第一节、船用柴油机定义
柴油机是目前世界上船舶使用最为普遍的动力装置,在一般大中型民用船舶中,有90%以上使用柴油机做为主推进装置,一般称为主机,只有在一些军船和特种船舶和个别货船(比如一些LNG船和运煤船等)使用燃气轮机、蒸汽机等。
船舶柴油机是船舶最主要的配套设备,它应用于船舶推进动力装置和船舶电站,在船舶总成本中分别占10-15%和3-5%。因此建设能提供性能优良、质量可靠、品种齐全、数量充足产品的船舶柴油机制造业,对我国船舶工业快速、持续、健康发展是不可或缺的。当前我国陆海空三军实力最弱的是海军,而未来中华民族和平崛起需要解决最大的隐患也在于解决此软肋。我国船用柴油机发展关系到国家的安全战略,其近年来的发展严重滞后的现状已引起各方面的重视。
第二节、船用柴油机市场现状
目前我国大型船用中低速船用柴油机生产企业主要有沪东重机、大连船用柴油机厂和宜昌船用柴油机厂等三家。在国内造船业中,国产主机拥有50%的装船率,其中沪东重机在2005年共生产柴油机114万马力,占国产柴油机市场份额的65%左右。
2003-2007年我国船用柴油机产量统计
单位:万马力
我国三大船机企业生产状况
三、船用柴油机盈利状况分析
2003-2007年我国船用柴油机利润率情况
四、船用柴油机市场预测
中国船用大功率柴油机产量预测表
预计未来新船需求继续增长,特别是中国造船产能的释放将对船用柴油机产生更大的需求。2008年至2010年的年均新船需求量为620万载重吨,2011年至2015年的年均新船需求量为840万载重吨。国内几大造船基地(长兴、龙穴、北海、渤海)已经确定的新增产能,2008年、2009年、2010年分别为551、837和1045万载重吨。由于船用柴油机占造船总成本的10%以上,是整条船的心脏,船厂通常在签订造船合同3-6个月后即确定船主机订单。
船机制造商基本是通过专利许可方式进行生产,为避免恶性竞争,专利授权方皆采取限定许可厂家数的方式,一般每个国家不会超过3家,在我国,沪东重机、大连船机和宜昌船机都购买了专利许可,国内不会有新进入的竞争对手。与进口船用柴油机相比,国产柴油机在质量和价格方面基本相同,但国产柴油机可省去关税和运费,技术服务方面更为便利,因此只要解决产能瓶颈问题,国外竞争对手很能抢占国内市场份额。我国船用柴油机行业国内企业产能不能满足国内需求,预计未来10年内的缺口都比较大。略……
第三节 市场现状
尽管关于柴油机的排放问题尚存争议,受到排放问题的影响,全球柴油机市场依然保持增长的势头。在发动机总产量中柴油机的占有率已由1995年的17%增加到2005年的19%,到2006年达到21%。
在西欧,增长的趋势最为显著。在这个有着全世界最严格的排放法规和较高燃油价格的地区,过去十年中,柴油机轿车的产量由不足200万辆发展到400多万辆,新增了10%的市场份额。
根据欧洲汽车制造商协会承诺的排放水平,到2008年,不同重量汽车的二氧化碳平均排放值将降至140克/公里的水平。在欧洲,自实施限制排放法规以来,氮氧化物和颗粒物的排放均减少了85%。与其它类型的发动机相比,只有直喷式柴油机有可能达到以上标准。这些绿色柴油机可以满足欧洲和北美最严格的排放标准。目前中国也正在逐步采用此欧洲标准。
第四节 基本特点
过去八年来,全球柴油发动机汽车的销售增长了141%,而新车市场的整体销量仅增长14%。欧洲的柴油机在2010年达到发展顶峰后,2015年之后将走下坡路。欧洲严格的排放法规将增加柴油机的成本,影响其进一步发展。而汽油机则可能趁势扩大市场份额。
时下汽油发动机生产过剩的困境相信在不久的将来会在欧洲率先缓解。在接下来的十年里,人类将重新回到过去每生产两台汽油机同时生产一台柴油机的时代。
