細(xì)數(shù)豪華郵輪動力系統(tǒng)“四大流派”，未來誰主沉??？

近年來，人們的消費水平不斷提高，消費觀念不斷改變，海上旅游的熱情隨之高漲，伴隨而來的是全球豪華郵輪市場的穩(wěn)定、快速增長。在近20年中，豪華郵輪的年均增長率穩(wěn)定維持在7%左右，截至2017年年底，全球共有豪華郵輪404艘、客位51.7萬個。尤其在近幾年，在船市整體慘淡的情況下，豪華郵輪市場卻逆勢而上，成為全年船舶市場成交的焦點，且根據(jù)目前的手持訂單可以推斷，未來幾年，各家船廠的豪華郵輪建造與成交量將接近飽和狀態(tài)。

由于豪華郵輪市場的火爆，擁有建造能力的造船廠都從中發(fā)現(xiàn)了商機(jī)。不僅僅是造船廠，豪華郵輪這一高附加值的產(chǎn)品同樣給整個豪華郵輪產(chǎn)業(yè)鏈帶來了一塊巨大的“蛋糕”，而作為豪華郵輪的“心臟”，動力系統(tǒng)自然是“蛋糕”中最重要的一部分。

作為造船界“皇冠上的明珠”，豪華郵輪對動力系統(tǒng)的性能、噪音等條件都具有較高的要求。根據(jù)英國克拉克松研究公司對2000年后完工交付的195艘豪華郵輪的統(tǒng)計分析結(jié)果來看：

采用“柴電”推進(jìn)動力系統(tǒng)的豪華郵輪共143艘；

采用“柴燃”混合動力系統(tǒng)的豪華郵輪為10艘；

采用柴油機(jī)動力系統(tǒng)的豪華郵輪為33艘；

采用燃?xì)廨啓C(jī)動力系統(tǒng)的豪華郵輪為8艘；

采用核動力推進(jìn)的豪華郵輪為1艘。

“柴電”推進(jìn)系統(tǒng)

“柴電”推進(jìn)系統(tǒng)是由柴油機(jī)發(fā)電為電動機(jī)提供電能，從而驅(qū)動螺旋槳工作。在195個調(diào)研樣本中，采用“柴電”推進(jìn)系統(tǒng)的豪華郵輪數(shù)量占據(jù)了73.3%，共143艘，可謂“一枝獨秀”，其較高的經(jīng)濟(jì)性與優(yōu)良的性能使其適用于任何類型的豪華郵輪。以目前世界最大的豪華郵輪“海洋交響”號（MS Symphony of the Seas）為例，其動力系統(tǒng)采用了4臺瓦錫蘭的12V46F中速機(jī)以及2臺16V46F中速機(jī)，分別推動ABB公司的3套20兆瓦級Azipod電力推進(jìn)系統(tǒng)以及4臺5.5兆瓦級瓦錫蘭WTT-55推進(jìn)器。

供應(yīng)商方面，在柴油機(jī)市場中，瓦錫蘭為143艘豪華郵輪中的100艘提供了柴油機(jī)；同時，卡特彼勒在小型豪華郵輪中占有一定的市場，而作為船機(jī)“巨頭”的曼恩能源解決方案公司，在豪華郵輪船機(jī)市場的競爭中卻居于下風(fēng)，在143個調(diào)研樣本中，僅有23艘豪華郵輪采用了該公司的柴油機(jī)作為主機(jī)。

在電力推進(jìn)系統(tǒng)及其解決方案的市場中，ABB公司的電力推進(jìn)系統(tǒng)，尤其是Azipod系列吊艙推進(jìn)系統(tǒng)占據(jù)了豪華郵輪電推系統(tǒng)的“大半壁江山”，除此之外，羅爾斯?羅伊斯、西門子等電推系統(tǒng)解決方案也占有一定的市場。

“柴燃”混合動力系統(tǒng)

