1、綠色港口建設實踐LNG在港口機械設備、港作拖輪中的應用及綠色智能港口建設與運營福州2022年3月4日星期五第一部分 LNG在港口機械設備、港作拖輪中的應用第二部分 綠色智能港口建設與運營目錄目錄LNG在綠色港口應用的政策背景在綠色港口應用的政策背景2011年9月28日，交通運輸部“十二五”水運節能減排總體推進實施方案提出“試點應用LNG驅動、電力驅動水平運輸車輛技術”、“試點應用內河柴油和LNG混合動力船舶技術”；2012年10月26日，交通運輸部關于港口節能減排工作的指導意見提出“鼓勵、支持試點采用LNG（液化天然氣）清潔能源驅動港作船舶、港作車輛及其它流動機械”、“開展?？縇NG動力船舶的

2、碼頭布點方案、碼頭平面布置方案等相關技術的研究”。2013年6月14日，國務院常務會議上確定將“加快調整能源結構，加大天然氣、煤制甲烷等清潔能源供應”作為防治大氣污染十條措施之一；LNG的基本情況LNG的物理性質 主要成分：甲烷 臨界溫度：190.58K 在常溫下，不能通過加壓將其液化，而是經過預處理，脫除重烴、硫化物、二氧化碳和水等雜質后，深冷到-162OC，實現液化。 主要物理性質如下表氣體相對密度沸點/C（常壓）液體密度（g/l）（沸點下）高熱值（MJ/m3）顏色0.600.70約-162C43046041.545.3無色透明LNG在港作機械應用中的優勢在港作機械應用中的優勢 動力“強”

3、、連續作業“強“、 啟動“強”，高效可靠排放“低” 、噪音“低”、 綠色環保使用成本“低”，經濟性好LNG在港作機械使用燃料成本降低在港作機械使用燃料成本降低 使用LNG燃料比柴油節約燃料成本30以上。裝載機臺數越多、單臺施工時間越長，則越節約燃料費用。經濟性對比（以下數據基于相同工況的實驗得出）項目LW500K-LNGLW500KLW600K-LNGLW600KLW800K-LNGLW800K每小時消耗15kg17L19kg22L26kg29L燃料單價QYQYQY每小時節約17Y-15Q22Y-19Q29Y-26Q設定由于各地燃料價格不一，現按平均價格 燃油Y=7.6元/L，天然氣Q=6元/

4、kg 計算 節約比（17Y-15Q)/17Y=30.3%(22Y-19Q)/22Y=31.8%（29Y-26Q）/29Y=30%數據受不同工況，燃料價格不同的影響，但同種條件下基本能保證燃料成本至少節約30%LNG應用后排放極低、低污染應用后排放極低、低污染lLNG無色、無味、無毒、無腐蝕性，是目前世界上最清潔的能源，幾乎不含硫、粉塵和其他有害物，燃燒后的顆粒物排放量比柴油少50-70%,CO2排放比柴油少30%以上。一臺某型號的港口裝載機工作8小時可比一臺柴油裝載機減少150Kg的二氧化碳排放，一年減少45噸以上。 LNG應用后噪聲有效降低應用后噪聲有效降低LNG裝載機在行駛中的噪音小于同馬

5、力柴油裝載機的噪音，極大地保護了駕駛員的身體健康。燃油型和燃氣型的噪音對比 項目LW500K-LNGLW500KLW600K-LNGLW600KLW800K-LNGLW800K司機耳旁（dB)788080827880據有關調查研究表明：噪音上升1分貝，可增加3%高血壓發病率。LNG應用大功率、長續航較好應用大功率、長續航較好LNG因其相對于CNG、LPG具有更為經濟、安全等優勢，以及其液態儲存能量密度大，更適于要求大功率長續航的重載卡車使用。因此LNG與其它新型能源相比，在港口水平運輸機械中的應用更具可行性。據徐工集團的實際數據表明，目前徐工有2臺LW800K-LNG在連云港東源公司使用，自2

6、013.7-2014.4月，平均每臺使用4400小時，每月接近500小時，完全適應港口的高強度連續作業需要。LNG應用車輛的購買成本較高應用車輛的購買成本較高由于LNG車的天然氣發動機產量較柴油機小很多，制造成本高于柴油機，反映到價格上也相比柴油機昂貴。再有LNG設備的儲氣罐、供氣調壓裝置結構復雜，制造工藝要求高，也增加了很多成本。因此，LNG汽車的整體價格要高于同檔次的柴油車。LNG在港作機械上維護成本較低在港作機械上維護成本較低以LNG動力集卡為例：在日常維修保養成本問題上，LNG設備比設備增加了氣罐和供氣調壓系統，同時減少了柴油增壓噴射系統，由于柴油機噴油泵、單體泵、共軌高壓系統的維修保

