[비즈한국] 隨著國際航運業面臨環境監管強化的壓力，船舶燃料的正規化正在從重油（Bunker C油）迅速向液化天然氣（LNG）轉型。在此過程中，船舶的動力系統也呈現出重構趨勢。韓國造船業正以此次變革為契機，試圖擺脫長期以來由歐洲主導的大型船舶發動機核心技術壟斷結構，尋求多元化發展。在海上燃料供應的LNG加註船領域，韓國企業也正透過積累技術成果，鞏固其在下一代造船市場的樞紐地位。
環境監管加強，電池技術存在侷限
國際海事組織（IMO）為減少國際航運領域的溫室氣體排放，正在實施分階段的監管路線圖。透過對新建船舶適用能源效率設計指數（EEDI），對現有船舶適用現有船舶能效指數（EEOI），不斷強化碳排放控制。特別是隨著基於年度執行資料的碳強度指標（CII）評估制度的落地，未能達到一定等級的船舶其商業航行將受到限制。此外，以全球資產管理公司為中心的ESG經營要求，也成為推動航運公司進行燃料轉型的核心壓力因素。
傳統船舶的主燃料——重油，會排放大量的硫氧化物（SOx）和細顆粒物等大氣汙染物。雖然低硫油（MGO）被視為替代品，但其受精煉成本影響帶來的高價格波動風險被視為一大缺陷。安裝廢氣淨化裝置（洗滌器）也存在汙染油泥處理問題及二氧化碳減排能力有限的弱點。
作為另一種替代方案，以電池為動力的純電動推進方式雖然適用於小型及短途船舶，但在大型商船上的應用侷限性非常明顯。與化石燃料相比，電池的能量密度較低，若要進行長距離遠洋航行，船舶內部需佔用大量空間來搭載電池，這會導致貨物裝載空間縮小，從而降低經濟性。
相比之下，LNG在零下163度冷卻液化後，體積僅為氣態時的600分之一，運輸效率極高。與傳統燃料相比，LNG幾乎能完全切斷硫氧化物和細顆粒物的排放，二氧化碳排放量也能減少約23%。這也就是為什麼它在當前階段被評估為最有效的“橋樑燃料”。
提升空間效率與燃油經濟性的“DFDE”系統
隨著LNG推進方式的全面鋪開，大型商船市場正越來越多地採用結合了內燃機和電力推進優點的“雙燃料柴油-電力推進（DFDE）”系統。雙燃料發動機是一種可以選擇性或同時使用兩種以上燃料（柴油與LNG、甲醇、氨等）的內燃機。佈置在DFDE船上的多臺雙燃料發動機驅動發電機產生電力，並利用該電力驅動電動推進電機來推動船舶航行。
過去的機械式推進方式由於大型主機和螺旋槳必須透過軸直接連線，因此機艙的位置被限制在船尾底部。而DFDE系統由於發動機和電機透過電力電纜連線，船內空間佈局更加靈活。得益於此，可以縮減機艙空間，額外增加船舶的貨物裝載空間，從而提高運輸效率。
此外，還可以根據執行條件降低負載。因為在低速航行等低負載情況下，可以選擇性地僅執行必要的發動機，從而保持燃油經濟效率。由於採用多發動機結構，即使在航行過程中某臺發動機需要檢修，也可以利用其餘發動機繼續航行。如果在破冰船等船舶上使用機械式發動機，曲軸會承受較大負荷，增加故障隱患。相比之下，採用電機驅動的DFDE方式，發動機與電機的負荷在機械上完全分離，可以以恆定的轉速安全地發電，而電機則能憑藉強大的扭矩破冰前進，從而提高了整個船舶系統的機械穩定性。
在執行效率方面也有優勢。DFDE系統在執行負載較低時，只需啟動多臺發動機中的必要數量，將其餘發動機完全停轉，從而維持最佳燃油效率。
船舶主機核心技術授權結構會改變嗎？
雙燃料多發動機及電力推進系統的崛起，不僅僅是船舶燃油效率提升和空間節約的機械工程優勢，它更直接觸及了造船市場中深植的“船舶發動機自主權”問題。韓國雖是擁有世界第一造船能力的造船強國，但在佔船舶成本最大比重的“心臟”——即大型商船用推進機構“大型二衝程（2-stroke）發動機”領域，卻存在技術從屬這一阿喀琉斯之踵。
目前，大型船舶主機的源頭設計及核心技術幾乎由德國“MAN Energy Solutions (MAN-ES)”和瑞士“WinGD (Winterthur Gas & Diesel)”這兩家巨頭瓜分壟斷。HD現代重工、韓華海洋、三星重工等韓國主要造船廠及旗下發動機製造公司，因缺乏大型發動機源頭設計技術，只能以從歐洲兩家公司獲得授權並獲取圖紙的“技術合作（被許可方，Licensee）”形式製作大型發動機並供應給船廠。這意味著每製造一臺發動機，都要支付鉅額的技術授權費。
然而，隨著DFDE系統的普及，擁有中型發動機自主技術的韓國企業地位有所提升。HD現代重工自主開發的“HiMSEN發動機”等中型雙燃料發動機在市場上的採用率正在提高，正在補充原本以外國大型發動機為中心的生態系統。
與LNG推進船舶的普及相呼應，“LNG加註”市場也持續增長。據相關統計，2030年全球LNG加註需求預計將達到1600萬噸水平，近期市場上LNG加註船的訂單規模甚至呈現超過普通LNG運輸船的趨勢。
加註方式包括利用罐式卡車的TTS（罐對船）、透過陸地終端的PTS（管對船）等，但要滿足大型商船的加油需求，在容量和地點上存在限制。因此，由加註專用船直接靠近目標船隻進行供應的“船對船（STS, Ship-to-Ship）”方式正在成為主流替代方案。
STS加註的優點在於可以實現貨物裝卸和燃料供應同時進行的“同步作業”。當船舶停靠碼頭卸貨時，加註船可在另一側海面靠泊並注入燃料，無需為補給燃料而單獨預留停泊時間。這縮短了船隻在港口的停留時間，提升了航運經濟性。
一位造船業相關人士表示：“近期LNG加註船訂單活躍，正受到中小型船舶製造企業的關注，成為未來的增長動力。隨著許多航運公司要求設計能夠減少溫室氣體的船舶，LNG相關需求正在不斷增長。”