所有細分領域都在“綠色航運”大勢下呈現出去碳化趨勢，對于替代燃料的選擇則是優先考慮事項。新造汽車運輸船（PCTC）的設計理念和相關技術也因此出現較大發展與更新。
全球首制獲大獎
2024年1月，中國船舶集團有限公司（簡稱中國船舶集團）旗下江南造船（集團）有限責任公司（簡稱江南造船）聯合中國船舶工業貿易有限公司為上海汽車集團股份有限公司（簡稱上汽集團）旗下上汽安吉物流股份有限公司（簡稱上汽安吉物流）建造的7600車液化天然氣（LNG）雙燃料PCTC首制船“上汽安吉申誠”輪搭載逾5000輛各類商品車、工程車開啟首航。
“上汽安吉申誠”輪是第一艘由中國船東投資，全球現役裝載量最大的LNG雙燃料PCTC，這艘新一代超巴拿馬型汽車運輸船總長199.9米、型寬38米、型深15.5米、結構吃水10.2米，服務航速19節，艙容4000立方米的C型雙耳罐在16節經濟航速下可完成19000海里航行。船體采用的WinGD X-DF雙燃料發動機及智能控制廢氣再循環（iCER）系統、LNG圍護和供氣系統、滾裝設備系統均為中國船舶集團旗下公司或科研院所產品，供氣系統、控制系統、安保系統等主系統，以及氮氣系統、控制空氣系統、可燃氣體探測系統和LNG加熱系統等輔助系統具有完全自主知識產權，顯著提升了該系列船核心設備國產自主化率。
“上汽安吉申誠”輪設置13層載貨甲板可滿足電動車裝載，其中4層為活動式甲板，第5層甲板可滿足MAFI和工程機械裝載，11-13層甲板可滿足氫燃料電池汽車和天然氣汽車的裝載，長直坡道流線設計將裝卸效率提升20%以上，搭載的智能船舶集成平臺可使全船能效提升10%。
“上汽安吉申誠”輪對我國大型PCTC發展具有里程碑意義，其首航意味著中國汽車行業遠洋運輸實現“國輪國造、國車國運”。而全球第一艘LNG雙燃料PCTC“TBN AUTO ECO”輪也由中國船廠建造。
“TBN AUTO ECO”輪交付于2016年9月，該船由南通中遠川崎船舶工程有限公司（NACKS，現南通中遠海運川崎船舶工程有限公司）為挪威汽車運輸船船東UECC建造，船長181米、型寬30米，10層甲板可運輸約3800輛汽車，附加芬蘭-瑞典1A Super冰級符號，可常年在波羅的海和其他冰區執行運輸任務。
“TBN AUTO ECO”輪主機為雙燃料發動機MAN B&W 8S50ME-C8.2-Gl，3臺輔機由瓦錫蘭提供（2臺型號為W9L20DF，1臺型號為W6L20DF），LNG存儲在艙容約800立方米的C型儲罐中，大致可確保船舶兩周往返航程所用。在業界看來，該船的成功交付標志著PCTC領域開啟潔凈能源船型設計新紀元。
傳統的PCTC燃料為柴油，而在綠色航運概念逐漸普及下，目前市場中的新增訂單多為可實現更低排放的雙燃料或多燃料配置。有競爭力的價格、充足的供應和完善的基礎設施讓LNG比其他替代燃料更具優勢。結合睿咨得能源管理咨詢公司（Rystad Energy）和現有資料統計，目前全球約有30艘LNG雙燃料PCTC運營，2023年，超過75%的PCTC新簽訂單采用LNG雙燃料發動機。
由中國船舶集團旗下上海船舶研究設計院（簡稱上船院）研發設計、福建船政重工股份有限公司旗下福建省馬尾造船股份有限公司（簡稱馬尾造船）為瑞士船東Sallaum Lines建造的超巴拿馬型7500車LNG雙燃料PCTC已正式開工。該船總長199.9米、型寬38米、型深14.8米，新型直艏設計使該型船靜水中性能良好，興波小，同時兼顧低航速段的快速性。推進系統設為單機單槳，配置LNG雙燃料主機、單艏側推、電動裝卸系統，右舷設置艉門和邊門，13層汽車甲板中的9層為固定式，4層為活動式，第11-13層甲板可裝運氫燃料汽車和天然氣汽車。
這是Sallaum Lines在中國船廠建造的第一艘船，而該船型全球首制船“SIEM CONFUCIUS”（于2020年交付）曾以優異的經濟性能指標和綠色環保設計理念獲渡輪、客滾船和郵輪行業最具權威和聲望的Shippax獎項之“2021年度深海滾裝船最佳環境獎”。“SIEM CONFUCIUS”是全球首艘7500車LNG雙燃料PCTC，也是一艘具備跨大西洋航行能力的LNG雙燃料PCTC，廈門船舶重工股份有限公司在型線設計、分艙、結構輕量化、系統推進和裝載等方面重點突出綠色、環保、節能和安全，兩個LNG儲罐艙容共計3600立方米，可全航程使用LNG。
2021年還出現了兩艘PCTC“名船”。在全球知名海事媒體Maritime Reporter&Engineering News評出的“2021年度名船榜”中，業界熟知的“CENTURY HIGHWAY GREEN”和“Auto Advance”赫然在列。前者為今治造船旗下多度津造船廠（Tadotsu）建造的新一代LNG雙燃料PCTC，該船總長199.98米、型寬37.2米，可搭載7080輛汽車，LNG燃料艙容2439立方米，雙燃料發動機與廢氣再循環系統（EGR）使其符合氮氧化物第三階段排放標準要求，輔助發動機同樣為雙燃料。后者是全球首艘LNG雙燃料+電池混合動力PCTC，為UECC與江南造船及上船院共同開發的3艘PCTC中的首制船，總長約169米、型寬28米，車輛甲板中的8層為固定式，2層為活動式，可裝載3580輛汽車，其主機、發電機和鍋爐均為雙燃料配置。同時，該船還入選英國皇家造船師學會（RINA）評出的“2021年度世界名船錄”和Shippax評出的“2022年滾裝船技術與環境獎”——當年唯一一艘由中國設計、中國建造的獲獎船舶。
