1、綠色港口建設(shè)實(shí)踐LNG在港口機(jī)械設(shè)備、港作拖輪中的應(yīng)用及綠色智能港口建設(shè)與運(yùn)營福州2022年3月4日星期五第一部分 LNG在港口機(jī)械設(shè)備、港作拖輪中的應(yīng)用第二部分 綠色智能港口建設(shè)與運(yùn)營目錄目錄LNG在綠色港口應(yīng)用的政策背景在綠色港口應(yīng)用的政策背景2011年9月28日，交通運(yùn)輸部“十二五”水運(yùn)節(jié)能減排總體推進(jìn)實(shí)施方案提出“試點(diǎn)應(yīng)用LNG驅(qū)動(dòng)、電力驅(qū)動(dòng)水平運(yùn)輸車輛技術(shù)”、“試點(diǎn)應(yīng)用內(nèi)河柴油和LNG混合動(dòng)力船舶技術(shù)”；2012年10月26日，交通運(yùn)輸部關(guān)于港口節(jié)能減排工作的指導(dǎo)意見提出“鼓勵(lì)、支持試點(diǎn)采用LNG（液化天然氣）清潔能源驅(qū)動(dòng)港作船舶、港作車輛及其它流動(dòng)機(jī)械”、“開展停靠LNG動(dòng)力船舶的

2、碼頭布點(diǎn)方案、碼頭平面布置方案等相關(guān)技術(shù)的研究”。2013年6月14日，國務(wù)院常務(wù)會(huì)議上確定將“加快調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，加大天然氣、煤制甲烷等清潔能源供應(yīng)”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(zhì) 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(jīng)過預(yù)處理，脫除重?zé)N、硫化物、二氧化碳和水等雜質(zhì)后，深冷到-162OC，實(shí)現(xiàn)液化。 主要物理性質(zhì)如下表氣體相對密度沸點(diǎn)/C（常壓）液體密度（g/l）（沸點(diǎn)下）高熱值（MJ/m3）顏色0.600.70約-162C43046041.545.3無色透明LNG在港作機(jī)械應(yīng)用中的優(yōu)勢在港作機(jī)械應(yīng)用中的優(yōu)勢 動(dòng)力“強(qiáng)”

3、、連續(xù)作業(yè)“強(qiáng)“、 啟動(dòng)“強(qiáng)”，高效可靠排放“低” 、噪音“低”、 綠色環(huán)保使用成本“低”，經(jīng)濟(jì)性好LNG在港作機(jī)械使用燃料成本降低在港作機(jī)械使用燃料成本降低 使用LNG燃料比柴油節(jié)約燃料成本30以上。裝載機(jī)臺(tái)數(shù)越多、單臺(tái)施工時(shí)間越長，則越節(jié)約燃料費(fèi)用。經(jīng)濟(jì)性對比（以下數(shù)據(jù)基于相同工況的實(shí)驗(yàn)得出）項(xiàng)目LW500K-LNGLW500KLW600K-LNGLW600KLW800K-LNGLW800K每小時(shí)消耗15kg17L19kg22L26kg29L燃料單價(jià)QYQYQY每小時(shí)節(jié)約17Y-15Q22Y-19Q29Y-26Q設(shè)定由于各地燃料價(jià)格不一，現(xiàn)按平均價(jià)格 燃油Y=7.6元/L，天然氣Q=6元/

4、kg 計(jì)算 節(jié)約比（17Y-15Q)/17Y=30.3%(22Y-19Q)/22Y=31.8%（29Y-26Q）/29Y=30%數(shù)據(jù)受不同工況，燃料價(jià)格不同的影響，但同種條件下基本能保證燃料成本至少節(jié)約30%LNG應(yīng)用后排放極低、低污染應(yīng)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(tái)某型號(hào)的港口裝載機(jī)工作8小時(shí)可比一臺(tái)柴油裝載機(jī)減少150Kg的二氧化碳排放，一年減少45噸以上。 LNG應(yīng)用后噪聲有效降低應(yīng)用后噪聲有效降低LNG裝載機(jī)在行駛中的噪音小于同馬

