憑借全球領(lǐng)先的船用高錳鋼技術(shù)，韓國(guó)三大船企正全力開(kāi)發(fā)液氨運(yùn)輸船以及氨燃料動(dòng)力船，欲在環(huán)保燃料船舶和高附加值船舶市場(chǎng)繼續(xù)鞏固全球領(lǐng)先地位。

應(yīng)用潛力大，韓國(guó)鋼企與船企聯(lián)合研發(fā)船用高錳鋼成績(jī)斐然

近年來(lái)，隨著國(guó)際海事組織(IMO)不斷出臺(tái)越來(lái)越嚴(yán)苛的環(huán)保規(guī)制，全球海事業(yè)界也面臨著如何快速實(shí)現(xiàn)新一代船舶環(huán)保替代燃料轉(zhuǎn)換的挑戰(zhàn)。在此背景下，今年9月20日至29日在倫敦舉行的IMO貨物與集裝箱運(yùn)輸分委會(huì)(CCC)第9次會(huì)議上，浦項(xiàng)制鐵(POSCO) 自主開(kāi)發(fā)的液氨貨艙和儲(chǔ)罐用高錳鋼(High Manganese Steel) 及應(yīng)用技術(shù)正式登記注冊(cè)成為國(guó)際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

韓國(guó)業(yè)界認(rèn)為，今后隨著液氨運(yùn)輸船以及氨燃料動(dòng)力船等船舶的市場(chǎng)需求穩(wěn)步增長(zhǎng)，成本更為低廉的新型液氨貨艙和儲(chǔ)罐制造材料高錳鋼也將成為市場(chǎng)熱點(diǎn)。而韓國(guó)自主開(kāi)發(fā)的液氨貨艙和儲(chǔ)罐用高錳鋼及應(yīng)用技術(shù)成為國(guó)際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，將有力助推韓國(guó)船企占領(lǐng)環(huán)保燃料船舶市場(chǎng)的制高點(diǎn)，進(jìn)一步提升韓國(guó)造船業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

由于全球的錳資源儲(chǔ)量豐富，金屬錳在國(guó)際原材料市場(chǎng)的價(jià)格波動(dòng)較小，在供求方面具有穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)，高錳鋼的價(jià)格也比9%鎳鋼更具競(jìng)爭(zhēng)力，其不僅在在零下196攝氏度的超低溫條件下可以保持理想的性能，而且強(qiáng)度高，耐磨耗性強(qiáng)，可以替代目前廣泛使用的9%鎳鋼、5%鎳鋼、不銹鋼和鋁合金等低溫金屬，因此，高錳鋼作為L(zhǎng)NG燃料儲(chǔ)罐的新一代材料一直備受矚目，全球主要造船廠、鋼鐵公司等為了搶占高錳鋼市場(chǎng)而展開(kāi)了激烈競(jìng)爭(zhēng)。

韓國(guó)鋼鐵企業(yè)與造船企業(yè)較早對(duì)高錳鋼的船用進(jìn)行了自主研發(fā)。2010年，浦項(xiàng)制鐵與韓華海洋（原大宇造船）開(kāi)始進(jìn)行高錳鋼的聯(lián)合研發(fā)，并在2013年成功研發(fā)出超低溫高錳鋼厚板產(chǎn)品。該型高錳鋼是含錳量高達(dá)11~14%的合金鋼，于2014年通過(guò)韓國(guó)產(chǎn)業(yè)通商部下屬?lài)?guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)院（KATS）認(rèn)證，在2017年5月又通過(guò)了美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)（ASTM）標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證。

2018年，韓國(guó)推動(dòng)IMO出臺(tái)《經(jīng)修訂的用于低溫環(huán)境的高錳奧氏體鋼應(yīng)用臨時(shí)指南》，明確高錳鋼是能夠用作承載LNG的低溫鋼，同意高錳鋼應(yīng)用于LNG運(yùn)輸船和LNG動(dòng)力船的液貨艙和燃料艙。當(dāng)年12月，在IMO海上安全委員會(huì)第100次會(huì)議上，浦項(xiàng)制鐵自主開(kāi)發(fā)的LNG儲(chǔ)罐用超低溫高錳鋼及應(yīng)用技術(shù)正式登記注冊(cè)成為國(guó)際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。2019年，高錳鋼被韓國(guó)產(chǎn)業(yè)通商資源部批準(zhǔn)用作陸上LNG儲(chǔ)罐，并通過(guò)了低溫材料性能測(cè)試，通過(guò)實(shí)際的項(xiàng)目運(yùn)行證明了其性能和穩(wěn)定性。

