船舶涂料行業(yè)“十三五”回眸及“十四五”展望
來源：絲路印象
2024-07-19 17:34:00
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2020年是極不平凡的一年，突如其來的新冠肺炎疫情讓船舶行業(yè)一度陷入停滯，但是，由于我國疫情防控措施有力、有效，中國造船市場迅速恢復，造船新接訂單量、造船完工量及手持訂單量3大指標均取得了全球第一的市場份額，船舶涂料業(yè)務也保持了平穩(wěn)的發(fā)展態(tài)勢，最終實現(xiàn)了船舶涂料行業(yè)“十三五”規(guī)劃勝利收官。
2021年，步入了“十四五”開局之年，回顧“十三五”，展望“十四五”，將對行業(yè)發(fā)展起到參考作用。本文從市場、產(chǎn)品、法規(guī)等方面，較全面反映船舶涂料行業(yè)在“十三五”期間取得的成績以及發(fā)生的主要變化，并展望未來5年的發(fā)展趨勢。
1、船舶涂料行業(yè)“十三五”回顧
1.1 船舶市場回顧
2016–2020年，全球造船市場整體處于較低水平，2016年新造船訂單更是近10年來的最低點；造船完工量基本保持平穩(wěn)；手持訂單量持續(xù)下降。盡管如此，“十三五”期間中國的造船市場一直保持全球第一。表1～表3為2016–2020年主要造船國造船新接訂單、造船完工量及手持訂單量3大指標數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)摘自Clarkson研究）。
表1 2016–2020年中日韓造船新接訂單量
船舶行業(yè)央企集團積極穩(wěn)妥推進戰(zhàn)略性重組，2016年，中國遠洋海運集團整合13家大型船廠和20多家配套服務公司成立中遠海運重工有限公司，中船重工大船與山船、武船與北船整合重組穩(wěn)步推進。2017年1月，國家工信部等6部門聯(lián)合印發(fā)了《船舶工業(yè)深化結(jié)構調(diào)整加快轉(zhuǎn)型升級行動計劃（2016–2020年）》，目標是到2020年全國前10家造船企業(yè)造船完工量占全國總量的70%以上，再次重申了對產(chǎn)能合并的重視。2019年，原中國船舶工業(yè)集團有限公司與原中國船舶重工集團有限公司實施聯(lián)合重組，新設中國船舶集團有限公司，并以此為契機壯大主業(yè)實業(yè)，強化科技創(chuàng)新，推進資源整合。行業(yè)下行壓力之下，一些船廠也面臨破產(chǎn)重組。2016年，江蘇熔盛、舜天船舶、南通明德、浙江正和、浙江造船、東方重工、莊吉船業(yè)、揚州大洋造船、舟山五洲船舶等我國骨干中大型船企受行業(yè)低迷的影響，生產(chǎn)經(jīng)營幾乎停滯，甚至進入破產(chǎn)重組程序。2017年9月，中外運長航集團旗下青山船廠正式?jīng)Q定退出造船業(yè)。
表2 2016–2020年中日韓造船完工量
2019年，我國船舶修理行業(yè)充分利用限硫令全面實施的契機，積極承接船舶脫硫塔安裝業(yè)務。脫硫裝置中的一些部位，如脫硫裝置內(nèi)部、SOx排氣管內(nèi)壁、艙室、出舷短管內(nèi)部、廢水排舷區(qū)域外板等區(qū)，由于處于相對較強的酸性條件或者高溫條件下，更容易腐蝕，所以這些部位均需要使用耐酸性、耐熱性更好的涂料涂裝，帶動了酚醛環(huán)氧、乙烯酯玻璃鱗片涂料的使用。根據(jù)部位的不同，推薦的配套如表4所示。以《中華人民共和國大氣污染防治法》為綱領，船舶修理行業(yè)持續(xù)推進綠色修船技術創(chuàng)新，減少污染，主要是粉塵污染，因此，對戶外打砂造成的粉塵污染控制比較嚴格。舟山萬邦永躍船舶修造有限公司自主研發(fā)的超高壓水除銹設備，避免了傳統(tǒng)干噴砂除銹方式帶來的粉塵污染，已在多家修船企業(yè)得到應用，還有其他一些修船企業(yè)及設備供應商，也研發(fā)了自己的超高壓水除銹設備。新的除銹方法，帶來了新的問題，如潮濕的表面造成的閃銹（見圖1），如果是真空超高壓水除銹（見圖2），除銹頭連接的真空系統(tǒng)可以回收廢水，已處理船殼表面相對清潔、干燥，則閃銹問題可以大大減輕。此外，超高壓水切割舊涂層造成的尖銳邊緣（見圖3），如果不做處理，可能會造成早期腐蝕。因此，船舶涂料未來的技術發(fā)展，需要能夠更好地適應表面處理方法的改變，如：超高壓水除銹后，在表面干燥出現(xiàn)閃銹之前，就可以施工，這就要求涂料能夠適用于潮濕的表面；涂料可以耐更高的閃銹等級（如閃銹等級H）；更好的邊緣覆蓋性能，可以在切割舊涂層的尖銳邊緣也能實現(xiàn)足夠的膜厚。