5、力柴油裝載機(jī)的噪音，極大地保護(hù)了駕駛員的身體健康。燃油型和燃?xì)庑偷脑胍魧Ρ?項(xiàng)目LW500K-LNGLW500KLW600K-LNGLW600KLW800K-LNGLW800K司機(jī)耳旁（dB)788080827880據(jù)有關(guān)調(diào)查研究表明：噪音上升1分貝，可增加3%高血壓發(fā)病率。LNG應(yīng)用大功率、長續(xù)航較好應(yīng)用大功率、長續(xù)航較好LNG因其相對于CNG、LPG具有更為經(jīng)濟(jì)、安全等優(yōu)勢，以及其液態(tài)儲(chǔ)存能量密度大，更適于要求大功率長續(xù)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(yùn)輸機(jī)械中的應(yīng)用更具可行性。據(jù)徐工集團(tuán)的實(shí)際數(shù)據(jù)表明，目前徐工有2臺(tái)LW800K-LNG在連云港東源公司使用，自2

6、013.7-2014.4月，平均每臺(tái)使用4400小時(shí)，每月接近500小時(shí)，完全適應(yīng)港口的高強(qiáng)度連續(xù)作業(yè)需要。LNG應(yīng)用車輛的購買成本較高應(yīng)用車輛的購買成本較高由于LNG車的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)量較柴油機(jī)小很多，制造成本高于柴油機(jī)，反映到價(jià)格上也相比柴油機(jī)昂貴。再有LNG設(shè)備的儲(chǔ)氣罐、供氣調(diào)壓裝置結(jié)構(gòu)復(fù)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(jià)格要高于同檔次的柴油車。LNG在港作機(jī)械上維護(hù)成本較低在港作機(jī)械上維護(hù)成本較低以LNG動(dòng)力集卡為例：在日常維修保養(yǎng)成本問題上，LNG設(shè)備比設(shè)備增加了氣罐和供氣調(diào)壓系統(tǒng)，同時(shí)減少了柴油增壓噴射系統(tǒng)，由于柴油機(jī)噴油泵、單體泵、共軌高壓系統(tǒng)的維修保

7、養(yǎng)費(fèi)用較高，減少了這部分機(jī)構(gòu)也相應(yīng)減少了發(fā)動(dòng)機(jī)的日常維保成本，與LNG發(fā)動(dòng)機(jī)增加的氣罐和供氣系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用兩相抵消后，LNG發(fā)動(dòng)機(jī)的維保成本比柴油機(jī)略低 。計(jì)算LNG應(yīng)用成本時(shí)，將維保成本視為相等，即應(yīng)用LNG技術(shù)的成本只有設(shè)備購置費(fèi)用差異的一次性投入。LNG集卡應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)效益逐步明顯集卡應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)效益逐步明顯以天津港投入LNG集卡為例：通過計(jì)算，LNG集卡的靜態(tài)投資回收期為4.13年，動(dòng)態(tài)回收期為5.04年。該指標(biāo)相對于集卡10年左右的使用壽命，經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢并不明顯。2009年的柴油價(jià)格受金融危機(jī)影響處于近期低谷。隨著經(jīng)濟(jì)形勢的好轉(zhuǎn)，柴油價(jià)格必定重新進(jìn)入上升通道中。柴油價(jià)格按這種趨勢發(fā)展，LNG

8、集卡投資回收期將明顯縮短。加之世界經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇重振，必將帶給港口更多的集裝箱作業(yè)量，這又可以提高港口的設(shè)備利用率。因此，LNG集卡的投資回收期應(yīng)在3年左右。此技術(shù)對于港口行業(yè)擁有可觀的投資回報(bào)。以后隨著LNG 技術(shù)的發(fā)展，LNG發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的國產(chǎn)化，以及LNG 儲(chǔ)氣瓶及附件的批量化，車輛成本會(huì)更低，經(jīng)濟(jì)效益更加顯著。LNG集卡應(yīng)用港口進(jìn)入實(shí)質(zhì)性階段集卡應(yīng)用港口進(jìn)入實(shí)質(zhì)性階段港口集卡的作業(yè)運(yùn)程適合LNG 車輛使用。港口碼頭的集卡主要以短駁作業(yè)為主，每輛集卡一天平均工作時(shí)間15 小時(shí)，行程200 公里左右。而現(xiàn)在國內(nèi)開發(fā)的低速LNG 集卡能連續(xù)作業(yè)40 工作小時(shí)或連續(xù)行駛450 公里，基本上與

