中韩造船巅峰对决:关键就在这颗 “皇冠上的明珠”
2022 年,伴随 LNG 船市场爆发,江南造船、大船集团、扬子江船业、招商工业先后收获 LNG 船订单。更多参与者的出现为中国挑战韩国在 LNG 船领域的地位提供了可能。
2 艘 17.5 万立方米 LNG 船的建造合同,这是江南造船(集团)有限责任公司(下称 “江南造船”)2022 年春节后的 “开门红”。
业内人都很清楚这份 “大订单” 的分量。江南造船大型 LNG 船总设计师柳卫东记得,2021 年 11 月 25 日,他接到公司副总经理林青山的电话,请他一同会见一位船东,“对方想聊一聊大型 LNG 船”。
当天下午走进林青山的办公室,柳卫东意识到访客的特殊。“船东是 ADNOC,阿布扎比国家石油公司。中东石油公司的能量很大,一方面由于中东国家经济高度依靠油气资源,另一方面这些公司的董事长往往是王室成员。” 会面最终很愉快,面对对方抛出的各种技术问题,柳卫东屡次表示第二天就可以发送早已准备好的技术文件。
2022 年 2 月 28 日,ADNOC 与江南造船正式签订 2 艘 17.5 万立方米 LNG 船的建造合同。尽管 2021 年 5 月江南造船便曾收获九丰集团 7.98 万立方米 LNG 船订单,但 10 万立方米舱容通常被业内视为中小型与大型 LNG 船分界线, 17 万立方米左右的舱容又是最为主流的船型,这笔订单意味江南造船成为继中国船舶集团沪东中华造船(集团)有限公司(下称 “沪东中华”)后,第二家接到大型 LNG 船订单的中国船厂。
2022 年 12 月 15 日,第四代 LNG 船、17.4 万立方米的 “武当” 号的交船仪式。本文图/沪东中华提供
LNG 船是在零下 163℃的液态天然气低温下运输液化气的专用船舶,是一种 “海上超级冷冻车”,被喻为世界造船 “皇冠上的明珠”,只有美国、中国、日本、韩国和欧洲的少数几个国家的船厂能够建造。
如果将眼光放长,会发现自 1964 年英国建造世界第一艘用于商业运输的 LNG 船以来,LNG 船产业链已经经历数次转移,在这场漫长的竞赛中,各国造船业的兴衰裹挟着不同技术路径的选择,不仅可能让一家船厂错失一笔订单,甚至可能将整个国家的造船业排挤出 LNG 船市场。
如今竞赛仍在持续,但参与者仅剩中韩两国船厂。
一坞难求
LNG 船市场从未像 2022 年这般火热。
去年,沪东中华新增 LNG 船订单量达到 37 艘,市场份额超两成,在手订单量近 50 艘。在沪东中华总装二部党委书记黄华兵的记忆中,此前若干年,每年订单量少则两三艘,多则七八艘,平均每年 5 艘左右。
不同机构的数据虽有差异,但对 2022 年新增 LNG 船订单量的统计皆为历史新高。如据克拉克森统计,去年 LNG 船新增订单量达 182 艘,是 2021 创纪录的 83 艘的两倍以上,同时也是过去 5 年平均每年 59 艘的三倍以上。
LNG 船订单量激增与 LNG 贸易量在 2022 年的增长密不可分,路孚特数据显示,去年 LNG 贸易量为 4.09 亿吨,创历史新高,而此前一年则为 3.796 亿吨。俄乌冲突显然是背后推手,特别是去年 9 月,“北溪 1 号” 和 “北溪 2 号” 天然气管道相继受损。作为一种密度极低的气体,天然气仅有两种长距离运输方式:管道、利用 LNG 船海运。两者此消彼长的形势在 2022 年尤为明显。