1.2 船舶涂料市場回顧
2016年，受船舶行業(yè)低迷的影響，船舶涂料銷量約25萬t，隨后幾年，銷量基本保持在30萬t左右，整體相比“十二五”期間有所下降?？鐕髽I(yè)依然占據(jù)絕大部分市場份額，“十三五”期間，前5大企業(yè)為Jotun、Hempel、CMP、IP、PPG。國內(nèi)企業(yè)的市場份額較低，并且，國內(nèi)企業(yè)以供應防腐涂料為主，高性能防腐及高端防污涂料市場依然被跨國企業(yè)占據(jù)。
表3 2016–2020年中日韓手持訂單量
原材料方面，整體處在上漲趨勢中?！笆濉背跗冢蛢r格處于較低的位置，隨后開始反彈，至2018年上漲了75%，隨后又開始下跌，至2020年底，相比2016年上漲35%左右；以原油為來源的涂料產(chǎn)品原料如樹脂、溶劑等的價格整體也是上漲的；金屬銅作為防污涂料的重要原料，其價格在2020年大幅上漲，至2020年底，相比“十三五”初期上漲67%，船舶涂料的成本壓力較大。防污涂料方面，推出了一些新技術和新的原材料。2017年，立邦推出不含防污劑的自拋光防污涂料Aquaterras系列，該技術是從醫(yī)用抗血栓聚合物技術中獲得的啟示，利用親水和疏水微區(qū)結(jié)構以及水解反應，使海洋生物難以附著，降低船體摩擦阻力，期望獲得10%的燃油節(jié)省。IP推出了基于Lanion羊毛脂技術的低表面能涂料Intersleek1000，具有許多類似長鏈甾醇類結(jié)構，可以提供污損釋放性能，燃油節(jié)省達6%。這項技術同樣應用于其他行業(yè)，在個人護理和醫(yī)藥行業(yè)里用于改善和修復皮膚；在工業(yè)領域中，它被用作潤滑劑來保護金屬表面。防污劑Selektope開始得到推廣，該防污劑宣稱對防止藤壺的附著有很好的效果，同時并不會殺死藤壺。
表4 脫硫塔推薦配套
此外，甲基丙烯酸硅烷技術防污涂料由于其優(yōu)異的防污和節(jié)能減排性能，得到了進一步發(fā)展。繼Jotun于2011年正式推出了Sea QuantumX200，2020年又推出了升級版Sea QuantumⅢ系列；IP于2016年推出Intercept8500LPP；KCC于2018年推出EgisELF；CMP于2019年推出SEAGRANDPRIX2000A，PPG推出SIGMASAILADVANCEDXⅡ。1.3 船舶涂料/涂裝相關標準和法規(guī)
在涂料、涂裝的相關政策方面，環(huán)保、降低VOC排放依舊是一個重要方向，國家也出臺了多項VOC削減計劃。
2016年7月，國家工信部、財政部發(fā)布《重點行業(yè)揮發(fā)性有機物削減行動計劃》：到2018年，低VOC涂料比例達到60%以上，重點推廣水性涂料、高固體分涂料、無溶劑涂料等綠色涂料產(chǎn)品。
表5 各標準中船舶涂料VOC含量限值
2017年9月，環(huán)保部（現(xiàn)生態(tài)環(huán)境部）《“十三五”揮發(fā)性有機物污染防治工作方案》出爐，其中，船舶制造行業(yè)，推廣使用高固體分涂料，機艙內(nèi)部、上建內(nèi)部推廣使用水性涂料；2020年底前，60%以上的涂裝作業(yè)實現(xiàn)密閉噴涂施工；有機廢氣收集率不低于80%，建設吸附燃燒等高效治理設施，實現(xiàn)達標排放。在生態(tài)環(huán)境部印發(fā)的《2020年揮發(fā)性有機物治理攻堅方案》中，明確了要嚴格落實國家和地方產(chǎn)品VOC含量限值標準；將全面使用符合國家要求的低VOC含量原輔材料的企業(yè)納入正面清單和政府綠色采購清單，并在政府投資項目中優(yōu)先使用；采用符合國家有關低VOC含量產(chǎn)品規(guī)定的涂料，排放濃度穩(wěn)定達標且排放速率滿足相關規(guī)定的，相應生產(chǎn)工序可不要求建設末端治理設施；使用的原輔材料VOC含量（質(zhì)量分數(shù)）均低于10%的工序，可不要求采取無組織排放收集和處理措施。