2020年，德國(guó)航運(yùn)公司赫伯羅特在韓華海洋訂造了12艘LNG雙燃料23000TEU超大型集裝箱船，這是首批使用Type B型高錳鋼燃料艙的集裝箱船。2022年，浦項(xiàng)制鐵的高錳鋼從IMO獲得了作為L(zhǎng)NG等超低溫貨物的運(yùn)輸用材料的商業(yè)化認(rèn)可。

此前，不銹鋼是唯一可以同時(shí)用于LNG和液氨貨艙及儲(chǔ)罐制作的鋼鐵材料，但以此次在IMO正式登記注冊(cè)成為國(guó)際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為契機(jī)，高錳鋼可以用作LNG和液氨貨艙及儲(chǔ)罐等材料。特別是驗(yàn)證其是否適合儲(chǔ)存液氨的材料的測(cè)試程序，也將韓國(guó)提議的方法反映到了協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)中。

此外，為了快速應(yīng)對(duì)客戶(hù)對(duì)未來(lái)氨燃料動(dòng)力船舶的需求，韓國(guó)船級(jí)社(KR)在2021年發(fā)布了《氨燃料船舶指南》，為安全地引進(jìn)氨燃料動(dòng)力船舶提供了依據(jù)。

另?yè)?jù)國(guó)際能源署(IEA)發(fā)布的《2020世界能源展望報(bào)告》預(yù)測(cè)，氨、氫等作為船舶燃料的使用比重將逐漸擴(kuò)大，到2060年，新造船的60%以上將使用氨或氫燃料，特別是氨燃料將占其中的近一半。

此外，據(jù)克拉克森透露，近年來(lái)船東對(duì)LNG/液氨兼用運(yùn)輸船的需求正在增加，因此隨著今后液氨運(yùn)輸船及氨燃料動(dòng)力船的增加，比現(xiàn)有材料更加便宜的高錳鋼的使用將會(huì)越來(lái)越多。

借鋼企“東風(fēng)”，三大船企全力研發(fā)液氨運(yùn)輸船以及氨燃料動(dòng)力船技術(shù)

對(duì)于浦項(xiàng)制鐵自主開(kāi)發(fā)的液氨貨艙和儲(chǔ)罐用高錳鋼及應(yīng)用技術(shù)正式登記注冊(cè)成為國(guó)際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，韓國(guó)造船業(yè)界相關(guān)人士表示：“高錳鋼是可以同時(shí)用于LNG和液氨貨艙及儲(chǔ)罐制作的鋼鐵材料，因此預(yù)計(jì)今后將大量推廣應(yīng)用于新造船舶，從而取代目前市場(chǎng)上廣泛應(yīng)用的鎳鋼。”

以此為契機(jī)，韓國(guó)三大船企全力開(kāi)發(fā)液氨運(yùn)輸船以及氨燃料動(dòng)力船技術(shù)，以期在環(huán)保燃料船舶市場(chǎng)上占據(jù)領(lǐng)先地位。

韓華海洋和浦項(xiàng)制鐵經(jīng)過(guò)10多年的共同研發(fā)和工程驗(yàn)證，合作完成了韓國(guó)型高錳鋼LNG燃料儲(chǔ)罐技術(shù)開(kāi)發(fā)，掌握了從預(yù)處理到焊接的罐體制造技術(shù)。2022年6月16日，雙方舉行了將高錳鋼LNG燃料儲(chǔ)罐安裝在LNG動(dòng)力VLCC上的搭載儀式，這也是全球首制搭載韓國(guó)自主研發(fā)高錳鋼LNG燃料儲(chǔ)罐的VLCC，樹(shù)立了將高錳鋼材料應(yīng)用于LNG燃料儲(chǔ)罐的里程碑。2022年10月31日，雙方又舉行了將高錳鋼LNG燃料儲(chǔ)罐安裝在LNG雙燃料動(dòng)力24000TEU超大型集裝箱船上的搭載儀式，實(shí)現(xiàn)了又一次新突破。

2022年12月，韓華海洋與浦項(xiàng)制鐵簽訂構(gòu)建開(kāi)發(fā)及應(yīng)用船用新材料合作體系的業(yè)務(wù)協(xié)議(MOU)，雙方將加快開(kāi)發(fā)應(yīng)用于未來(lái)環(huán)保船舶的新材料和相應(yīng)的焊接技術(shù)，包括應(yīng)用于液化二氧化碳（LCO2）運(yùn)輸船的耐高壓和耐低溫特種鋼，以及儲(chǔ)存和運(yùn)輸零下253℃超低溫液氫的高錳鋼等新材料和焊接施工技術(shù)。此外，為應(yīng)對(duì)IMO以零碳為目標(biāo)而強(qiáng)化的環(huán)保新規(guī)，雙方還將同時(shí)推進(jìn)應(yīng)用于氨燃料動(dòng)力船的氨燃料儲(chǔ)罐開(kāi)發(fā)和焊接技術(shù)研究。