7、養費用較高，減少了這部分機構也相應減少了發動機的日常維保成本，與LNG發動機增加的氣罐和供氣系統維護費用兩相抵消后，LNG發動機的維保成本比柴油機略低 。計算LNG應用成本時，將維保成本視為相等，即應用LNG技術的成本只有設備購置費用差異的一次性投入。LNG集卡應用的經濟效益逐步明顯集卡應用的經濟效益逐步明顯以天津港投入LNG集卡為例：通過計算，LNG集卡的靜態投資回收期為4.13年，動態回收期為5.04年。該指標相對于集卡10年左右的使用壽命，經濟性優勢并不明顯。2009年的柴油價格受金融危機影響處于近期低谷。隨著經濟形勢的好轉，柴油價格必定重新進入上升通道中。柴油價格按這種趨勢發展，LNG

8、集卡投資回收期將明顯縮短。加之世界經濟的復蘇重振，必將帶給港口更多的集裝箱作業量，這又可以提高港口的設備利用率。因此，LNG集卡的投資回收期應在3年左右。此技術對于港口行業擁有可觀的投資回報。以后隨著LNG 技術的發展，LNG發動機電子控制系統的國產化，以及LNG 儲氣瓶及附件的批量化，車輛成本會更低，經濟效益更加顯著。LNG集卡應用港口進入實質性階段集卡應用港口進入實質性階段港口集卡的作業運程適合LNG 車輛使用。港口碼頭的集卡主要以短駁作業為主，每輛集卡一天平均工作時間15 小時，行程200 公里左右。而現在國內開發的低速LNG 集卡能連續作業40 工作小時或連續行駛450 公里，基本上與

9、低速柴油發動機車輛持平。高速LNG 集卡能連續行駛400800公里以上。港口完全有條件使用天然氣集卡。國內外LNG 天然氣集卡技術基本成熟，能滿足港口生產需要。LNG 氣站技術成熟，建站靈活，車輛加氣方便，完全適合港口要求。目前一般LNG氣站有常規站和可移式成套組裝站（一般為撬裝LNG 加氣站）兩種。撬裝LNG 加氣站占地面積約為800 平米/座，儲氣罐為50 立方米，（也有30 立方的），供氣能力為1萬立方/日，能滿足100 輛集卡日常加氣需要，投資總金額為約400 萬。港口可根據LNG 車輛數量靈活建站和擴大規模。氣站的設備不復雜，管理也不難。對車輛 的充氣也很方便，一般一輛集卡充氣不超過

10、5分鐘。左圖：國內的港口專用LNG天然氣集卡右圖：LNG天然氣加氣站LNG在港作拖輪動力應用的嘗試在港作拖輪動力應用的嘗試船東對LNG動力港作拖輪的需求日趨明顯：船東為配合完成大型LNG運輸船的港內作業任務，確定設計建造一批全回轉港作拖輪的基本意向。船東對此類港作拖輪的設計提出的基本要求除滿足相關的國內外公約、規范及LNG行業通行要求之外，還希望考慮使用LNG燃料作為動力以實現節能減排目標。港作拖輪屬于港口設施配套的重要設備，主要用于在港口區域內為引航大型船舶并協助其操縱包括靠泊、離泊作業。隨著科技經濟水平的提高以及船舶不斷的大型化，各大港現有或新造的拖輪多以全回轉拖輪為主，配備的主機功率也隨

11、著實際作業能力的需求而逐漸增大。結合船東的實際使用需求，為配合完成不同的LNG運輸船舶的港內輔助作業，拖輪也考慮采用LNG燃料為動力，LNG在港作拖輪動力應用的嘗試在港作拖輪動力應用的嘗試在技術上采取LNG和柴油雙燃料發動機：雙燃料發動機可以在兩種燃料模式下工作，不同工況下燃料自動切換，動力系統穩定可靠，應變迅速，適應能力強。LNG發動機燃料單一，對燃料供應鏈的依賴性強，有較大的空間和時間的局限性。LNG發動機是針對LNG燃氣專門開發的機型，能耗優化結果較好，因而燃料效率高，功率特性好。而雙燃料發動機由于需要兼顧兩種不同特性的燃料，因而在這方面較弱。采用雙燃料發動機，由于有兩種燃料供給模式，C