去年,欧洲从俄罗斯进口的管道天然气锐减 55%,为了弥补这 830 亿立方米的差额,欧洲加大力度采购 LNG。据牛津能源研究所统计,2022 年,欧洲 LNG 进口增长 60%,多进口 630 亿立方米。
日本商船三井的执行董事滨崎和也曾估算,“当下 LNG 船运输量为 3.7 亿吨,而欧洲每年经由管道采购的天然气按 LNG 计算约 1.2 亿吨。” 若全部替换为 LNG,现有 LNG 船难以承接如此增量。日本邮船社长长泽仁志表示,要多运输 1 亿吨 LNG,需要增加约 100 艘 LNG 船。在 2022 年的新增 LNG 船订单中,超过四分之一有日本船东参与。
运力紧张直接推升了 LNG 船日租金,以在美国与欧洲之间航行的 LNG 船日租金为例,其在 2022 年 11 月突破 48 万美元,约为 2021 年同期的两倍。
正是在 LNG 贸易量增长且运力紧俏的背景下,LNG 船市场爆发。黄华兵向《中国新闻周刊》透露,其实在俄乌冲突爆发前,2022 年年初沪东中华已经收到 15~20 艘 LNG 船意向订单,冲突爆发后这些订单加快了落地速度。
中国第一个运用船用 LNG 技术建造的 LNG 岸罐。
一艘 17 万立方米左右的 LNG 船价格从 2021 年前的 1.85 亿~1.86 亿美元,上涨至 2021 年超过 1.9 亿美元,到 2022 年年初突破两亿美元,再到四季度已经达到 2.3 亿~2.4 亿美元。“在民品利润空间有限的情况下,LNG 船利润空间优于集装箱船,但是也与接单时点相关,一些在 2022 年四季度仍有产能的船厂可以以更高价格接单。” 黄华兵说。
造价高涨更多由于船厂有限的产能。“目前沪东中华每年可以交付 LNG 船 5 艘左右,近几年一直维持在这样的水平,这也与此前年均订单量相匹配。” 黄华兵透露,当前沪东中华交船周期已经排到 2028 年。以现代、大宇、三星这三家船厂为代表的韩国船厂情况类似,至少在 2026 年前没有多余产能可以释放,已是一坞难求。
LNG 船的建造难度决定其产能必然有限。沪东中华迄今仍是国内唯一一家有大型 LNG 船交付记录的船厂,世界范围内,近几年有交付记录的船厂仅有个位数,集中于中韩两国。而与上个世纪八九十年代便进入 LNG 船领域的韩国船厂不同,沪东中华直到 2008 年才交付首艘 LNG 船。
GTT:难以绕开的法国公司
“任何船型的设计首先要满足其功能,运载对象是人还是货?是干货还是液货?是常温液货还是低温液货?LNG 船的运载对象决定其建造难点集中体现在围护系统和液货系统。” 柳卫东告诉《中国新闻周刊》。特别是直接接触 LNG 的围护系统,被认为是大型 LNG 船建造的主要技术难点。
LNG,即零下 163℃的液态天然气,长途运输过程中首先需要保持其低温状态,同时对液货舱的密闭性要求极高,一旦泄漏将使船体钢板脆裂,如果液化天然气从裂缝漏出迅速汽化,顷刻就会爆炸。17 万立方米的液化天然气同时爆炸,释放的能量相当于 32.3 万吨 TNT 烈性炸药。围护系统的目的便是确保液货舱的隔热性与密闭性,作用类似于接触沸水的暖壶内胆。
大型 LNG 船的围护系统主要采用薄膜技术,以 NO 与 MARK 两条技术路线为主,采用不同的原材料与工艺。两项薄膜技术均发轫于上世纪六十年代初,原本分别由两家法国公司掌握,上个世纪九十年代中期,两家公司合并为 GTT 公司,垄断 LNG 船围护系统薄膜技术。