“柴燃”混合動力系統(tǒng)通常指柴油機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)單獨或共同輸出，為豪華郵輪提供動力。以著名的豪華郵輪“瑪麗皇后2”號（ Queen Mary 2）為例，“瑪麗皇后2”號安裝了4臺瓦錫蘭16V 46C-CR環(huán)保型中速機(jī)，總功率為67200千瓦；同時，“瑪麗皇后2”號配備了2臺GE公司的LM2500+型燃?xì)廨啓C(jī)，總功率為50000千瓦。此外，“瑪麗皇后2”號為電力推進(jìn)，柴油與燃?xì)廨啓C(jī)分別推動4臺21500千瓦的阿爾斯通電動機(jī)，為4臺羅?羅的美人魚（Mermaid）吊艙式推進(jìn)器提供電力。“柴電”混合動力系統(tǒng)也被稱為復(fù)合式柴油燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)（CODAG），低速平穩(wěn)運營時由柴油機(jī)驅(qū)動，省油節(jié)能；高速運行時與高功率的燃?xì)廨啓C(jī)并聯(lián)輸出。“瑪麗皇后2”號是第一艘利用CODAG推進(jìn)的豪華郵輪。

供應(yīng)商方面，在克拉克松195個調(diào)研樣本中，共有10艘豪華郵輪采用了“柴燃”混合動力系統(tǒng)。其中，GE公司的LM1600與LM2500系列燃?xì)廨啓C(jī)與瓦錫蘭的16V46C、8L46C系列中速機(jī)分別壟斷了該領(lǐng)域中的燃?xì)廨啓C(jī)與柴油機(jī)市場?？傮w來說，相關(guān)企業(yè)通過不斷完善技術(shù)，既解決了“柴燃”混合動力系統(tǒng)燃?xì)廨啓C(jī)能耗過高、經(jīng)濟(jì)性較低的問題，又解決了柴油機(jī)推進(jìn)力不足、噪聲太大的問題。在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)可對燃?xì)廨啓C(jī)排放的高溫尾氣進(jìn)行回收再利用，用于鍋爐等艙室設(shè)備的供能，再一次提高整體能源利用率。隨著未來技術(shù)的進(jìn)一步精進(jìn)，“柴燃”混合動力系統(tǒng)在豪華郵輪中將會有更廣闊的市場。

柴油機(jī)動力系統(tǒng)

柴油機(jī)動力系統(tǒng)是由柴油機(jī)作為推進(jìn)動力，不通過電動機(jī)，而是通過齒輪箱與傳動軸機(jī)械驅(qū)動螺旋槳進(jìn)行工作的驅(qū)動系統(tǒng)。盡管柴油機(jī)動力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性較高，但從豪華郵輪的舒適性來考慮，柴油機(jī)動力系統(tǒng)并非最佳選擇，這從柴油機(jī)動力豪華郵輪的交付時間上便可推斷：以柴油機(jī)為動力直接驅(qū)動螺旋槳進(jìn)行工作的豪華郵輪交付時間主要集中在2000年～2005年之間，在2010年之后僅有4艘豪華郵輪采用該動力系統(tǒng)，而在2014之后便再無此型動力的豪華郵輪完工交付。在調(diào)研樣本中，有33艘豪華郵輪采用柴油機(jī)動力系統(tǒng)，其中已有3艘被棄用或已報廢。

從交船年份上可以看出，隨著近年來新型動力系統(tǒng)種類及技術(shù)的不斷更新迭代，柴油機(jī)機(jī)械驅(qū)動豪華郵輪航行這一較為“古老”的方式正逐漸被市場淘汰。盡管擁有較高的燃油經(jīng)濟(jì)性，但相較于其他動力系統(tǒng)，柴油機(jī)動力系統(tǒng)因其噪音大、推進(jìn)動力不足、響應(yīng)速度慢等因素，仍難以匹配豪華郵輪的定位與需求。

燃?xì)廨啓C(jī)動力系統(tǒng)

