韩国聚焦绿色智能船舶强化全球技术竞争力_王楚.pdf

中国船检 CHINA SHIP SURVEY 2023.2482022年,韩国造船业虽然在年度接单总量上连续两年落后于中国,但依靠绿色动力船舶等高端船型仍然守住了近“半壁江山”。三大船企尽管承接了大量订单,但由于2022年交付的都是之前承接的低价船,且同期原材料价格上涨,出现大规模持续亏损。现代重工集团更名为“HD现代”,加速推进向海洋转型,目标从“世界第一造船企业”到成为“全球最尖端造船及能源集团”,大宇造船海洋也顺利迎来新东家,即将更名。三大船企深耕高附加值船舶市场,智能船舶、绿色船舶、智能船厂领域取得新突破,同时推进LNG船相关设备技术的国产化,欲缓解核心技术被“卡脖子”的局面。韩国聚焦绿色智能船舶强化全球技术竞争力中国船舶集团经济研究中心 王 楚 陈柏全工信部装备工业发展中心 司志强智能航运 Intelligent Shipping2023.2 CHINA SHIP SURVEY 中国船检49韩国政府发布确保造船产业超级差距战略,提出确保韩国造船业在未来全球船舶市场的主导权,强化船舶出口竞争力。高端船型：LNG船成为韩国最后的堡垒2022年,韩国造船业继续承接了大批高技术船型订单,但与此同时中国在高端船型领域的市场份额不断增长。在VLCC、VLGC、超大型集装箱船方面,韩国新接订单量的市场份额均落后于中国。在VLCC和超大型集装箱船（23000TEU以上）方面,韩国未承接新船订单,超大型集装箱船中国接单量占比达到47.6%,全部两艘VLCC订单由中国包揽。VLGC方面,韩国获得了全球25艘中的11艘,占比44.0%,同比大幅减少72.5%,中国和日本分别获得10艘和4艘。大型LNG船方面,韩国获得了全球173艘订单中的118艘,占比68.2%,占比大幅减少21.2个百分点,另55艘均由中国船企承接,这一船型的竞争将日益加剧。加快转型：现代更名大宇出售现代重工集团在迎来集团创立50周年之际,宣布将集团更名为HD现代（HD Hyundai）,并发布了名为“海洋转型”的新愿景,由无人船舶及环保船舶开发相关的“海洋移动”、追求海上运输网优化的“海洋智慧”、以技术进步为基础将生活空间扩展到海洋的“海洋生活”、构建可持续海洋能源生态界的“海洋能源”等4个主题组成。该集团实施“海洋转型”的宗旨是,从全新的角度看待既是资源宝库又是物流中心、移动网络中心的海洋,将其作为解决应对气候变化等全球性时代课题的核心空间。HD现代集团计划,利用其主要业务领域即造船、海工、能源、产业机械的技术力量生产环保能源,构建通过海洋实现安全运输和利用的价值链,将海洋转换为“可持续环保能源的场所”。2022年12月,现代重工群山造船厂部分重启,2023年将为蔚山造船厂制作10万吨集装箱船分段。为顺应环保船舶订单增加的趋势,群山造船厂还计划扩大LNG船、LPG船等高附加值船舶分段的生产,集成群山造船厂以中小型船舶、特种船舶等为中心的核心基础设施建造资源,使其发展成为韩国“西南部造船圣地”。此外,现代重工子公司现代发动机（HHI-EMD）在大佛工业园区建设的发动机工厂于去年10月正式竣工投产。该厂是在对原现代发动机工厂的设施进行改造的基础上,加装最新的双燃料发动机生产设备之后建成的,每年 可 生 产 超 过100台HiMSEN发动机。数据来源：克拉克森船型202220212020占比排名占比排名占比排名大型 LNG 船68.2%189.4%174.1%1VLCC0%87.9%177.7%1超大型集装箱船（23000TEU 以上）0%26.8%230.9%2VLGC44.0%270.2%132.9%2表1 2020-2022年韩国高技术船型订单占比及排名中国船检 CHINA SHIP SURVEY 2023.250在去年年初与现代重工集团的合并重组申请遭欧盟否决而流产后,大宇造船海洋时隔22年再次迎来新“东家”-韩华集团。在迎来新的“金主”后,得到资金援助的大宇造船海洋经营正常化也将加速。韩华集团近年来在防务产业领域发展很快,收购大宇造船海洋后,有望与其军船建造业务产生协同效应。