1、发展脚步将逐渐放缓
高压燃油喷射技术极大地改善了柴油机性能,并最终推动了现在日趋流行的柴油技术的广泛应用。1998年装备柴油机的欧洲新车销售市场为24.8%,而自从共轨柴油喷射系统发明后,去年柴油轿车的销售已经攀升到48.3%,并有望在今年占据一半市场份额。
但这种好局面下也掩藏着危机。虽然欧洲法规曾经推动过柴油发动机的发展,但是这种脚步即将逐渐开始放缓。到2010年柴油动力轿车将占有欧洲新车市场份额的65%以上,但是2015年后就会逐渐减退到40%以下。为满足日益苛刻的排放法规,汽车厂商将会放弃对柴油机的偏好,从而直接影响到最终用户的选择。
2、技术成本阻碍前进
为满足预计2010年强制执行的欧盟欧Ⅴ排放指令,特别是针对减少限制很严的氮氧化物中的指标,柴油发动机今后的改进需要投入更多昂贵的设备。据估计欧Ⅴ指令规定的氮氧化物含量将会比现在减少一半,每公里低于0.25克。
日益严厉的排放法规将会不断增加柴油机的成本。根据计算,为达到同样的性能,柴油机的制造成本将是汽油机的1.5倍。到2010年,为提高发动机性能以满足欧Ⅴ指令,未来柴油机需要添加颗粒过滤器,其成本就高达500欧元。按照汽车业界预测,如果欧盟2015年颁布欧Ⅵ指令,有理由相信汽车厂商还要为此额外投入200到300欧元,从而使柴油机的成本达到汽油机的两倍。这就是Rinolfi坚信2015年后柴油机市场将萎缩到40%以下的原因。
虽然也有反对人士强调,不应忽视技术创新将会给柴油机改进带来的成本下降。但是柴油机开发成本将会在未来有巨额增加。为达到欧盟的规定,柴油轿车将不得不额外投入1200到2400欧元。通用据此推测,2010年欧Ⅴ指令颁布后汽油机的市场需求会有反弹。
3、涡轮增压可能使汽油机回暖
未来十年内柴油机和汽油机的市场将会摇摆不定。而目前在汽油机生产过剩的情况下,汽车制造商都在扩大产能以满足柴油机的市场需求。此外,专家认为改进汽油发动机技术,增加每升内碳的含量,可以最终抵消柴油机二氧化碳排放量低的优势。
通过配备涡轮增压或多气阀正时系统的汽油机,可以改善燃油经济性并使小排量发动机获得大功率。基于对汽油机今后需求的乐观估计,汽车厂商现在都已经着手进行汽油机涡轮增压器的开发研究。通用公司早已表示,他们愿意在开发汽油机上投入更多资金和人力,使之更具竞争力。由于几乎所有的柴油轿车均采用涡轮增压技术,作为涡轮供应商的博格华纳和霍尼韦尔公司已经因此受益,并且他们也准备为迎接新一轮汽油机市场的繁荣加大投入力度。根据霍尼韦尔公司预测,应用涡轮技术的汽油发动机到2010年将增长两倍,从现在的10%达到22%。略……
第五节 我国政策环境
发改委和国防科工委联合正式对外发布《中国船舶工业中长期发展规划》,《规划》准确地把握了世界造船业转移规律和我国船舶工业发展趋势,提出了符合我国国情,顺应时代要求的发展目标,指导方针和重大项目布局,提出了新建造船设施项目须具备的基本条件,对船舶工业对外合作提出了指导意见,借鉴国外某些政策,提出相应的政策措施,体现了国家意志。
《规划》对产业发展取向、生产组织、资源配置等方面突出指导性、对项目投资方面突出宏观调控性。规划是指导今后十年我国船舶工业发展的纲领性文件,对于促进我国船舶工业平稳较快发展具有重大意义。
《规划》明确提出2010年我国造船总重量达到世界总量的25%,2015年达到30%;2010年船舶配套率达到60%,2015年达到80%;2010年船用柴油机产量达到450万千瓦(600万马力)、2015年达到600万千瓦(800万马力);
《规划》指出,新建造船(含分段)和船用低、中速柴油机及曲轴中外合资生产企业,中方股比不得低于51%,合资企业须建立技术中心,消化吸收外方转让的技术。外商投资建立产品研发机构和船用设备生产企业等不受股比限制。