以 NO 96 型薄膜技术为例,其需要在船体内先铺设一层绝缘箱,再铺设一层殷瓦钢,完成密封性检测后再在其内部铺设一层绝缘箱,然后是第二层殷瓦钢,形成两层绝缘箱,两层殷瓦钢的结构。直接接触 LNG 的殷瓦钢的材料是含镍 36%的钢材,热膨胀系数极低,从常温降至零下 163℃几乎不会收缩、变形。“LNG 船铺设的殷瓦钢绝大多数情况下仅有 0.7 毫米,我们通常将其与纸张的厚度类比,这对焊接技术提出较高要求,不能出现漏点。” 黄华兵介绍说,围护系统建造难度主要体现在焊接,类似于在宣纸上施工。
一艘大型 LNG 船的围护系统共有 150 公里长的焊缝,其中 90%采用自动焊接技术,余下 10%需要手工焊接。培训一名合格的焊工平均需要三个月,至少再工作一年才会成为一名比较熟练的焊工。
2021 年 6 月 2 日,江苏连云港经济技术开发区的连云港中远海运特种装备制造有限公司生产车间,工人正在安装、调试 LNG 罐箱智能生产线。图/中新
如今,只有当一家船厂完成围护系统模拟舱建设,并且获得 GTT 公司认证、颁证,才会被认为获得进入大型 LNG 船市场的 “入场券”。国内船厂突围 LNG 船,自然也绕不开 GTT 公司。
上世纪 90 年代末,GTT 公司曾到中国推广薄膜技术,拜访众多国内船厂。GTT 公司与船厂的合作模式是只提供图纸和检验服务,不提供任何围护系统实物部件,船厂需要向 GTT 公司认可的合格供应商采购部件,再被收取每艘船造价 5%的专利费。柳卫东坦言,当时国内船厂难以在理念上接受这一合作模式,逐步才意识到建造大型 LNG 船无法绕开 GTT 公司的薄膜技术。另一条技术路线是 MOSS 型,即球罐型 LNG 船,虽然专利费用较低,但是如果想达到与薄膜型 LNG 船相同的舱容和能耗,造价更高。
先于韩国船厂进入 LNG 船市场的日本船厂,在 2000 年以后仍以球罐型 LNG 船为主要产品,随着薄膜型 LNG 船优势显现,以及日本劳动力成本上升,日本船厂在 21 世纪的第一个十年中逐步被挤出 LNG 船市场。
1997 年沪东中华便展开 LNG 船建造的前期调研。“当时连 LNG 船的样子都不知道,通过梳理资料,拜访国外船厂、船级社逐渐接触 LNG 船。” 黄华兵介绍,真正迈出实质性的一步是在 2001 年年中,在 GTT 公司代表的指导下,沪东中华建成首个围护系统模拟舱。
2004 年,沪东中华中标广东 LNG 项目,这是国内首个液化天然气项目,也是首次招标 LNG 船。2008 年 4 月,沪东中华交付 14.7 万立方米的 LNG 船 “大鹏昊”,成为国内船厂建造的首艘 LNG 船。沪东中华的第一代 LNG 船的设计和建造,都有法国大西洋船厂的技术合作。
“沪东中华当时不具备独立设计能力,只能与法国大西洋船厂合作,从船型选型开始对方便给予很多技术支持。” 黄华兵回忆,当年沪东中华的设计人员在法国的出差时间通常在半年以上,与大西洋船厂联合设计。除去联合设计,在后续工艺编制、安装调试,甚至试航环节都有大西洋船厂的工作人员参与。
从第二代 LNG 船开始,沪东中华便开始自主研发设计,经过船型、主机、围护系统等方面的几轮升级,2022 年沪东中华开工建造的 LNG 船 “长恒系列” 已是第五代。作为 LNG 船重要技术指标的蒸发率已经从第一代的每日 0.15%下降至第五代的每日 0.085%。
14 年里,沪东中华成为国内唯一进入大型 LNG 船领域的船厂。