同时,在全球能源向氢能时代转型之际,韩华集团在LNG领域也将与大宇造船海洋产生协同效应。此外,韩华集团计划在完成大宇造船海洋的收购后,将该公司名称更改为“韩华造船海洋”,注册登记工作预计在今年6月30日之前完成。2023年,“大宇造船海洋”的名字或将与“现代重工集团”一道,走进历史的尘埃中。自主航行：三大船企均完成实船测试目前,韩国尽管拥有船舶自主航行和安全航行的核心技术,但实船搭载和测试验证业绩不足。为此,韩国船企正在把相关技术搭载在自主航行试验船上,以验证其性能,确保掌握自主航行核心技术,并先发制人地应对未来自主航行船舶市场。2022年,韩国船企在自主航行船舶领域取得多项重大成果及进展,主要体现在以下两个方面：一是持续开发并实证自主航行船舶相关技术,在确保该领域核心技术自主化的同时,抢占自主航行船舶标准化高地。现代重工与韩国船级社、Avikus、利比里亚海事局韩国登记处签署了关于搭载自主航行系统的实船及航运应用的联合开发项目协议,计划将现代Akikus开发的大型船用自主航行解决方案“智能航行辅助系统2.0（HiNAS 2.0）”搭载在入级韩国船级社及利比里亚海事局注册的船舶上,从2023年7月开始应用于实船。大宇造船海洋与韩国船级社签订了数字化智能与自主航行船舶技术开发的业务协议,计划以开发提高船舶航行安全和效率的智能船舶服务、开发数字数据交换技术、开发自主航行技术及实证测试和认证、开发船员培训课程、开发建设智能船厂的智能航运 Intelligent Shipping图源/The Korea Herald网图1 大宇造船建造的首艘自主航行试验船“DAN-V”号图源/Akikus官网图2 现代Akikus开发的大型船用自主航行解决方案“智能航行辅助系统2.0（HiNAS 2.0）”2023.2 CHINA SHIP SURVEY 中国船检51智能试航和数字射线检测等数字技术作为主要课题。三星重工与英国劳氏船级社签署了合作协议,对三星重工独立研发的远程自主航行系统SAS进行认证。英国劳氏船级社将在自主航行船舶的试航程序、自主航行指导方针、自动化航行系统等自主航行船舶技术的验证等方面,与三星重工开展联合研发。三星重工还在韩国造船业界首次开发出了应用区块链技术的自主航行船舶网络安全解决方案。三星重工利 用 区 块 链 平 台VeChainThor,对将三星重工远程自主航行系统(SAS)和电子航海日志(eLogbook)生成的数据传送到外部的技术进行了成功验证,并从挪威船级社获得了结果证明书。二是三大船企均进行了自主航行船舶海上试验,完成了对自主航行解决方案的技术验证。三星重工搭载自主研发远程自主航行系统“SAS”的“世界路”号实习船完成了在韩国西海海域连接南海和东海的岛屿沿岸进行海上实证测试,这也是韩国首次在海上复杂环境下的自主航行船舶实证测试。三星重工还与木浦海洋大学以及韩国船级社联合制定了自主航行船舶运营整体危险性评价、危险要素识别、风险管理方案等安全航行指南,并从海洋水产部获得了“自主航行系统(SAS)船舶实证的船舶安全法特例”许可,成为业界为自主航行船舶实证提供法律依据的首个案例。大宇造船海洋也成功进行了自主航行船舶海上试验,完成了对自主航行解决方案的技术验证。其研发建造的首艘自主航行试验船“DAN-V”号在2022年11月成功进行了自主航行船舶海上试验,完成了对自主航行解决方案“DS4 Safe Navigation”的技术性验证,同时该公司正在与韩国船级社合作推进相关技术的认证工作。现代重工旗下Avikus于2022年5-6月成功实现了搭载自主航行解决方案“HiNAS2.0”的18万立方米LNG船“Prism Courage”号横渡大洋的目标。2022年8月,Avikus与SK海 运、长 锦 商 船 等2家韩国船东签订了“HiNAS 2.0”的订单合同,从2023年8月开始,“HiNAS 2.0”将陆续搭载在包括集装箱船和LNG船等在内的23艘在图3 搭载自主航行解决方案“HiNAS2.0”的18万立方米LNG船“Prism Courage”图源/Akikus官网中国船检 CHINA SHIP SURVEY 2023.252智能航运 Intelligent Shipping建大型船舶上。