12、CS現行規范的要求有所放寬，使系統的設計難度和施工難度都有所降低。LNG在港作拖輪動力應用的嘗試在港作拖輪動力應用的嘗試在燃料補給方式上采取槽車補給方式：燃料補給的可靠性和便捷性是是選擇發動機型式的關鍵因素?？疾飚斍拔覈鳯NG燃料供應設施的現狀，在現階段采用槽罐車加注方式最為切實可行。服務于港區的拖輪需要按照排定的工作計劃分航次開展周期性服務作業。對于以純LNG燃料的船型而言，需要頻繁（幾天）靠岸加注燃料，尤其是在一個作業周期內，剩余燃料有限的情況下，燃料的加注將受限于作業的時間和空間。雙燃料推進系統船型則能夠比較靈活的安排LNG燃料和燃料油的加注時間，也能夠保障在作業周期內的服務質量。在國內

13、現有LNG燃料配套設施的服務水平和條件下，雙燃料機型方案是兼顧各種因素的穩妥選擇，更有利于LNG燃料的普及和推廣應用。LNG動力動力港作拖輪的實際應用港作拖輪的實際應用2013年12月13日，由廣州中船黃埔造船有限公司精心打造的兩艘全球首制6500馬力多功能全回轉液化天然氣（LNG）和輕柴油雙燃料港作拖船“海洋石油521”號和“海洋石油522”號完工交付。6500馬力雙燃料全回轉港作拖船是我國首次自主研發的使用LNG燃料和船用輕柴油雙燃料的多功能環保型拖船。該型船總長38.6米，型寬11.6米，型深6米，航速14.5節，續航力1000海里，主機功率為4800千瓦，可滿足沿海航區拖帶以及港內協助

14、大型LNG船的頂推、拖帶和對外消防等正常港內作業要求，并具備溢油回收、消防等環保作業功能。在使用LNG動力燃料模式下，該型船與采用柴油機的常規船舶相比，二氧化碳減25.51%，二氧化硫減排88.52%，氮氧化物減排84.96%，燃料費用節省約30%，具有廣闊的市場前景。第一部分 LNG在港口機械設備、港作拖輪中的應用第二部分 綠色智能港口建設與運營目錄目錄綠色智能港口建設與綠色智能港口建設與運營的重點運營的重點 加強現有生產信息資源整合，提高信息化、智能化水平，打造以“物聯化、互聯化、智能化”為特征的“智慧港口”，完善信息服務體系和提升質量，通過系統的智能化、互聯互通、信息共享、內外業務協同、

15、系統信息安全等手段不斷增強核心競爭力。港口智能化運營系統物流信息平臺能耗監測平臺綠色智能港口建設與綠色智能港口建設與運營的效果運營的效果提升港口整體服務形象；縮短建設周期，避免重復建設和資源浪費；降低生產系統運行的風險；提升碼頭公司的社會效益；提升集團數據挖掘的價值；綠色數據中心建設，減少污染；為港口節約大量的信息化建設費用、系統運行維護費用等等；用現代高新技術武裝、改造傳統產業，充分體現：引進先進信息技術的同時,促進先進管理理念的提升。 港口智能化運營港口智能化運營系統的要點系統的要點港口智能化運營系統港口智能化運營系統的架構的架構港口智能化運營系統港口智能化運營系統的功能體現的功能體現物流

16、信息化物流信息化平臺的總體框架平臺的總體框架物流信息化平臺物流信息化平臺的整合模式的整合模式物流信息化平臺：電子口岸體系物流信息化平臺：電子口岸體系 口岸用戶海關檢驗檢疫碼頭船代貨代無水港倉儲船公司貨主基礎設施層基于“3S”技術數字化口岸關鍵技術研究電子口岸公共信息平臺無水港信息系統口岸智能卡口系統港口聯動系統區域陸運及貨物電子交易系統電子商務系統研究港口物流信息平臺與數字化口岸建設體系數據資源層港區信息管理系統港區集裝箱碼頭自動化作業系統基于RFID應用關鍵技術研究口岸業務協同平臺及相關技術研究現代物流電子商務平臺關鍵技術研究港口能耗監測平臺（系統）框架港口能耗監測平臺（系統）框架港口能耗計量港口能耗計量數據無線通信數據無線通信網絡系統網絡系統港口能耗監測及管理的實現效果港口能耗監測及管理的實現效果港口能效監測及管理系統的呈現方式港口能效監測及管理系統的呈現方式綠色智能港口建設與運營綠色智能港口建設與運營的案例的案例以連云港為例：十一五期間，超過3000萬元的信息化投入，相繼建成應用了船舶協同調度平臺、船舶動態監控系統、集裝箱碼頭管理系統、件雜貨碼頭業務管理系統、港口地理信息系統、港口電子監管平臺、決策分析平臺等40余個大型信息系統，以業務管理平臺、資源管理平臺和客戶服務平臺三大平臺，信息安全保障體系、信息化管控及