9、低速柴油發(fā)動(dòng)機(jī)車輛持平。高速LNG 集卡能連續(xù)行駛400800公里以上。港口完全有條件使用天然氣集卡。國內(nèi)外LNG 天然氣集卡技術(shù)基本成熟，能滿足港口生產(chǎn)需要。LNG 氣站技術(shù)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(guī)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(chǔ)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(jù)LNG 車輛數(shù)量靈活建站和擴(kuò)大規(guī)模。氣站的設(shè)備不復(fù)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(nèi)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(dòng)力應(yīng)用的嘗試在港作拖輪動(dòng)力應(yīng)用的嘗試船東對LNG動(dòng)力港作拖輪的需求日趨明顯：船東為配合完成大型LNG運(yùn)輸船的港內(nèi)作業(yè)任務(wù)，確定設(shè)計(jì)建造一批全回轉(zhuǎn)港作拖輪的基本意向。船東對此類港作拖輪的設(shè)計(jì)提出的基本要求除滿足相關(guān)的國內(nèi)外公約、規(guī)范及LNG行業(yè)通行要求之外，還希望考慮使用LNG燃料作為動(dòng)力以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)。港作拖輪屬于港口設(shè)施配套的重要設(shè)備，主要用于在港口區(qū)域內(nèi)為引航大型船舶并協(xié)助其操縱包括靠泊、離泊作業(yè)。隨著科技經(jīng)濟(jì)水平的提高以及船舶不斷的大型化，各大港現(xiàn)有或新造的拖輪多以全回轉(zhuǎn)拖輪為主，配備的主機(jī)功率也隨

11、著實(shí)際作業(yè)能力的需求而逐漸增大。結(jié)合船東的實(shí)際使用需求，為配合完成不同的LNG運(yùn)輸船舶的港內(nèi)輔助作業(yè)，拖輪也考慮采用LNG燃料為動(dòng)力，LNG在港作拖輪動(dòng)力應(yīng)用的嘗試在港作拖輪動(dòng)力應(yīng)用的嘗試在技術(shù)上采取LNG和柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)：雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)可以在兩種燃料模式下工作，不同工況下燃料自動(dòng)切換，動(dòng)力系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，應(yīng)變迅速，適應(yīng)能力強(qiáng)。LNG發(fā)動(dòng)機(jī)燃料單一，對燃料供應(yīng)鏈的依賴性強(qiáng)，有較大的空間和時(shí)間的局限性。LNG發(fā)動(dòng)機(jī)是針對LNG燃?xì)鈱ｉT開發(fā)的機(jī)型，能耗優(yōu)化結(jié)果較好，因而燃料效率高，功率特性好。而雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)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(fā)動(dòng)機(jī)，由于有兩種燃料供給模式，C

12、CS現(xiàn)行規(guī)范的要求有所放寬，使系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度和施工難度都有所降低。LNG在港作拖輪動(dòng)力應(yīng)用的嘗試在港作拖輪動(dòng)力應(yīng)用的嘗試在燃料補(bǔ)給方式上采取槽車補(bǔ)給方式：燃料補(bǔ)給的可靠性和便捷性是是選擇發(fā)動(dòng)機(jī)型式的關(guān)鍵因素。考察當(dāng)前我國LNG燃料供應(yīng)設(shè)施的現(xiàn)狀，在現(xiàn)階段采用槽罐車加注方式最為切實(shí)可行。服務(wù)于港區(qū)的拖輪需要按照排定的工作計(jì)劃分航次開展周期性服務(wù)作業(yè)。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(gè)作業(yè)周期內(nèi)，剩余燃料有限的情況下，燃料的加注將受限于作業(yè)的時(shí)間和空間。雙燃料推進(jìn)系統(tǒng)船型則能夠比較靈活的安排LNG燃料和燃料油的加注時(shí)間，也能夠保障在作業(yè)周期內(nèi)的服務(wù)質(zhì)量。在國內(nèi)

13、現(xiàn)有LNG燃料配套設(shè)施的服務(wù)水平和條件下，雙燃料機(jī)型方案是兼顧各種因素的穩(wěn)妥選擇，更有利于LNG燃料的普及和推廣應(yīng)用。LNG動(dòng)力動(dòng)力港作拖輪的實(shí)際應(yīng)用港作拖輪的實(shí)際應(yīng)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(zhuǎn)液化天然氣（LNG）和輕柴油雙燃料港作拖船“海洋石油521”號(hào)和“海洋石油522”號(hào)完工交付。6500馬力雙燃料全回轉(zhuǎn)港作拖船是我國首次自主研發(fā)的使用LNG燃料和船用輕柴油雙燃料的多功能環(huán)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(jié)，續(xù)航力1000海里，主機(jī)功率為4800千瓦，可滿足沿海航區(qū)拖帶以及港內(nèi)協(xié)助

