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规模化改装:全球首艘甲醇超大型集装箱船改装的经验启示

2025年,一艘20,000 TEU集装箱船在中国成功完成甲醇动力改装。该项目已积累宝贵经验,可为全球船队进一步转向低温室气体燃料铺平道路,助力更广泛的脱碳进程。

全球首个超大型集装箱船甲醇改装项目于2025年9月在CHI上海船厂完工。这艘船龄七年的船舶全长近400米,载箱量20,000 TEU,成为同类型船舶中首艘完成甲醇动力改装的船只。

凭借中远海运、上海中远海运重工、设计院、供应商及DNV的紧密协作和不断学习,该项目证明:首个深度改装项目可以安全、如期地以工业级规模完成。

为超大型船舶设计甲醇改装方案

该船原有燃油系统仅适用于传统燃料,需在推进、辅机、储存及安全系统等各方面进行根本性改造,以实现安全合规的甲醇运营。

总体设计由中国船舶及海洋工程设计研究院(MARIC)完成,上海中远海运重工负责具体工程并担任EPC(设计、采购、施工)总承包商。改装范围包括将曼恩(MAN) B&W 11S90主机及四台瓦锡兰(Wärtsilä)辅机中的两台改装为双燃料运行。与此同时,在机舱前部安装总容量超过15,000立方米的新型甲醇燃料舱,并配备全新的燃料准备与供应系统。

上海中远海运重工船厂内,一艘20,000 TEU集装箱船正在接受全球首次甲醇动力改装。

应对改装中的复杂性

以改装而非新造方式实施项目,其复杂性常被低估。现有船体结构无法简单替换,新系统必须集成于有限空间内,这就要求创新的施工流程和供应商间严密的界面管理。

上海中远海运重工有限公司商务总监严豪表示:“这个项目非常复杂,涉及发动机制造商、燃料系统供应商、自动化与安全专家等多方。这也是所有参与方第一次在如此大规模的甲醇改装项目中携手合作,协调工作至关重要。”

为何分阶段施工更高效

最早的技术决策之一便体现了如何挑战既定假设。原计划将甲醇燃料舱与制备室作为一个整体集成模块预制,再吊装上船。但在实际操作中,由于大量高空作业及其对船厂生产效率的影响,这一方案被证明不可行。

因此,船厂采用了分阶段施工策略。

严豪解释道:“先在地面完成各个主要部件的组装,然后集成到船上。这一改变提高了安全性,降低了安装风险,最终效率反而更高。”

借鉴首制船经验,甲醇改装船坞周期缩短数周

调试工作面临的挑战更为严峻。将发动机改装为甲醇运行,不止于机械层面的改动。控制系统、自动化层和远程操作接口必须在与传统燃料截然不同的运行条件下协同运行。

严豪说:“第一艘船调试软件花费的时间远超预期。因为是此类改装全球首个项目,涉及多家供应商,没有基准数据,多个系统的集成需要大量测试和反复校准。”

最终结果是,“中远海运双子座”号在船厂共停留108天,其中包括8天海试。同年晚些时候,其姊妹船“中远海运双子座”号进坞时,同一核心团队得以应用从首制船项目中汲取的经验。这使得改装仅用时90天完成,效率提升显著。

船级社早期介入保障甲醇改装安全合规

除船厂实体工程外,该项目早在船舶进坞前就开展了广泛的准备工作。鉴于此次改装的创新性与规模,与船级社的密切合作至关重要,以确保在满足工程需求的同时兼顾安全、合规与可操作性。

DNV从项目初期就参与设计审查、系统集成讨论和审批流程,与船东、船厂、供应商保持紧密合作,并在改装前很久就在当地验船师团队中建立了甲醇专项技术能力。

DNV高级副总裁兼中国区营运船总监Boris Bondarenko表示:“这类项目的早期准备至关重要。这意味着要评估全新燃料系统、发动机、自动化系统和安全理念如何在现有船舶上协同运行。”

在整个改装和试航过程中,船级社重点关注甲醇系统与船舶结构的集成,以及运营和安全风险的管理。这些经验已为此后的甲醇以及液化天然气改装项目提供了参考。

上海中远海运重工船厂副总经理于建勋向DNV中国区营运船部门经理常少游赠送感谢信。

船东视角:从概念到运营

对中远海运而言,决定进行甲醇改装既是战略选择,也是务实之举。虽然新造船仍是船队更新的核心,但公司认识到,要实现脱碳目标,现有吨位也必须得到处理。

中远海运集装箱运输有限公司科技创新部安全监管经理张俊表示:“改装让我们能够立即采取行动,但也必须理解、权衡其中的利弊得失。”

一个直观的代价是运力缩减。为布置甲醇燃料舱及相关系统,“中远海运天秤座”号减少了456标准箱的运力,不得不仔细调整航线部署和网络规划。

燃料供应与操作也是关键考量因素。虽然主要贸易航线的甲醇基础设施发展很快,但成熟度仍不及传统燃料。运营团队必须适应新的加注流程、安全规程和燃料管理方式。

张俊说:“运营层面确实存在学习曲线。船员培训、维护计划、燃料物流都需要同步推进。”

早期运营经验

“中远海运天秤座”号重新投运后,已经展现其使用甲醇燃料稳定运行的能力,这让中远海运对技术方案有了信心。双燃料能力使船舶可以根据需要切换燃料,在甲醇的早期推广阶段提供了灵活性。

“该项目表明,即使是现代化超大型集装箱船也能成功完成改装,”张俊说,“这改变了我们对船队未来的构想。”

与此同时,公司对局限性仍保持清醒认知。甲醇燃料喷射器及某些密封系统仍面临耐久性挑战,长期生命周期数据尚在积累中,这凸显了与船厂、供应商及船级社进一步深化紧密合作的必要性。

在中国构建规模化改装能力

从船厂角度看,中远海运项目已成为管理大规模复杂改装的标杆。

此后,上海中远海运重工将类似方法应用于其他项目,包括为Seaspan进行多艘船的甲醇改装,以及可能为地中海航运和中远海运提供的液化天然气改装项目。虽然各个项目有所不同,但底层方法——如细节设计自主掌控、分阶段施工以及密集的集成测试——始终保持一致。

该船厂还采用了“造船模式”做改装,把设计、施工、调试整合在一个EPC框架下,减少接口风险,改善知识传承。

在不确定燃料格局中面向未来

船东和船厂都强调:甲醇改装必须考虑灵活性。燃料策略受监管、燃料可得性以及成本变化因素影响,将始终在动态调整中。

在上海中远海运重工,这一理念体现在尽量保留原有燃料系统,确保自动化系统的兼容性,最大限度减少运力损失。中远海运也持同样务实的态度。

张俊指出:“我们判断,未来多种替代燃料会并存。关键在于灵活,而不是把宝押在单一结果上。”

DNV项目经理项辉在海试期间与技术人员及船厂人员一同参与调试工作。

从原型到路径

“中远海运天秤座”号改装的意义,与其说在于‘首创’地位,不如说在于它开启的可能性,”DNV集装箱船业务总监Jan-Olaf Probst坦言,“通过对技术要求极高的超大型船舶进行改装,该项目展示了一条可行的大规模甲醇改装路径。”

对船厂而言,它加速了可复制流程的开发;对船东而言,它提供了真实的运营洞见;对整个行业而言,它证明了现有船队实现实质性、有意义的脱碳,已是当下可实现的工程现实。

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