此外,Avikus还成功开发了休闲游艇第二阶段自主航行解决方案“NeuBoat”,并获得“CES 2023创新奖”。数字化造船：推进智能船厂建设2022年,韩国为进一步加快推进智能船厂的建设,纷纷与全球领先的数字化企业携手合作。三星重工选择与欧洲和美国的软件企业合作打造智能船厂。一是与法国达索系统公司的“智能SHI”机构联合设立数字化转型协议体,共同开发智能船厂建设项目。达索系 统 将 把 其3D Experience平 台与三星重工的现有系统连接,为实现以平台为基础的智能船厂目标提供支援。双方将对三星重工船舶建造生产过程中的工程量变更进行管理优化,提升生产计划和进度达成的准确性,有望实现划时代的工期缩短。二是联手美国Unity Technologies开展“船体设计无纸化项目”等智能现场建设项目,共同推进韩国造船业界首个“以3D模型为基础的船舶设计认证流程”。三星重工还计划在2025年前将智能技术移植到合作公司（转包企业）,构筑完备的智能生态体系。继 大 宇 造 船、三 星 重 工 之后,韩国造船海洋也与美国Unity Technologies达成智能船厂建设相关合作协议。双方将基于XR和 AI 共同开发智能与安全船舶设计技术。Unity和韩国造船海洋将使用 Unity 的引擎和技术开发基于数字孪生的船舶管理平台,Unity通过协作建设韩国造船海洋的智能船舶及智能船厂平台,有望继续提升 Unity在赋能工业制造类企业数字化转型领域的领导地位。作为韩国造船海洋的战略合作伙伴,Unity 将为船舶设计提供包括人工智能（AI）和扩展现实（XR）等相关技术支援。韩国造船海洋将在新业务中采用Unity的引擎和技术,从而引导价值链创新并巩固其作为造船业领导者的地位。环保燃料动力：开辟碳减排技术新赛场为提早布局构建环保船舶产业生态系统,引领环保船舶时代,2022年韩国进一步加大了环保燃料动力技术研发力度,重点研发的领域包括氨能、燃料电池、电力推进、碳捕集、旋筒风帆技术等。在氨能方面,大韩造船的11.5万载重吨级阿芙拉型氨燃料预留动力油船基本设计获得了韩国船级社颁发的原则性认可证书,同时与 木 浦 海 洋 大 学、MAN Energy Solution(MAN ES)合作,计划在2024年年内完成该型船的最优设计以及共同技术开发,为氨动力船舶的商用化奠定基础。三星重工的氨燃料动力大型集装箱船基本设计获得了美国船级社颁发原则性认可证书。双方通过共同研发氨燃料储罐设计结构及最佳配置、氨燃料供应及换气系统等技术,完成了新巴拿马型氨燃料动力集装箱船的基本设计。现代重工与WinGD合作开发氨燃料船用发动机,计划在2025年向市场推出首款WinGD氨燃料动力二冲程发动机。在燃料电池方面,三星重工开发了船用氢燃料质子交换膜燃料电池动力系统并获得DNV原则性认可,该技术的核心是通过液氢和质子交换膜燃料电池(PEMFC)产生的电力作为船舶动力能源。PEMFC是使用高分子膜作为电解质的燃料电池,由在相对低温下运转的小型化系统构成,可以快速启动并具有良好的耐久性。韩国造船海洋与壳牌以及斗山燃料电池公司、斗山HyAxiom、DNV签订了建立船用燃料电池实证联盟的合同,由韩国造船海洋建造、壳牌运营的17.4万立方米LNG船将搭载作为船用辅助动力装置的600千瓦固体氧化物燃料电池(SOFC),从2025年开始在实际贸易航线上进行为期1年的实证测试,并计划在此基础上,长期开发并供应可以应用燃料电池推进动力源的高效环保船舶。在电力推进方面,搭载了现代重工新一代环保高性能电力推进解决方案“Hi-EPS”的2700吨级ICT融合智能电力推进客船“Ulsan Teahwa”号命名交付,标志着“Hi-EPS”在韩国国内首次成功实现商业2023.2 CHINA SHIP SURVEY 中国船检53化应用。该解决方案融合了4种核心ICT技术,在韩国国内尚属首次。该船在2022年8月和10月进行的两次海试结果显示,与现有的船用柴油发动机相比,二氧化碳排放量减少了40%左右,通过优化发动机控制系统,燃料效率提升了6%。