中国船舶沪东中华围护系统部员工在检查液货舱殷瓦钢焊接密性。
“一家独大” 背后的暗战
其实在上世纪 90 年代末,希望进入 LNG 船领域的国内船厂不止沪东中华一家。
当年,参与广东项目首艘 LNG 船招标的船厂除了沪东中华,还有江南造船和上海外高桥造船有限公司(下称 “外高桥”)组成的联合体。而这次招标的结果,直接奠定了此后近 20 年 LNG 船领域沪东中华在国内船厂中 “一家独大” 的格局。
当时江南造船厂还位于上海南浦大桥上游,LNG 船建造完成后无法通过南浦大桥,因此选择与成立不久的外高桥合作。“时任江南造船董事长陈金海兼任外高桥董事长,当时外高桥连散货船也没有交付记录,相当于小学生参加高考。” 柳卫东半开玩笑地说。
江南造船与外高桥联合体的信心来源于投标时便选择了薄膜型技术路线,而当年标书明确的招标对象是薄膜型 LNG 船。但沪东中华最终中标广东项目的三艘 LNG 船。
广东项目之后,2003 年获批立项的福建项目两艘 LNG 船开启招标。这一次,江南造船投标时更换技术路线,与芬兰马萨船厂合作,引进其球罐型技术。“当时对于拿下福建项目标的比较有信心,认为中国 LNG 船技术路线不能限于薄膜型,这也有利于降低对国外某项技术专利的依赖。” 江南造船一位参与当年招标的负责人回忆说,但是当时广东与福建项目背后的船东同是中国组建的第一家 LNG 船航运公司 CLNG,同一船东自然不愿操作两种船型,倾向于选择薄膜型 LNG 船。
随后上海项目再度招标一艘 LNG 船,江南造船已经明显处于 “陪跑” 状态。2006 年后,江南造船的 LNG 船项目一直处于停滞状态,直到 2012 年再次投标中国海运集团项目再度 “陪跑”。
经过 2012 年的那次投标经历,时任江南造船总经理的林鸥召集公司主要领导开了四个半小时的会。“会议决定不再继续 ‘陪跑’,需要建立起自身的技术储备,选择与沪东中华差异化竞争的 MARK 型薄膜技术路线寻求突破。”
2022 年,伴随 LNG 船市场爆发,江南造船、大船集团、扬子江船业、招商工业先后收获 LNG 船订单,作为 “后来者” 的四家船厂均采用 MARK 型薄膜技术路线。“如果选择与沪东中华相同的 NO 型薄膜技术路线,需要巨额投资建立绝缘箱产线,资金来源与成本均存较大疑问。当年沪东中华主要通过课题攻关的方式获得国家支持,建设绝缘箱产线,其他船厂已经难以复制。” 柳卫东解释说。
选定 MARK 型薄膜技术路线后,2016 年年底,江南研究院成立后,江南造船开始真正投入力量研发 MARK III 型 LNG 船,最初的方案是与一家国内设计单位联合研发,但是第一版设计方案的能耗指标高于韩国船厂同类船型 15%,以 40 年周期估算,能耗成本高出 7000 万美元。
第一版设计方案夭折后,江南造船开始主导第二阶段研发。2018 年年底,江南造船首先进入燃料舱市场,逐步具备独立建造、交付采用 Mark III 薄膜技术的 1.8 万立方米燃料舱的能力,这意味江南造船有能力承建 Mark III 薄膜型围护系统。“可以将燃料舱理解为小型液货舱,用于一些以 LNG 为燃料的船型储存 LNG。此前,公司内部也没有多少人相信有能力接下 Mark III 型 LNG 船订单,燃料舱交付后才感觉距离大型 LNG 船订单不再遥远。” 柳卫东说。
