积极开展技术引进吸收的同时重视技术创新,取得多个“首次”。其中,大宇造船于2005年开发出全球首艘多功能天然气运输船,具有将液化天然气还原成气体的功能,适用于没有天然气气化终端站的港口。三星重工于2001年成功开发出以电能为推进动力的新一代LNG船,此前在航或在建的LNG船均以柴油机为推进动力。现代重工于1994年建造了韩国首艘LNG船,期间自主研发了自动高电流金属惰性气体焊接机,被公认为一项重大技术成果。
基于长期的技术积累与创新,韩国三大船企几乎包揽了全部大型LNG船订单,占据约70%的市场份额。2022年1~8月,全球共发标111艘LNG船,创历史新高,其中韩国中标83艘,占比高达75%。2020年以来,随着全球脱碳化的推进以及俄乌危机持续带来的全球能源运输格局剧变,全球LNG海上运输量增加,进而刺激LNG船订单激增。近年来,韩国三大船企持续提升其LNG船产能,目前韩国大型LNG船年交付能力达60艘。
(三)韩国拥有LNG船整个产业链高水平竞争力
自开始研建LNG船以来,韩国不仅攻克多项核心技术,实现核心设备国产化,同时重视提升LNG船配套能力。2015年,韩国政府、国企和行业组织联手建立了LNG船配套设备研发试验、验证和认证中心,以支持LNG船配套企业研发新技术与设备。经过多年发展,韩国当前已成为全球LNG船配套能力最完善的国家,其再液化装置、气化设备、电机设备和特种材料均由本国企业自主建造。韩国建造的LNG船配套设备本土化率高、采购价格低、供货及时可保证施工的连续性,有利于缩短建造周期,降低生产成本,从而使韩国LNG船整个产业链形成高水平竞争力。
二、韩国LNG船称霸全球的三大举措
(一)深化核心技术研发,打破对外依赖
作为LNG船建造强国,过去很长一段时间内,韩国LNG船核心设备被国外企业把持。近年来,韩国围绕核心材料、设备展开攻关,并取得三方面重大进展。
一是自主研发出LNG储罐用高锰钢材料,进一步降低LNG船建造成本。2022年6月,韩国大宇造船与浦项制铁合作开发的高锰钢材料成功批量生产,并全球首次应用于LNG船LNG燃料储罐上。大型LNG燃料储罐是LNG船的核心设备,此前主要采用镍合金钢,但该钢材价格昂贵,制作繁琐。高锰钢全球锰资源丰富,价格较镍合金钢低,在零下196摄氏度仍能保持理想性能,是用于LNG储罐的新一代材料。使用高锰钢作为储罐材料,每制造储罐总容积17万立方米的LNG船费用可以节省200亿韩元。韩国业界人士表示,此次高锰钢燃料储罐制造技术突破,将大幅减少韩国LNG船的建造成本。目前,韩国已建立包括钢铁企业、造船企业、储罐制造商等在内的船用高锰钢LNG储罐供应链。
二是研制出国产LNG船液货围护系统,降低对法国GTT公司的依赖。该系统是LNG船的核心设备,用来存储液化天然气,目前通用的主要包括薄膜型和Moss球型两大类。其中,薄膜型主要由法国GTT公司提供,在营运的LNG船舶中,薄膜型占据了约70%市场份额。Moss球型由挪威Moss Maritime公司开发,由于其液货围护系统材料为铝合金或9%镍钢,建造成本较高,目前市场占有率在大幅下降,从营运船的30%占有率降至新订单3%占有率。韩国船企虽然包揽了全球约70%的LNG船订单,但LNG船液货围护系统专利为法国GTT公司所有。每建造一艘LNG船,韩国船企需向GTT公司支付船价5%近900万美元的专利使用费。为减少对GTT公司的依赖,韩国三星重工、大宇造船、现代重工三大船企相继自主研发出液货围护系统SCA、Solidus、High Japs。同时,三大船企还合作研发出“KC-1”液货围护系统。然而,韩国目前自主研发的液货围护系统因缺乏实用案例均不肯被海外船东采用,尤其是“KC-1”于2018年投入使用出现一系列问题后,市场前景更加渺茫。目前,三大船企正推进国产第二代LNG液货围护系统“KC-2”的研发,相关工作计划于2023年前完成。
三是自主研发出LNG船再液化系统,进一步强化其LNG船国际竞争力。再液化系统可在零下163摄氏度的超低温液货舱中,将自然气化的LNG蒸发气体全部重新冷凝液化,最大限度地保存运输中的LNG,是提高LNG船运营效率的核心设备。近年来,韩国船企持续攻克该领域技术难题,推出具有自主知识产权的产品。大宇造船率先推出LNG再液化系统,目前已掌握了包括部分再液化系统、高压及低压发动机用完全再液化系统等在内的LNG再液化系统技术。三星重工今年成功完成采用自主技术开发的低压双燃料X-DF发动机用LNG再液化系统“X-Reli”的实证测试,并在研发该系统的过程中,成功实现了热交换机、阀门等核心配套零部件的国产化。现代重工于2018年研发出的新LNG再液化系统,可实现LNG船蒸发气体100%再液化,使得航行中的LNG蒸发率仅为0.017%。韩国具有自主知识产权的LNG再液化系统可降低LNG损失率,进而降低船东运营成本,助力船企赢得更多订单。
(二)积极构筑“专利堡垒”,巩固行业龙头地位