大宇造船海洋在其始兴研发中心建成了电气化陆上试验设施“环保燃料LBTS”,设计成可以仿照实际船舶及舰艇的动力系统,由负载模拟装置和动力电动机、轴带发电机、能源储存装置、控制器组成,可对以电力为动力的船舶设备性能进行验证。在碳捕集方面,三星重工与韩国帕纳希亚公司合作,开发出适用于LNG动力船的船用碳捕集系统,并获得韩国船级社原则性认可。该系统应用了使用胺系列的液体吸收剂分离并回收船用发动机或发电机燃烧产生的LNG尾气中的二氧化碳的环保技术。三星重工计划今后持续进行提高碳捕集性能和技术可靠性研究,到2024年实现LNG动力船碳捕集技术的商用化。大宇造船海洋也成功完成了在大型LNG船上搭载船用二氧化碳捕集和存储（OCCS）系统的实船性能验证。相比其它的二氧化碳捕集技术,该系统不仅能耗低、尺寸小,而且设备本身在运行中产生的碳排放量也较低,因此备受市场瞩目。目前,大宇造船海洋从韩国知识产权局获得OCCS技术相关的专利授权已达42件。在旋筒风帆方面,现代重工自主开发的新一代环保船舶辅助动力装置旋翼帆独立型号“Hi-Rotor”获得韩国船级社设计许可,其优点是在连接电力发动机和转动部件的驱动部分采用减速齿轮方式,与现有商用产品的传送带方式相比,提高了驱动系统的稳定性。大宇造船海洋与韩国防灾试验研究院、巨济市政府、巨济市议会签订了构建韩国船舶旋筒风帆实证中心的合作业务协议,该中心成功建成后,将成为可以获得国际公认的全球首个旋筒风帆实证中心。LNG核心设备：欲摆脱束缚实现技术自立随着LNG运输船和LNG动力船订单大增,2022年韩国造船业继续大力推进LNG船相关设备技术的国产化进程,试图打破海外企业垄图4 现代重工与WinGD合作开发氨燃料船用发动机，计划在2025年向市场推出首款WinGD氨燃料动力二冲程发动机图源/HD Hyundai官网中国船检 CHINA SHIP SURVEY 2023.254断并进一步拉大与竞争对手的差距。现代重工（蔚山）建造的一艘7500立方米级LNG加注船成功下水,该船使用了“KC-2”技术之一的“KC-2B”,如果使用“KC-2B”技术的LNG加注专用船能够稳定地实现商业运行,将标志着韩国型LNG液货舱技术的成功开发和应用,有望使韩国造船业节省相当一部分向GTT公司支出的专利使用费。三星重工在其巨济造船厂的“造船海洋LNG综合实证设备”上,成功完成了采用自主技术开发的低压双燃料X-DF发动机用LNG再液化系统“X-Reli”的实证测试,将进一步扩大三星重工的LNG全产业链竞争优势。此外,2022年韩国还在LNG船用设备和材料方面取得突破性进展。韩 国 船 用 配 套 商Hyupsung Metallize与大宇造船海洋联合研发的LNG船用高压泵获得韩国船级社型式认可,标志着韩国又成功实现了一种LNG船用核心设备的国产化。现代制铁生产的LNG储罐用超低温钢材9%镍钢厚板通过了韩国天然气公社的质量检验认证,该型厚板全部采用韩国国产焊接材料,与使用进口材料相比,可节省约30%以上的成本。大宇造船海洋与浦项制铁历时十余年研发的高锰钢LNG燃料储罐成功安装在LNG动 力VLCC和LNG双 燃 料 动力24000TEU超大型集装箱船上,树立了全球首次将高锰钢材料应用于大型LNG燃料储罐的里程碑。政府支持：目标实现三大“超级差距”2022年10月,产业通商资源部在会上发布确保造船产业超级差距战略,提出了三大目标：一是“市场超级差距”,将韩国在高技术船舶的全球市场份额由2021年的64%提升至2030年的75%；二是“技术超级差距”,在自主航行船舶领域,到2026年实现IMO无人驾驶船舶第三等级的商用化推广；在零碳船舶领域,到2030年实现商机构政策或举措相关要点备注产业通商资源部确保造船产业超级差距战略延长制造业特殊加班时间以提高熟练劳动力的利用率；改善外籍劳动力的引进制度；支持技能工人和专业技术人才的培训。抢占 LNG 船国产化技术和零碳船舶核心技术；推进自主航行船舶实证测试并制定相关法规；建设旨在提高生产效率及现场作业安全性的智能船厂；加快进军顺应未来新形势的新市场。