2022 年,江南造船终于等到了 ADNOC 的 6 艘 17.5 万立方米 LNG 船订单。2022 年,除了市场规模激增,国内 LNG 船领域的最大变化便是江南造船等四家船厂开始打破沪东中华 “一家独大” 的局面。对于国内船厂竞争加剧,黄华兵坦言确实感到压力,但仍然自信 3 年内沪东中华会在国内船厂中保持领先。
但是,更多参与者的出现为中国挑战韩国在 LNG 船领域的地位提供了可能。
中国石油首批 3 艘自有 LNG 船队首制船 “少林” 号。
中国第一型 17.4 万立方米 LNG FSRU“运输者精神” 号。
全球最大浅水航道 8 万立方米 LNG 船 “传奇太阳” 号。
中韩竞逐国际市场
近十余年来,沪东中华已经不再接单散货船、油轮,民用产品线集中到 LNG 船和大型集装箱船。从产品结构来看,LNG 船已经占据公司全部订单的一半以上。
“‘十四五’ 期间,沪东中华将提升 LNG 船产能列为重要战略,2025 年 LNG 船交付数量会提升至 10 艘,这意味产能在两三年内翻番。” 黄华兵透露。
沪东中华在年初召开的 2023 年经营策略发布会上,提出了 “实施 LNG 产能倍增战略,优化全产业链结构布局” 的年度目标。承担着沪东中华 LNG 产能倍增战略任务的长兴造船基地二期工程正紧锣密鼓地推进各项施工工作。
2022 年之前,全球每年 LNG 船订单量在 60 艘左右。按照黄华兵的估算,韩国 LNG 船产能以三星、现代、大宇三家船厂为主,合计年产能可达 60 艘左右,意味韩国船厂此前占据市场的绝对多数份额。伴随更多国内船厂在 2022 年进入 LNG 领域,中国船厂共计承接 59 艘 LNG 船,市占率 32%。而韩国船企获得了 122 艘 LNG 船订单,市占率 67%。除了中韩船厂接获的 181 艘订单之外,剩余唯一的 LNG 船订单是三菱造船在 3 月承接的 3500 立方米 LNG 加注船。
2022 年,江南造船除了收获 ADNOC 的 6 艘大型 LNG 船订单,新加坡船东的两艘大型 LNG 船订单也在 10 月底进行技术谈判,择日签约。相关负责人透露,目前,江南造船还在与一些船东谈判,仍在积极接单,“逢单必争”。大型集装箱船、大型液化气船和大型 LNG 船是江南造船的三个战略产品。江南造船刚刚进入大型 LNG 船建造领域,暂时对外宣布的产能是每年交付 3 艘。但预计在第一批船交付前年产能便会得到比较大的提升,也就是前一两艘船的交付速度会比较慢,之后便会得到比较大幅度的提升。
有 LNG 船领域资深专家告诉《中国新闻周刊》,中国船厂建造的 LNG 船在能耗、航速、蒸发率等指标上已经与韩国船厂没有差距,随着更多中国船厂进入这一领域,未来 3~5 年在产量上达到,甚至超过韩国是可能的。
当下,中韩船厂正在展开一场 LNG 船产能竞赛,希望分得更大的蛋糕份额。而产能与建造周期紧密关联,这也是中国船厂相比韩国同行的重要差距。目前沪东中华 LNG 船建造从开工到交付,建造周期约 21 个月,相比最初近 40 个月已经大为缩短,但是韩国船厂的平均建造周期为 18 个月,甚至可以缩短至 16.5 个月。
这使得目前中国船厂的大型 LNG 船报价低于韩国船厂,价差在几百万到一千万美元,重要原因便是韩国船厂建造周期更短,在 LNG 船租金高企的情况下意味着船东可以更早将其投入运营盈利。
提升配套部件的国产化率可以在相当程度上缩短建造周期。“一些重要配套部件的采购周期可能长达 10~14 个月,而韩国船厂基于规模优势并从国内配套厂商获得较高的供应优先级,可以大为缩短建造周期。” 柳卫东说。