表6 GB 38469-2019中有害物質(zhì)限量要求
“‘十三五’涂料行業(yè)環(huán)保發(fā)展規(guī)劃”也制定了一系列環(huán)保目標，計劃到2020年環(huán)境友好型涂料占比從目前51%爭取達到57%；“十三五”期間取代鉛鉻顏料要達到工業(yè)化推廣的程度，引入激勵政策機制，爭取國家的獎勵和補貼，推進淘汰含鉛涂料工作的進展。地方政府也紛紛出臺VOC減排政策，其中，上海的政策中關于船舶行業(yè)相對比較詳細，相比國家政策更加嚴格。2018年7月，上海市發(fā)布《上海市清潔空氣行動計劃（2018–2022年）》，9月，又發(fā)布了《上海市揮發(fā)性有機物深化防治工作方案（2018–2020年）》，其中規(guī)定，到2020年，船舶制造等行業(yè)揮發(fā)性有機物排放總量比2015年削減50%以上；船舶制造和維修行業(yè)推廣低VOC含量涂料；機艙內(nèi)部、上建內(nèi)部水性涂料或高固體分涂料使用比例達到70%以上；鋼材預處理階段鼓勵采用水性車間底漆等；船舶制造行業(yè)涂裝作業(yè)實現(xiàn)密閉噴涂施工，到2020年達到65%以上；推進綠色造船新工藝，提高建造精度，減少涂層破損，將涂裝工序提前至分段涂裝階段。
表7 高固體分、超高固體分和無溶劑環(huán)氧涂料產(chǎn)品要求
船舶涂料VOC含量限值標準方面，繼上海市DB31/934—2015《船舶工業(yè)大氣污染物排放標準》于2015年12月1日起正式執(zhí)行，“十三五”期間又陸續(xù)出臺了多項強制性和推薦性標準。2018年3月1日起深圳經(jīng)濟特區(qū)技術規(guī)范SZJG54—2017《低揮發(fā)性有機物含量涂料技術規(guī)范》正式實施，其中規(guī)定了船舶修理涂料中VOC含量限值。2019年1月30日，江蘇省地方標準DB32/T3500—2019《涂料中揮發(fā)性有機物限量》正式實施，標準中規(guī)定了船舶制造涂料中VOC含量限值。2020年7月1日起，強制性國家標準GB38469—2019《船舶涂料中有害物質(zhì)限量》正式實施，規(guī)定了船舶涂料中VOC和有害物質(zhì)含量限值。推薦性國家標準GB/T38597—2020《低揮發(fā)性有機化合物含量涂料產(chǎn)品技術要求》于2020年3月31日發(fā)布，2021年2月1日正式執(zhí)行。以上具體限值如表5和表6所示。
表8 高、超高固體分涂料、無溶劑涂料VOC減排的對比
針對政策中提到的高固體分/無溶劑涂料，由于當時國內(nèi)沒有一個標準明確地對其定義，2018年7月1日實施的團體標準T/CNCIA01005—2018《低VOCs含量的高固體分、超高固體分和無溶劑環(huán)氧涂料定義》（見表7）中，對工業(yè)防腐領域使用的低VOC含量的高固體分和超高固體分及無溶劑環(huán)氧涂料定義、產(chǎn)品分類、評價要求、評價方法等做出了規(guī)定，該標準即將在2021年進行修訂。2018年7月1日，GB/T35602—2017《綠色產(chǎn)品評價涂料》實施。該標準旨在推動綠色產(chǎn)品的發(fā)展，要求全生命周期過程中，涂料產(chǎn)品均可以符合環(huán)境保護要求，對生態(tài)環(huán)境和人體健康無害或危害小、資源能源消耗少、品質(zhì)高。
表9 無溶劑環(huán)氧通用底漆與RTO每年成本對比