为造船企业提供预付款保函等金融支持；完善上下游产业链,强化大企业与中小企业间的共生合作；提高中型船厂及配套企业的出口竞争力。人力资 源、环保船 舶、中小船企用化；三是“产业链生态超级差距”,到2030年绿色船舶配套国产化率达到90%。此外,还提出了三大任务,一是补充生产、技术领域的人力资源；二是提前抢占未来船舶市场主导权；三是强化造船产业出口竞争力。除发布确保造船产业超级差距战略外,其他具体实施政策主要包括三个重点方向：一是着重解决人力资源短缺的问题；二是加大力度支援环保船舶的开发与普及；三是对中小船企提供技术支持。其中,韩国司法部实施新的签证制度以扩大雇佣外国劳动者；产业通商资源部制定了2022年的环保船舶开发计划,以促进系统的环保船舶开发,预计共计投入956亿韩元（约合5亿人民币）；产业通商资源部、海洋水产部举行环保船舶全周期革新技术开发事业综合事业团启动仪式,将在10年内投入2540亿韩元（约合12.7亿人民币）开发环保船舶技术；韩国产业通商资源部举行了“环保中小型船舶技术力量强化事业”签约仪式。智能航运 Intelligent Shipping表2 2022年韩国出台的造船业相关政策2023.2 CHINA SHIP SURVEY 中国船检55机构政策或举措相关要点备注产业通商资源部制 定 2022 年的环保船舶开发计划共计投入 956 亿韩元（约合 5 亿人民币）；开发世界领先的环保船舶技术；建设推广新技术的试验验证基础设施;推进示范实证工程；培养和促进专业人才。环保船舶产业通商资源 部、海 洋水产部环保船舶全周期革新技术开发事业在 10 年内投入 2540 亿韩元（约合 12.7 亿人民币）开发环保船舶技术,积极为开发船舶碳减排技术提供支援。环保船舶产业通商资源 部、船 舶与海工装备研究所“环保中小型船舶技术力量强化事业”暨“大中型造船企业相生合作业务协议”新组建了“环保船舶设计技术事业团”,计划从今年开始到 2025 年在为止为期 4年的时间内推进该事业。事业团将通过组建中小造船企业联盟,有针对性地为中小船企的设计工程提供支援,同时开发具有未来发展潜力的中小型环保船舶以及公务船舶的标准船型,并推广到中小造船产业界；大型船企与中型船企将通过相生合作,以大型船企向中型船企转移或提供其所需的环保核心专利技术及产品的方式推进。中小船企产业通商资源 部、庆 尚南 道、韩 国中小造船研究 院、韩 国国家质量名匠协会签订了培训生产技能人才、扩大就业的业务合作协议地方自治团体将投入 79 亿韩元（约合 4000 万人民币）的经费每年培训 1000 人,并支援 800 人就业；庆尚南道将投入 39 亿韩元（约合 2000 万人民币）经费,每年培训 500 人,并支援400 人就业；造船企业及转包企业每年进行 1000 人的培训和直接招聘并扩大外籍劳动力的雇佣等；韩国国家质量名匠协会将扩大名匠培训项目,传授生产技术；韩国中小造船研究院将造船业生产技能人才培训增加到每年 1500 人。人力资源法务部开始实施“特定活动（E-7）”签证修正案取消外国焊工、涂装工等配额制；扩大留学生工作特例制度的范围；简化了很难迅速引进人力的焊接工的引进程序。人力资源雇佣劳动部成立“造船业共生委员会”旨在缩小船厂的本工和外包工在工资待遇、工作条件、就业和培训保障等方面存在的巨大差距；推进船厂和分包企业在签订船厂与分包企业实践协议。人力资源全罗南道实施“2022 年造船业青年支援金”事业青年员工工作满一年并按时支付积累金后,相关机构将一次性向青年员工返还相当于个人积累金本金 4 倍的金额即 600 万韩元（约合 3.2 万元人民币）,从而为连续在船厂工作的青年的资产形成提供支援。人力资源釜山市和韩国中小造船研究院共同建设中小型高速船舶设计支援中心共投入 229 亿韩元（约合 1.1 亿人民币）总事业费,其中包括 100 亿韩元（5000 万人民币）国家经费,为中小型商船的船型和发动机设计等性能开发提供积极支援,进一步强化国内中小型造船企业的竞争力。中小船企接上页数据来源：中国船舶集团经济研究中心整理