燃?xì)廨啓C(jī)動力系統(tǒng)由燃?xì)廨啓C(jī)單獨工作為電動機(jī)提供電能，從而驅(qū)動螺旋槳工作。在調(diào)研樣本中，嘉年華郵輪集團(tuán)和皇家加勒比郵輪集團(tuán)各有4艘豪華郵輪采用了燃?xì)廨啓C(jī)動力系統(tǒng)，其燃?xì)廨啓C(jī)均由GE公司提供，型號為LM2500及其衍生品。此外，8艘豪華郵輪均為中小型郵輪，載客人數(shù)在2500人左右，載重噸在90000噸左右。

豪華郵輪被譽(yù)為造船界“皇冠上的明珠”，燃?xì)廨啓C(jī)被譽(yù)為現(xiàn)代工業(yè)“皇冠上的明珠”。同為“明珠”，燃?xì)廨啓C(jī)自然也意味著優(yōu)良的性能與高昂的價格。一方面，燃?xì)廨啓C(jī)本身價格高昂，其價格為400～500美元/千瓦，而四沖程柴油機(jī)的價格僅為300美元/千瓦，二沖程柴油機(jī)則更低。另一方面，燃?xì)廨啓C(jī)油耗極高，主流船用燃?xì)廨啓C(jī)的熱效率在30%～40%之間，即使是采用間冷回?zé)嵫h(huán)的羅?羅WR-21燃?xì)廨啓C(jī)效率也僅為42%。在能耗方面，燃?xì)廨啓C(jī)油耗為220～225千克/千瓦時，而目前柴油機(jī)產(chǎn)品油耗約為170千克/千瓦時。此外，如今天然氣市場火爆，帶動天然氣價格暴漲，作為燃料其價格已非常高昂，若使用煤油、柴油等燃料價格也較重油更高。為降低能耗，GE公司推出了以燃?xì)廨啓C(jī)為核心的“燃-蒸聯(lián)合循環(huán)電力系統(tǒng)”(COGES),即對燃?xì)廨啓C(jī)的高溫尾氣進(jìn)行回收用于鍋爐燃燒，再利用鍋爐產(chǎn)生的蒸汽帶動蒸汽輪機(jī)工作發(fā)電，極大提高了能效轉(zhuǎn)換率。此類動力系統(tǒng)在“千禧”號（Celebrity Mellennium）等豪華郵輪中得到應(yīng)用，但目前在豪華郵輪上的實船應(yīng)用并不多，各方面性能與實用性仍有待考證。

因此，雖說“明珠”還需“明珠”配，燃?xì)廨啓C(jī)縱使擁有再優(yōu)良的性能，但其較低的經(jīng)濟(jì)性并不適用于現(xiàn)階段的豪華郵輪產(chǎn)業(yè)。在未來，隨著燃?xì)廨啓C(jī)的技術(shù)改良與經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化，其在豪華郵輪產(chǎn)業(yè)中或?qū)⒂休^好的前景。

總體來說，在豪華郵輪產(chǎn)業(yè)中，無論是何種動力系統(tǒng)，核心的配套設(shè)備仍舊為動力領(lǐng)域的“老三樣”：柴油機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)以及電力推進(jìn)系統(tǒng)。目前柴油機(jī)市場主要份額被瓦錫蘭占據(jù)，燃?xì)廨啓C(jī)市場被GE公司占據(jù)，電力推進(jìn)系統(tǒng)市場被ABB公司所占據(jù)，整體行業(yè)壟斷性較強(qiáng)，企業(yè)介入較為困難。我國在低、高速機(jī)自主品牌研發(fā)上有一定的突破，但在中速機(jī)尤其是大功率中速機(jī)方面的研發(fā)能力仍不足；在燃?xì)廨啓C(jī)與電力推進(jìn)系統(tǒng)方面，我國雖有相應(yīng)的自主品牌且已得到實船應(yīng)用，但其功率相對較小，難以滿足郵輪的實際需求。因此，在豪華郵輪這一巨大的產(chǎn)業(yè)之中，除了郵輪建造技術(shù)外，如何進(jìn)軍并拿下動力系統(tǒng)這一塊“大蛋糕”也須成為我國船機(jī)企業(yè)未來發(fā)展的一個重要方向。