专利是韩国造船业加强技术储备进而抢占市场份额的重要手段,LNG船也不例外。LNG船涉及技术难点多,技术壁垒也高,韩国三大船企很早就围绕重难点技术展开技术攻关,并同步布局相关专利,呈现出专利布局早、覆盖领域广等特点。据相关资料表明,韩国三大船企早在2000年左右就开始专利布局,目前仅在LNG液舱蒸发气体处理与相关配套设备领域,就已全球布局1000件专利,有力推动了韩国造船业技术革新。此外,韩国船企早期主要在韩国申请专利,随后在世界各国进行专利布局,现已基本覆盖到世界主要造船国家和地区。总体来看,韩国在LNG船专利申请方面全球领先,且基本涵盖了主要关键技术领域。
(三)抢占国际标准高地,提升LNG船全球竞争力
在船舶领域,国际标准化组织标准(ISO)和国际电工委员会标准(IEC)这两个标准体系使用最为广泛。韩国从开始研建LNG船以来就将相关国际标准开发列为政府研发事业,通过抢占LNG船核心设备的国际标准提升其LNG船全球竞争力,目前已取得多方面进展。2018年,韩国浦项制铁联合韩国科学技术院研发的LNG船储罐用超低温高锰钢材料正式成为国际技术标准。此前,LNG储罐材料只能采用镍合金钢、9%镍钢、不锈钢和铝合金钢。韩国通过这一举措大幅提升了韩国钢企和LNG储罐制造企业的国际竞争力。2022年5月,韩国造船海洋设备研究院开发的“LNG再液化系统性能评价试验方法”通过了国际标准化组织新工作项目提案(NP)投票成功立项,迈出了抢占LNG船相关国际标准的重要一步。未来,韩国计划向国际标准化组织提出采用高锰钢作为LNG船液货围护系统材料的国际标准,为其国产化LNG船液货围护系统的全球推广使用打好基础。
三、对我国LNG船发展的启示
当前,在碳中和步伐加快以及国际能源市场动荡背景下,全球对液化天然气需求大幅提升,LNG船市场也迎来快速增长期。据Clarkson Research数据显示,未来十年内,LNG船海运量将增长65%。我国作为紧随韩国的LNG船主要建造国家,LNG船将迎来重要发展期。从2022年接单情况看,截止8月份,全球111艘LNG船订单中,韩国船厂接获其中83艘,剩余28艘全部被我国船厂接获,创下了历史最好接单记录。虽然近年来我国接获的LNG船订单呈上升趋势,但国内LNG船整体上仍处于发展阶段,部分关键技术还掌握在西方传统技术强国手中。未来,全球LNG船将迎来快速发展期,我国应把握好此机遇,通过借鉴韩国的一些经验和做法,进一步提升我国LNG船全球市场份额。
首先,强化核心技术自主,构建产业链优势。纵观韩国LNG船发展历程,韩国造船业及船舶配套企业形成合力,同时攻关LNG船核心设备和配套设备,不仅实现了再液化系统、液货围护系统等核心设备的自主可控,同时还建立了完善的LNG船配套产业集群。我国在布局LNG船核心设备的同时也应关注核心配套产业发展,要在LNG船整个产业链涉及的关键技术上实现自主可控。
其次,密切关注LNG船市场发展趋势。韩国对于LNG船市场发展趋势极为关注,其早年间充分把握了美国、俄罗斯天然气出口增加的LNG市场发展趋势,以及印度、欧洲、日本等国家大量进口LNG产生的LNG运输船需求,接获了全球约70%的LNG船订单。未来较长一段时间内,在各国向清洁能源转型背景下,以天然气为代表的各类清洁能源需求将逐步提升,推动LNG船市场强劲增长。而短期内,由于欧洲囤气引发船舶抢夺战,LNG船市场也将迎来快速增长期。我国应密切关注LNG船市场发展趋势,准确把握市场需求,规划调整LNG船发展战略,提升我国LNG船市场份额。
最后,关注船型发展方向。当前,LNG船衍生出极地LNG船、液化天然气浮式储存和再气化装置(LNG-FSRU)、液化天然气浮式生产储卸装置(LNG-FPSO)、LNG燃料加注船等新船型。韩国目前已在上述方向展开相关研究,并取得一定进展。与韩国相比,我国目前部分船型研建能力仍需提升,尤其是极地LNG船、LNG-FPSO建造经验不足。这两种船是未来极地、深远海能源开发的重要装备,无论从造船业发展角度还是国家能源安全角度来看,都对我国至关重要。
参考文献
[1] 吕龙德. 韩国LNG船制造领先世界[J].广东造船, 2019, (06): 13-14.
[2] 王楚. 力保“领头羊”地位,韩国造船业积极构筑“专利堡垒”[J].中国船检, 2020, (10): 46-49.
[3] 刘亮. 大宇造船关键技术专利布局的启示[J].中国船检, 2020, (10): 78-80.
[4] 秦琦. LNG船建造:韩国缘何能一枝独秀?[J].中国船检, 2019, (08): 34-37.
作者简介
武志星 国务院发展研究中心国际技术经济研究所研究四室,三级分析员
研究方向:海洋和核领域形势跟踪及关键核心技术、前沿技术研究
联系方式:wuzhixing@drciite.org
推荐阅读
编辑丨郑实
研究所简介
国际技术经济研究所(IITE)成立于1985年11月,是隶属于国务院发展研究中心的非营利性研究机构,主要职能是研究我国经济、科技社会发展中的重大政策性、战略性、前瞻性问题,跟踪和分析世界科技、经济发展态势,为中央和有关部委提供决策咨询服务。“全球技术地图”为国际技术经济研究所官方微信账号,致力于向公众传递前沿技术资讯和科技创新洞见。
地址:北京市海淀区小南庄20号楼A座
电话:010-82635522
微信:iite_er