[비즈한국] 随着国际航运业面临环境监管强化的压力，船舶燃料的范式正在从重油（Bunker C油）迅速向液化天然气（LNG）转型。在此过程中，船舶的动力系统也呈现出重构趋势。韩国造船业正以此次变革为契机，试图摆脱长期以来由欧洲主导的大型船舶发动机核心技术垄断结构，寻求多元化发展。在海上燃料供应的LNG加注船领域，韩国企业也正通过积累技术成果，巩固其在下一代造船市场的枢纽地位。
环境监管加强，电池技术存在局限
国际海事组织（IMO）为减少国际航运领域的温室气体排放，正在实施分阶段的监管路线图。通过对新建船舶适用能源效率设计指数（EEDI），对现有船舶适用现有船舶能效指数（EEOI），不断强化碳排放控制。特别是随着基于年度运行数据的碳强度指标（CII）评估制度的落地，未能达到一定等级的船舶其商业航行将受到限制。此外，以全球资产管理公司为中心的ESG经营要求，也成为推动航运公司进行燃料转型的核心压力因素。
传统船舶的主燃料——重油，会排放大量的硫氧化物（SOx）和细颗粒物等大气污染物。虽然低硫油（MGO）被视为替代品，但其受精炼成本影响带来的高价格波动风险被视为一大缺陷。安装废气净化装置（洗涤器）也存在污染油泥处理问题及二氧化碳减排能力有限的弱点。
作为另一种替代方案，以电池为动力的纯电动推进方式虽然适用于小型及短途船舶，但在大型商船上的应用局限性非常明显。与化石燃料相比，电池的能量密度较低，若要进行长距离远洋航行，船舶内部需占用大量空间来搭载电池，这会导致货物装载空间缩小，从而降低经济性。
相比之下，LNG在零下163度冷却液化后，体积仅为气态时的600分之一，运输效率极高。与传统燃料相比，LNG几乎能完全切断硫氧化物和细颗粒物的排放，二氧化碳排放量也能减少约23%。这也就是为什么它在当前阶段被评估为最有效的“桥梁燃料”。
提升空间效率与燃油经济性的“DFDE”系统
随着LNG推进方式的全面铺开，大型商船市场正越来越多地采用结合了内燃机和电力推进优点的“双燃料柴油-电力推进（DFDE）”系统。双燃料发动机是一种可以选择性或同时使用两种以上燃料（柴油与LNG、甲醇、氨等）的内燃机。布置在DFDE船上的多台双燃料发动机驱动发电机产生电力，并利用该电力驱动电动推进电机来推动船舶航行。
过去的机械式推进方式由于大型主机和螺旋桨必须通过轴直接连接，因此机舱的位置被限制在船尾底部。而DFDE系统由于发动机和电机通过电力电缆连接，船内空间布局更加灵活。得益于此，可以缩减机舱空间，额外增加船舶的货物装载空间，从而提高运输效率。
此外，还可以根据运行条件降低负载。因为在低速航行等低负载情况下，可以选择性地仅运行必要的发动机，从而保持燃油经济效率。由于采用多发动机结构，即使在航行过程中某台发动机需要检修，也可以利用其余发动机继续航行。如果在破冰船等船舶上使用机械式发动机，曲轴会承受较大负荷，增加故障隐患。相比之下，采用电机驱动的DFDE方式，发动机与电机的负荷在机械上完全分离，可以以恒定的转速安全地发电，而电机则能凭借强大的扭矩破冰前进，从而提高了整个船舶系统的机械稳定性。
在运行效率方面也有优势。DFDE系统在运行负载较低时，只需启动多台发动机中的必要数量，将其余发动机完全停转，从而维持最佳燃油效率。
船舶主机核心技术授权结构会改变吗？
双燃料多发动机及电力推进系统的崛起，不仅仅是船舶燃油效率提升和空间节约的机械工程优势，它更直接触及了造船市场中深植的“船舶发动机自主权”问题。韩国虽是拥有世界第一造船能力的造船强国，但在占船舶成本最大比重的“心脏”——即大型商船用推进机构“大型二冲程（2-stroke）发动机”领域，却存在技术从属这一阿喀琉斯之踵。
目前，大型船舶主机的源头设计及核心技术几乎由德国“MAN Energy Solutions (MAN-ES)”和瑞士“WinGD (Winterthur Gas & Diesel)”这两家巨头瓜分垄断。HD现代重工、韩华海洋、三星重工等韩国主要造船厂及旗下发动机制造公司，因缺乏大型发动机源头设计技术，只能以从欧洲两家公司获得授权并获取图纸的“技术合作（被许可方，Licensee）”形式制作大型发动机并供应给船厂。这意味着每制造一台发动机，都要支付巨额的技术授权费。
然而，随着DFDE系统的普及，拥有中型发动机自主技术的韩国企业地位有所提升。HD现代重工自主开发的“HiMSEN发动机”等中型双燃料发动机在市场上的采用率正在提高，正在补充原本以外国大型发动机为中心的生态系统。
与LNG推进船舶的普及相呼应，“LNG加注”市场也持续增长。据相关统计，2030年全球LNG加注需求预计将达到1600万吨水平，近期市场上LNG加注船的订单规模甚至呈现超过普通LNG运输船的趋势。
加注方式包括利用罐式卡车的TTS（罐对船）、通过陆地终端的PTS（管对船）等，但要满足大型商船的加油需求，在容量和地点上存在限制。因此，由加注专用船直接靠近目标船只进行供应的“船对船（STS, Ship-to-Ship）”方式正在成为主流替代方案。
STS加注的优点在于可以实现货物装卸和燃料供应同时进行的“同步作业”。当船舶停靠码头卸货时，加注船可在另一侧海面靠泊并注入燃料，无需为补给燃料而单独预留停泊时间。这缩短了船只在港口的停留时间，提升了航运经济性。
一位造船业相关人士表示：“近期LNG加注船订单活跃，正受到中小型船舶制造企业的关注，成为未来的增长动力。随着许多航运公司要求设计能够减少温室气体的船舶，LNG相关需求正在不断增长。”