同时,规划还规定:境外企业、境内外商独资企业、外资控股的合资企业重组兼并境内造船企业和船用低、中速柴油机生产企业,视同新建合资企业。
第六节 技术环境
近十多年来,船用柴油机朝着提高功率、降低油耗、提高可靠性、降低磨损、延长寿命、减少噪音及振动、降低重量和尺寸、易于维修保养、实行自动监控等方向发展。自1973年世界石油价格飞涨以后,降低油耗已成为目前各柴油机制造厂家相互竞争的焦点。
1、提高功率方面
由于增压技术的进步和工作过程的改善,单缸和单机功率不断提高.最大单缸功率已由二十多年前的1100kw堤南至3680kw。目前,最大单机功率已达36899kW。功率的提高主要是通过不断提高平均有效压力Pe来实现的,四冲程柴油机的Pe已达2.6MPa,二冲程柴油机的Pe可达1.575MPa。
2、提高经济性方面
自石油危机以后,燃油价格暴涨,燃料费用大增。燃油费用占总营运费用的百分比已从20~40%上升到40~60%,因而,降低燃油消耗,燃用劣质燃料,寻找代用燃料已成为国外各柴油机制造公司竞争的主要手段。各公司为此进行了大量试验研究工作,并获得了很大进展。称霸世界低速柴油机市场的B&W和SULZER公司,从1977年至l982年间,使低速二冲程柴油机燃油消耗率下降了27g/kW•h,最低油耗串达到160g/kw•h的水平。船用中速柴油机的油耗率也已大幅度降低。法国的PC2-6EF和PC4-2EF机型的油耗率已达170g/kw•h。他们的有效热效率he=0.5~0.53,达到了相当高的水平。
此外,近年来,劣质燃料一一重油(又称渣油)已被船舶主机或辅机作为主要燃料加以采用。低速二冲程柴油机燃用重油的粘度已达3500一6000秒(雷氏一号(100°F))。四冲程中速柴油机可燃用雷氏一号粕度为1500一3500秒的重油。高速柴油机可燃用雷氏一号粘度为200一250秒的重油。造船厂希望主机和辅机采用同一种燃油。
3、提高可靠性,延长寿命,发展监控系统
随着平均有效压力Pe的提高,最高爆发压力已高达15MPa。零部件机械负荷及热负荷增加,为了提高可靠性和使用寿命,降低热应力和机械应力,在加强高温表面的冷却,改进材料、改进结构提高刚度等方面进行了大量工作,并取得了进展。
大力发展电子监控系统。对柴油机性能参数和工况变化的趋向进行瞬时分析,以便选择最佳运转参数并及时发现和排除故障或不可靠因素,了解零部件运行情况,通过测量和故障预兆的分析,确定更换零部件的期限。
此外,目前国内外普遍采用电子计算机进行辅助设计和结构强度试验研究工作。无疑这对柴油机结构方案的优化以及按寿命要求进行最经济的设计那是有效的手段。
现代柴油机的大修期(寿命)大大提高,高速大功率柴油机为5000~6000h(小时),中速大功率柴油机一般为30000h,个别的机型如TM410中速机可以和低速机相比,寿命为72000~100000h,相当于10~20年。在过去的二十多年中,各类柴油机都获得了很大的发展,单缸功率获得了成倍的增长。在这方面废气涡轮增压起了决定性的作用。略……
第七节 2008—2010年船舶制造业市场预测
2006年世界造船产量已经达到25年来的高峰。在今后10年或更长的时间里,世界造船还将继续高速发展。
今后全世界船队的运力到2010年将达到6.86亿总吨,2014年达到7.59亿总吨;船队运力的总扩充量将达到2.16亿总吨,增长40%。年平均增长幅度最多的是油轮,将在达到2140万载重吨后,再回落至1500万至1600万载重吨,仍比5年前的1220万载重吨增加了许多。
