面对国际海事组织(IMO)和世界各国政府出台的日益严格的排放标准，天然气替代传统燃油作为船舶的清洁燃料，无论是从技术成熟度、环境适应性或是经济可接受性等方面考虑，已成为业内公认的未来船舶绿色能源的首选。十余年来，中国船级社(CCS)一直致力于天然气燃料动力船舶的技术研发和规范标准体系的构建，为我国天然气燃料动力船舶的自主设计、建造和安全营运提供了强有力的技术支持和保障作用。
2008年，CCS发布了《气体燃料动力船检验指南》(2008)，该指南适用于以液化石油气(LPG)和压缩天然气(CNG)为燃料的内燃机动力装置船舶，为当时国内以LPG和CNG为代表的气体燃料动力船的快速发展提供了安全保障。之后，随着船舶大型化对气体燃料需求量的增加，以及对液化天然气(LNG)安全应用的研究深入，CCS于2011年发布了《气体燃料动力船检验指南》(2011)，新版指南明确船舶可使用LNG作为燃料，船舶动力装置可使用单一燃料(气体)或双燃料(气体和燃油)模式。
为更好的满足国内外航运业对LNG清洁燃料的迫切需求，CCS先后开展了“天然气燃料动力船关键技术研究”“船用LNG燃料罐结构关键技术研究”等项目，并依据相关研究成果于2013年在全球率先发布了《天然气燃料动力船舶规范》。为了确保LNG燃料动力船舶达到与传统燃油动力船舶同等的安全水平，规范采用了多层安全防护理念来保证LNG燃料在船上应用的安全性。第一层是采用可靠的围护系统，降低LNG泄漏的概率；第二层是配套相应的安全控制系统，即使围护系统发生少量泄漏，安全控制系统通过探测及时采取相应的安全措施，将泄漏产生的后果降到最低；第三层是考虑围护系统的防碰撞和防火布置等外部因素，提高其意外情况下的防护能力；第四层是考虑人为因素，通过加强相关人员的管理、培训和操作，降低人为失误产生的安全风险。相比《气体燃料动力船检验指南》(2011)，规范将船舶的适用范围从国内航行船舶拓展至国际航行船舶。
图1 LNG燃料动力船多层风险防控安全准则
随着航运界对双燃料动力系统预装的需求逐渐增强，CCS在前期40万吨VLOC技术工作基础上，主动开展了专项研究，识别出天然气动力系统采用预先设计和布置时，在船舶设计、建造/改造、布置、检验等方面的关键技术点，最终于2015年发布了《天然气燃料动力系统船舶预设指南》，为船东和设计者未来实施天然气燃料动力系统改造时提供了灵活的选择方案。
2017年1月1日，IMO制定的《使用气体或低闪点燃料船舶国际安全规则》(简称“IGF规则”)正式生效，CCS同步发布了《天然气燃料动力船舶规范》(2017)。新版规范纳入了CCS在LNG燃料使用方面的经验积累和风险评估等领域的最新研究成果，适用的船舶范围扩展至客船、危险品运输船和采用分体供气的工程船等。
为配合该规范的使用，2018年CCS编制并发布了《IGF规则风险评估要求手册》，为LNG双燃料动力船提供符合IGF规则风险评估要求的解决方案。该手册对LNG双燃料系统中的围蔽或半围蔽LNG加注站、集液盘的容量、空气闸的设计、LNG燃料围护系统设计评估、燃料舱接头处所的通风替代装置、固定式气体探测器的安装位置等10个场景给出了具体的评估方案。依据该手册，CCS已完成了中海油服12艘三型平台供应船(PSV)双燃料系统HAZID和HAZOP风险评估、中远海运LNG双燃料VLCC设计方案风险评估、LNG燃料动力船通过三峡船闸风险评估、伟马航运690FEU LNG罐箱运输船双燃料设计方案风险评估等项目。
图2 加注站内可燃蒸气云扩散
图3 集液盘中的LNG积聚过程
近年来，CCS根据LNG水上应用开展的系列专项研究工作成果，以及业界对LNG燃料动力船的反馈信息和我社的实践经验积累，分别于2017年和2018年发布了3次《天然气燃料动力船舶规范》变更通告，并于2021年发布了《船舶应用天然气燃料规范》(2021)。新版规范提升了船舶应用天然气燃料的科学性和可操作性，对航运业使用LNG清洁燃料可以起到更好的引领和规范作用。
为配合天然气双燃料动力船顺利开展LNG燃料加注，CCS于2017年发布了《液化天然气燃料加注作业指南》(2017)，针对船舶LNG燃料加注作业不同加注模式的特点，给出了操作建议、风险评估方法及应急响应措施，以便向LNG燃料加注负责人、操作者等相关人员提供技术指导。
2019年，CCS结合国际、国内标准及CCS相关LNG技术规范的最新要求，在充分评估《液化天然气燃料加注作业指南》(2017)应用过程中的反馈意见和CCS开展的系列专项研究工作成果基础上，对《液化天然气燃料加注作业指南》(2017)进行了修订和换版，并于2021年发布了《液化天然气燃料加注作业指南》(2021)。新版指南修订和完善了同步作业、操作程序等相关内容，以及加注连接设备(如加注接头)、安全设备(如拉断阀、ESD等)、系泊设备及计量等设备的相关技术要求，保障天然气双燃料动力船开展LNG燃料加注作业时更加规范、高效和安全。
2013年7月，中国海事局向CCS下达了“关于委托编制液化天然气动力船舶及加注设施相关船检技术法规的函”(海便函(2013)579号)，CCS根据相关要求，编制完成了《内河天然气燃料动力船舶法定检验暂行规定》，初步构建了我国内河LNG燃料动力船舶的法规标准。
2018年，CCS根据交通运输部海事局下达的“关于对《天然气燃料动力船舶法定检验暂行规定》编制工作的批复”(海便函[2014]626号)，结合相关科研成果，编制完成了《天然气燃料动力船舶法定检验暂行规则》(2018)。该规则在《内河天然气燃料动力船舶法定检验暂行规定》的基础上进行了完善和补充，将其适用范围从河船扩展到海船，同时制定了客船、危险品船和工程船分体供气的相关要求，适应了我国LNG动力船舶设计、建造和检验的需求，对引领和推进我国天然气双燃料动力船舶发展具有积极作用。
目前，我国的天然气燃料动力船舶规范法规体系已实现全水域、全船型覆盖，即适用水域涵盖内河、沿海以及国际航行船舶、所有船型(含危险品运输船、客船)，为我国天然气双燃料动力船舶的设计、建造和营运等提供了技术规范和标准。未来，CCS仍将服务行业需求和发展，结合业界最新技术和研究成果，不断完善天然气燃料动力船舶规范法规体系，推动我国双燃料动力船舶更好更快地发展。