除了對涂料產(chǎn)品中的VOC限值標準，針對涂料生產(chǎn)、施工等過程中的VOC排放，也出臺了標準進行控制。2019年7月1日，強制標準GB37822—2019《揮發(fā)性有機物無組織排放控制標準》正式實施，其中規(guī)定，VOC質(zhì)量占比大于等于10%的含VOC產(chǎn)品，其使用過程應采用密閉設備或在密閉空間內(nèi)操作，廢氣應排至VOC廢氣收集處理系統(tǒng)；無法密閉的，應采取局部氣體收集措施，廢氣應排至VOC廢氣收集處理系統(tǒng)。該標準對船廠和船舶涂料企業(yè)提出了更高的要求。同樣是2019年7月1日，強制標準GB37824—2019《涂料、油墨及膠粘劑工業(yè)大氣污染物排放標準》正式實施，標準規(guī)定了涂料、油墨及膠黏劑工業(yè)大氣污染物排放控制要求、監(jiān)測和監(jiān)督管理要求，新建企業(yè)自2019年7月1日起，現(xiàn)有企業(yè)自2020年7月1日起，其大氣污染物排放控制按照標準的規(guī)定執(zhí)行。船舶涂料的典型大氣污染物包括：顆粒物、苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、乙苯、苯乙烯、乙基甲苯、異丙苯、丁醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇丁醚、乙二醇乙醚、乙二醇乙醇醋酸酯等。由于防污涂料對于減少溫室氣體排放有著重要作用，2016年8月，國家質(zhì)檢總局、國家標準委、工信部會同有關部門共同編制了《裝備制造業(yè)標準化和質(zhì)量提升規(guī)劃》，降低船體摩擦阻力涂料被列入其中。2016年11月，國際標準ISO19030《船體和螺旋槳性能的測量》正式發(fā)布完整版。該標準能讓買賣雙方清楚地了解燃油節(jié)省技術和解決方案，使整個行業(yè)的營運效率和環(huán)保成效得到真正的提高，有望每年為航運業(yè)節(jié)省高達300億美元的燃油成本。
2、船舶涂料行業(yè)“十四五”展望
受新冠肺炎疫情的影響，船廠缺乏造船新訂單，手持訂單量創(chuàng)出新低，船舶涂料銷量也將會受到影響。雖然國內(nèi)新冠肺炎疫情得到控制，行業(yè)運行持續(xù)維穩(wěn)，但是新造船市場很難快速恢復。由于船隊規(guī)模和船舶數(shù)量的增加，修船將是一個更有潛力的市場，一定程度上可以抵消新造船業(yè)務減少的影響。整體來看，“十四五”期間的船舶涂料銷量將會降低。
環(huán)保依然會是發(fā)展的重點?！笆奈濉睍r期要研究將VOC納入環(huán)境保護稅征收范圍，這也進一步要求船舶涂料企業(yè)推出VOC更低的產(chǎn)品。所以，環(huán)境友好型產(chǎn)品如高固體分、超高固體分、無溶劑環(huán)氧通用底漆、水性機艙涂料、水性車間底漆等，有望得到進一步推廣。
使用無溶劑環(huán)氧通用底漆，可以更加顯著降低涂料用量和VOC排放。以涂裝一艘174000m3的LNG為例，如表8所示，若使用無溶劑環(huán)氧通用底漆，底漆和稀釋劑的VOC可降低91%，企業(yè)節(jié)省的環(huán)境保護稅費也將相當可觀。
水性涂料解決方案是涂料涂裝行業(yè)重要的減排措施之一，水性涂料的低VOC，不僅有利于環(huán)境保護，也能降低施工者對于有毒有害揮發(fā)性有機物的接觸，從而樹立企業(yè)自身的環(huán)保形象，且出于大大縮短測爆時間、加速工期的實際考慮，船廠也愿意在機艙和居住艙室做一些嘗試。以船舶機艙和上建內(nèi)部涂裝為例，相比傳統(tǒng)的純?nèi)軇┬痛妓崤涮祝绻褂盟原h(huán)氧酯/丙烯酸底面漆，VOC排放可下降63%，如果使用水性環(huán)氧底漆和水性丙烯酸面漆的方案，VOC將比純?nèi)軇┬痛妓崤涮紫陆?6%。
水性車間底漆也正處于應用推廣階段。使用水性車間底漆能夠使車間底漆生產(chǎn)線完全做到無排放，非常環(huán)保；其施工簡單，干燥速度快，能夠提高生產(chǎn)效率；水性車間底漆可以優(yōu)化焊接速度、降低燒結(jié)破壞及焊接背面的損傷；可以優(yōu)化切割速度，加速生產(chǎn)過程；還可以優(yōu)化防銹性能，與傳統(tǒng)溶劑型車間底漆相比，涂料用量可減少40%，并減少99%的VOC排放。