大型油轮的造价5年后为6600万美元,坚挺时可维持在7500万美元左右,到2010年将升至8000万美元,到2015年前将再度回落到6500万美元。在今后的15年间,新建巨型油轮的总金额将达1240亿美元。
关于今后干散货船的需求,将在20世纪90年代后期的水平上有所下降,但在2005年后的5年,将升至90年代后期的水平。集装箱船数量的增长将在很大程度上保持稳定。在今后的10年前后,每年新建集装箱船将维持在450万至500万总吨的水平。在2001年至2015年间,建造集装箱船的总价值将达到8390亿美元左右。
第八节 对产品的需求分析
过去几年,全球经济持续增长,航运市场空前繁荣,造船市场全面兴旺,是我们航运业、造船业共同发展、值得记忆的年份。据国际货币基金组织统计,近4年来全球GDP呈现持续增长势头,增长率分别为2.4%、3%、3.9%、5%,带动了国际贸易的快速发展,全球贸易增长率分别达到0.1%、3.3%、5.1%、8.8%。全球贸易的这种强劲涨势,有力地促进了世界航运市场的活跃,波罗的海干散货运价指数(BDI)从2002年9月开始脱离千点位置,一路上升,到2004年2月最高上升到5681点。世界新船成交量随之上涨,使2005年上半年全球新船成交4730万载重吨,为造船业提供了很好的发展机遇。
同时,世界航运发展对船舶产品需求也出现了一些结构性变化:
1、船舶产品的专业化
一是油船和散货船下降趋势明显,在总订单中的比例由1999年的78%下降到70%,06年上半年只有50%左右。二是杂货集装箱化的趋势更加深入,集装箱船已经成为世界船舶建造市场中最主要建造船型之一。三是LPG/LNG船、滚装船等新兴船型表现出色,增长迅速。各专业船型订单水平,特别是其所占全部船型价值量的份额与日俱增,由1997年的26%上升到51%,占了一半以上。
2、船舶产品的大型化
大型化是当前船舶发展的又一重要趋势。集装箱船目前已突破10000TEU,其它大型船舶,例如VLCC、VLGC、大型汽车运输船以及大型矿砂运输船相继进入船舶市场。这种变化趋势主要是从经济效益方面考虑的,有数据可以证明,6000箱的集装箱船可比4000箱的船舶节省20%的成本,最根本的原因在于人们对于未来全球海上贸易的足够信心。
3、船舶产品的环保化
船舶产品的专业化、大型化以及环保化,带来国际船舶市场的新需求,促进船舶市场未来更加具有差异性和多样性,也是维持国际船舶市场稳定发展的积极因素。据日、韩、中欧有关机构对2020年以前世界新船需求量的最新预测,今后五年年均新船需求量将降到5000万载重吨左右,仍处于历史较高水平。
总之,在过去几年世界经济与航运发展中,一个重要因素是中国经济的持续快速增长。在大宗海上运输业务原油运输中,中国进口原油约占世界油轮总运力的1/3。在中国海上船运的进口石油中,90%是外轮承运。随着中国原油由国内船东运输比例的逐步提高,我国对VLCC、SUEZMAX和AFRAMAX三种大中型油船的需求量将是巨大的。
近两年国际油价的持续上涨,使得天然气资源成为继石油资源后中国最为重要的能源。
与此同时,中国的集装箱年吞吐量也逐年上升,跃居世界第一。今年上半年,中远、中海及中外运集装箱船订单的大型化特征尤为明显,5000-10000TEU的集装箱船的订单需求不断增多。
据国内有关机构的预测,2006年至2010年中国船舶运力增长总需求量为3100万载重吨,年均为620万载重吨;2011年至2015年船舶运力增长需求将达到4200万载重吨,年均需求840万载重吨。中国船舶运力的强劲需求,为世界造船业特别是中国造船业的发展将继续产生巨大的推动作用。略……
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