与中国船厂一样,韩国船厂的主流 LNG 船型围护系统也采用 GTT 公司专利,两种核心原材料同样需要进口,殷瓦钢的原材料从法国殷菲公司购进,制作绝缘箱的胶合板需要使用北欧、俄罗斯极寒地区的桦木。
“谈及中韩船厂配套部件国产化的差异,主要体现在液货系统上,也就是一套控制 LNG 装载、卸货的系统,特别是一系列低温设备,其中绝大多数韩国船厂可以实现国产配套,中国船厂尚需进口。在主机层面,国内已经可以生产双燃料主机,但是一些船东可能会点名要求使用外国生产的主机。” 黄华兵认为,目前配套部件的国产化率可以达到 60%以上,而韩国船厂可以达到 90%以上。
柳卫东告诉记者,液货系统的设计与集成对于中国船厂而言都不成问题,但是包括压缩机、换热器、惰性气体发生器,甚至包括计量设备等都需要从国外采购。“这些设备基本都有相应的国内厂商在研发,并逐步应用于小型 LNG 船,但是没有应用于大型薄膜型 LNG 船。”
不过他对于配套设备国产化率的提升比较乐观,“如果中国船厂中只有沪东中华一家进入大型 LNG 船市场,上游配套厂商面向的市场极为有限,而更多船厂进入这一领域意味着更多配套厂商愿意投入这一领域。”
而前述 LNG 领域资深专家向《中国新闻周刊》透露,沪东中华牵头申报的有关 LNG 船的科研专项在国务院层面已经在原则上获批,但正式拿到批文要等到 2023 年下半年,其中重要的内容便是配套设备国产化。“预计经过三年第一批国产设备上船,优化后的第二批国产设备应该可以走上正轨,但仍是小范围应用,因为很多国外船东仍不会选择国产设备,预计这个过程需要五六年时间。”
如果以这个时间推算,中国的 LNG 船产业链可以赶上市场增速较快的阶段。
按照黄华兵的预判,俄乌冲突带来的短期效应仍会在未来两三年持续,而从更长周期观察,天然气在能源消费的比重会加大,加之此前一些船型老化,或是能耗不再达标,至少会给 LNG 船市场带来 10~15 年的增长前景。
“LNG 船与其运输的货物有密不可分的关系,LNG 在众多能源中的地位与地缘政治、‘双碳’ 目标都密不可分。因此很难断言新一年 LNG 船订单量,特别是其中还掺杂着俄乌冲突的变量。” 柳卫东坦言,自己近期正在密切关注这些方面的信息,特别是其对国内 LNG 市场的影响。
他预计,从全球来看,2023 年难以达到 2022 年 170 艘左右的 LNG 船新增订单量。但是 2023 年 1 月 1 日起,船舶领域新的排放标准开始执行,包括国内首艘 LNG 船 “大鹏昊” 都可能面临被淘汰的命运,这会带来新的市场机遇。
2022 年年中,柳卫东曾对全球天然气液化工厂的产能进行梳理,液化是 LNG 贸易的前提条件,在很大程度上也可以反推 LNG 贸易量。按照他的估算,2030 年全球天然气液化工厂的产能可以达到 8 至 9 亿吨。虽然贸易量会相应打折,但如果届时全球 LNG 贸易量达到 7 亿吨,即使考虑 LNG 船新旧更替,平均每年 LNG 船的需求量可能在 40~50 艘。
2024 年可能会明显降温,降到一定数量后可能再出现反弹。“对于每年 40~50 艘的订单量,中韩之间的竞争格局将会更加明晰,除了技术和性能指标之外,谁建得又好又快就会收获更多订单,建造质量与周期都是决定性因素。”
本文来源:中国新闻周刊,原文标题:《中韩造船巅峰对决:关键就在这颗 “皇冠上的明珠”》