此外，VOC末端治理現(xiàn)在越來越受到重視，很多船廠在涂裝房安裝熱力焚燒設備（RTO）處理VOC。然而RTO設備昂貴，每年還要花費高額的運營維護費用。如果參考韓國HAPs法規(guī)，計劃30%的VOC通過后處理設備處理，70%通過使用環(huán)境友好型涂料減少VOC排放，從而在2024年實現(xiàn)100%的VOC控制。對比投資環(huán)境友好型涂料和后處理設備，假設環(huán)境保護稅按4.4元/kg計算，RTO一次性投資3億元（按10年折舊計算，平攤至每年為3000萬元），RTO每年運營維護費用1億元，對比計算結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，投資環(huán)境友好型涂料，既實現(xiàn)了VOC的減排，又能為企業(yè)節(jié)省成本，還能減少RTO運轉(zhuǎn)的能耗，總的費用可降低達30%（見表9）。
2020年下半年，IMO探討了現(xiàn)有船舶能效指數(shù)理念，以及碳排放強度指標（CII），船舶需要滿足特定要求的EEXI，這也將促進船舶自身減排性能的提升。此外，歐盟碳排放交易價格升至歷史新高，排放1t二氧化碳需要支付42美元，高額成本也將促使船企積極減排。作為具有較強減排潛力的技術，高性能防污涂料，如甲基丙烯酸硅烷防污涂料，能夠幫助船舶提高航速，減少碳排放，相比市場平均水平，可以提高4.9%的航速，減少14.7%的燃油消耗和二氧化碳排放。但是，高端防污涂料的開發(fā)方面，國內(nèi)企業(yè)與跨國公司依然有著一定的差距，這也是“十四五”期間需要考慮解決的問題。
危廢處理方面，由于環(huán)保壓力的增大，廢舊涂料桶處理問題越來越受到重視。目前的解決方案有塑料內(nèi)襯和大包裝兩個方向，塑料內(nèi)襯依然會產(chǎn)生危廢，只是質(zhì)量減少，而可循環(huán)使用的大包裝，可以解決危廢處理的問題，有望得到更加廣泛的應用。大包裝，通常為500～1000L的包裝（見圖4），常稱IBC體系，該包裝可回收循環(huán)使用。涂料到船廠后，安裝簡易的攪拌裝置，然后與可自動配比的雙組分噴涂泵連接，即可噴涂。假設一船廠每年造10艘船，每條船用200000L通用底漆，總的通用底漆量為2000000L。如果用傳統(tǒng)的20L包裝，則需要100000個20L的A組分桶和100000個5L的B組分桶。如果僅考慮廢涂料桶處理費用，每套廢涂料桶（A組分桶＋B組分桶）質(zhì)量按3kg計算，?；诽幹觅M按5元/kg計算，使用大包裝，可以節(jié)省廢涂料桶處理費用100000×3kg×5元/kg＝1500000元。如果再考慮桶內(nèi)減少的涂料殘留、運輸木托板等，可節(jié)省更多的費用。
3、結(jié)語
在“十三五”期間，全球航運行業(yè)景氣指數(shù)不足、期間還經(jīng)歷了眾多全球性事件，其中影響尤為深遠的是美國發(fā)動針對中國的貿(mào)易、技術領域的摩擦、遏制以及百年不遇的新冠肺炎疫情，不僅沒有擊垮中國，反而強化了中國世界工廠和貿(mào)易中樞的優(yōu)勢和地位，也直接帶動了2020年中國本土航運企業(yè)的爆發(fā)性盈利增長，中國的修、造船處于世界領先地位，這也直接啟動了中國本土航運企業(yè)“十四五”期間雄心勃勃的擴張和結(jié)構更新計劃。相信在接下來的“十四五”階段，中國的船舶制造、船舶維修行業(yè)會將繼續(xù)保持先，中國本土船廠在設計和制造方面明顯的技術進步及成本優(yōu)勢，也將帶動造船和修船進一步向中國轉(zhuǎn)移。而且各相關企業(yè)會抓住中國在控制新冠肺炎疫情方面領先的優(yōu)勢和經(jīng)驗，充分理解和利用環(huán)保、安全和健康相關的法規(guī)和標準，且受中國在全球氣候大會的承諾（2030年碳排放達峰，2060年實現(xiàn)碳中和的目標）影響，新造船將更注重節(jié)能、環(huán)境友好型產(chǎn)品的使用，由此對船舶涂料的需求不僅是整體規(guī)模的需求增長，而且也是對船舶涂料技術先進性，特別是高性能防污涂料需求的顯著增加。相信我們會抓住綠色創(chuàng)新的機遇，促使船舶涂料和涂裝走向一個嶄新的未來！
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