今年9月，韓華海洋開(kāi)發(fā)的搭載氨燃料燃?xì)廨啓C(jī)的LNG船獲得了美國(guó)船級(jí)社（ABS）頒發(fā)的原則性認(rèn)可（AIP）證書(shū)。該型燃?xì)廨啓C(jī)可根據(jù)船舶航行環(huán)境分別或同時(shí)使用氨和天然氣作為燃料。如果只使用氨作為燃料，則完全不會(huì)排放碳。即使混合使用氨和天然氣燃料，其液貨艙產(chǎn)生的蒸發(fā)氣體(BOG)也可全部用作燃料，可大幅提高燃料使用效率。

HD韓國(guó)造船海洋表示，其造船子公司現(xiàn)代尾浦造船曾在2018年建造的LNG雙燃料動(dòng)力散貨船采用了浦項(xiàng)制鐵自主開(kāi)發(fā)的高錳鋼制作Type C型LNG燃料罐。

此外，HD韓國(guó)造船海洋在今年9月舉行的第33屆新加坡國(guó)際天然氣展覽會(huì)(Gastech 2023)上，與新加坡船東Eastern Pacific Shipping、希臘船東Capital Maritime&Trading簽訂了4艘88000立方米VLAC建造合同。同時(shí)，其造船子公司HD現(xiàn)代重工還與Eastern Pacific Shipping、美國(guó)船級(jí)社、MANES、新加坡海事及港務(wù)管理局(MPA)簽訂了開(kāi)發(fā)氨雙燃料動(dòng)力運(yùn)輸船的諒解備忘錄(MOU)。據(jù)悉，該型VLAC將氨的裝船容量從原來(lái)的86%提高到了98%，并計(jì)劃在今后完成氨燃料動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的開(kāi)發(fā)后，通過(guò)與船東的協(xié)商，將其轉(zhuǎn)換為氨燃料動(dòng)力船。目前，HD現(xiàn)代重工以2024年為目標(biāo)，正在與擁有大型發(fā)動(dòng)機(jī)原創(chuàng)技術(shù)的MAN E&S、WinGD等合作，推進(jìn)氨燃料動(dòng)力大型發(fā)動(dòng)機(jī)的開(kāi)發(fā)。

三星重工表示，該公司自2019年以來(lái)，一直與船級(jí)社、船東、發(fā)動(dòng)機(jī)制造商等共同開(kāi)發(fā)氨燃料動(dòng)力船技術(shù)，并取得多項(xiàng)成果。今年4月，三星重工又與馬來(lái)西亞國(guó)際航運(yùn)公司（MISC）子公司AET簽署了開(kāi)發(fā)建造兩艘超大型氨燃料動(dòng)力VLCC的意向協(xié)議（MOU），并計(jì)劃于2026年交付投入運(yùn)營(yíng)，正在帶頭推進(jìn)氨燃料動(dòng)力船的商用化。

今年6月，三星重工宣布將在其巨濟(jì)造船廠內(nèi)建設(shè)占地面積1300平方米的氨能技術(shù)大型實(shí)證設(shè)備，發(fā)揮其開(kāi)發(fā)的氨能相關(guān)技術(shù)性能評(píng)價(jià)以及可靠性和安全性驗(yàn)證的測(cè)試平臺(tái)作用，逐步掌握相關(guān)核心技術(shù)，加快氨燃料動(dòng)力船的實(shí)船化步伐。預(yù)計(jì)該實(shí)證設(shè)備將在今年年底之前竣工，在經(jīng)過(guò)試運(yùn)行階段后，開(kāi)始按不同場(chǎng)景進(jìn)行測(cè)試。

三星重工環(huán)保研究中心主任李浩基表示：“隨著氨能技術(shù)實(shí)證設(shè)備的構(gòu)建，三星重工為實(shí)現(xiàn)碳中和的新一代環(huán)保產(chǎn)品開(kāi)發(fā)將進(jìn)入一個(gè)嶄新的階段。”

此外，在第33屆新加坡國(guó)際天然氣展覽會(huì)上，三星重工開(kāi)發(fā)的20萬(wàn)立方米超大型液氨運(yùn)輸船獲得了韓國(guó)船級(jí)社（KR）頒發(fā)的原則性認(rèn)可(AIP)證書(shū)。三星重工與韓國(guó)船級(jí)社共同開(kāi)發(fā)的超大型液氨運(yùn)輸船是在運(yùn)輸大量液氨的同時(shí)，將氨作為動(dòng)力燃料使用的零碳環(huán)保船舶。