14、大型LNG船的頂推、拖帶和對外消防等正常港內(nèi)作業(yè)要求，并具備溢油回收、消防等環(huán)保作業(yè)功能。在使用LNG動(dòng)力燃料模式下，該型船與采用柴油機(jī)的常規(guī)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(fèi)用節(jié)省約30%，具有廣闊的市場前景。第一部分 LNG在港口機(jī)械設(shè)備、港作拖輪中的應(yīng)用第二部分 綠色智能港口建設(shè)與運(yùn)營目錄目錄綠色智能港口建設(shè)與綠色智能港口建設(shè)與運(yùn)營的重點(diǎn)運(yùn)營的重點(diǎn) 加強(qiáng)現(xiàn)有生產(chǎn)信息資源整合，提高信息化、智能化水平，打造以“物聯(lián)化、互聯(lián)化、智能化”為特征的“智慧港口”，完善信息服務(wù)體系和提升質(zhì)量，通過系統(tǒng)的智能化、互聯(lián)互通、信息共享、內(nèi)外業(yè)務(wù)協(xié)同、

15、系統(tǒng)信息安全等手段不斷增強(qiáng)核心競爭力。港口智能化運(yùn)營系統(tǒng)物流信息平臺(tái)能耗監(jiān)測平臺(tái)綠色智能港口建設(shè)與綠色智能港口建設(shè)與運(yùn)營的效果運(yùn)營的效果提升港口整體服務(wù)形象；縮短建設(shè)周期，避免重復(fù)建設(shè)和資源浪費(fèi)；降低生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)；提升碼頭公司的社會(huì)效益；提升集團(tuán)數(shù)據(jù)挖掘的價(jià)值；綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)，減少污染；為港口節(jié)約大量的信息化建設(shè)費(fèi)用、系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用等等；用現(xiàn)代高新技術(shù)武裝、改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，充分體現(xiàn)：引進(jìn)先進(jìn)信息技術(shù)的同時(shí),促進(jìn)先進(jìn)管理理念的提升。 港口智能化運(yùn)營港口智能化運(yùn)營系統(tǒng)的要點(diǎn)系統(tǒng)的要點(diǎn)港口智能化運(yùn)營系統(tǒng)港口智能化運(yùn)營系統(tǒng)的架構(gòu)的架構(gòu)港口智能化運(yùn)營系統(tǒng)港口智能化運(yùn)營系統(tǒng)的功能體現(xiàn)的功能體現(xiàn)物流

16、信息化物流信息化平臺(tái)的總體框架平臺(tái)的總體框架物流信息化平臺(tái)物流信息化平臺(tái)的整合模式的整合模式物流信息化平臺(tái)：電子口岸體系物流信息化平臺(tái)：電子口岸體系 口岸用戶海關(guān)檢驗(yàn)檢疫碼頭船代貨代無水港倉儲(chǔ)船公司貨主基礎(chǔ)設(shè)施層基于“3S”技術(shù)數(shù)字化口岸關(guān)鍵技術(shù)研究電子口岸公共信息平臺(tái)無水港信息系統(tǒng)口岸智能卡口系統(tǒng)港口聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)區(qū)域陸運(yùn)及貨物電子交易系統(tǒng)電子商務(wù)系統(tǒng)研究港口物流信息平臺(tái)與數(shù)字化口岸建設(shè)體系數(shù)據(jù)資源層港區(qū)信息管理系統(tǒng)港區(qū)集裝箱碼頭自動(dòng)化作業(yè)系統(tǒng)基于RFID應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究口岸業(yè)務(wù)協(xié)同平臺(tái)及相關(guān)技術(shù)研究現(xiàn)代物流電子商務(wù)平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)研究港口能耗監(jiān)測平臺(tái)（系統(tǒng)）框架港口能耗監(jiān)測平臺(tái)（系統(tǒng)）框架港口能耗計(jì)量港口能耗計(jì)量數(shù)據(jù)無線通信數(shù)據(jù)無線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)港口能耗監(jiān)測及管理的實(shí)現(xiàn)效果港口能耗監(jiān)測及管理的實(shí)現(xiàn)效果港口能效監(jiān)測及管理系統(tǒng)的呈現(xiàn)方式港口能效監(jiān)測及管理系統(tǒng)的呈現(xiàn)方式綠色智能港口建設(shè)與運(yùn)營綠色智能港口建設(shè)與運(yùn)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(yīng)用了船舶協(xié)同調(diào)度平臺(tái)、船舶動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)、集裝箱碼頭管理系統(tǒng)、件雜貨碼頭業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)、港口地理信息系統(tǒng)、港口電子監(jiān)管平臺(tái)、決策分析平臺(tái)等40余個(gè)大型信息系統(tǒng)，以業(yè)務(wù)管理平臺(tái)、資源管理平臺(tái)和客戶服務(wù)平臺(tái)三大平臺(tái)，信息安全保障體系、信息化管控及