中國船舶集團旗下廣船國際有限公司（簡稱廣船國際）于2023年交付的7000車LNG雙燃料PCTC“EMDEN”及其姊妹船是我國華南地區船廠建造的首批雙燃料PCTC。今年1月，廣船國際為挪威船東SFL建造的7000車LNG雙燃料PCTC3號船交付，該船總長200米、型寬38米、設計吃水8.6米、設計航速19節，13層甲板中的兩層可裝載氫燃料汽車。廣船國際自2021年4月與SFL簽訂PCTC建造合同以來，已成為全球手持PCTC訂單最多的企業之一，目前手持PCTC實船訂單接近30艘。
2024年交付的LNG雙燃料PCTC中，兩艘來自日本航運企業的船舶也有特別之處。3月，新來島造船（Shin Kurushima Dockyard）為商船三井建造的7000車LNG雙燃料PCTC“Cerulean Ace”交付，該船為商船三井在日本船廠訂造的11艘“BLUE”系列LNG雙燃料PCTC中的第一艘船，總長約200米、型寬約38米。一個月后，多度津船廠向日本郵船交付7000車LNG雙燃料PCTC“DAISY LEADER”，該船及其姊妹船總長199.93米、型寬38米、型深22.85米，配備6S60ME-C10.5-GI型主機，通過EGR可減少80%-90%的氮氧化物排放，無隔板結構和呈直線排列的加寬坡道能夠簡化車輛行駛路線，提高安全性和裝卸效率。
首單又是中國造
近年來，隨著全球汽車貿易快速增長，市場對PCTC的需求高漲。據克拉克森（Clarksons）統計，2021和2022年，全球新簽PCTC訂單116艘，2023年訂單再增85艘。而2020年及之前5年，全球PCTC年均訂單僅4艘。訂單增長的同時，船東對于PCTC的動力選擇也在變化。據不完全統計，目前全球有約20艘甲醇雙燃料PCTC訂單。
將甲醇預留設計帶入PCTC領域絕對是一種符合時代發展的突破。禮諾航運（H?egh Autoliners）自2022年初以來已在招商局重工（江蘇）有限公司總共訂購了12艘9100車PCTC。這型“極光級”（Aurora Class)PCTC由芬蘭船舶設計公司德他馬林（Deltamarin）設計，總長199.9米、型寬37.6米，配備1臺低速雙燃料主機和3臺雙燃料發電機，同時獲得相關船級社授予的甲醇預留和氨預留船級符號，未來稍作修改即可使用甲醇或氨燃料。
2023年4月，上汽安吉物流與招商局金陵船舶（江蘇）有限公司（簡稱金陵船廠）簽署4艘9000車甲醇預留PCTC建造合同，另與江南造船簽訂3艘9000車甲醇預留PCTC建造合同。
這型9000車甲醇預留PCTC由上船院自主研發設計，在深入調研國產新能源車的海運發展需求后，尺度根據上汽集團出口主流車型定制，船長228米、型寬37.8米、型深15.4米、結構吃水10.3米、服務航速18.3米，是一型專門為汽車、卡車和新能源車運輸設計的符合國際最新排放規則的新一代超巴拿馬型PCTC。為大幅減少硫氧化物、氮氧化物和二氧化碳等溫室氣體排放，選用甲醇深度預留+脫硫裝置+SCR+軸帶發電機等綠色環保技術，主輔機和鍋爐可改裝利用甲醇燃料，此外考慮到為船東提供多種脫碳技術路徑，對碳捕集系統的船型適配性進行深入研究，并得到船級社頒發的型式認可。該型船采用一體化優選策略，整合船、槳、舵及其他節能裝置優選優配，單機單槳設計并配置一臺艏側推，統籌兼顧布置合理性、操作性、穩性及經濟性，使其具備運營靈活度高、綠色節能性好、環保理念佳的特點，特別是甲醇系統深度預留設計及碳捕集方案為實現脫碳零碳目標提供了清晰路徑。預計于2025年開始，上述7艘9000車甲醇預留PCTC將陸續交付運營。
而直接配備甲醇雙燃料發動機于PCTC更被視為進一步的探索。同為挪威船東，華倫威爾森（Wallenius Wilhelmsen）是甲醇雙燃料PCTC的堅定支持者之一。2023年10月，華倫威爾森與金陵船廠簽訂首批9300車甲醇雙燃料“塑造者級”（Shaper Class）PCTC建造合同，其中包括4艘生效訂單和8艘備選訂單。今年2月，華倫威爾森再生效4艘同型船舶備選訂單，使其在該船廠的訂單規模增至16艘。而對于金陵船廠而言，新增的4艘新船訂單讓該船廠以31艘的手持訂單量重返該指標全球第一的位置。“塑造者級”PCTC由華倫威爾森與德他馬林合作開發，采用單機單槳設計，可裝載約9300輛標準車，同時上貨艙亦可裝載氫燃料電池汽車和CLNG汽車，露天甲板還設置集裝箱裝載區。除可使用甲醇燃料運營外，該系列船舶還將采用氨預留設計，方便當氨燃料可以安全可靠地應用時實現立即改裝。不僅如此，這型具備多燃料配置的PCTC還將通過空氣潤滑系統和太陽能電池板等設備來實現船舶的進一步節能減排。
其實，甲醇雙燃料PCTC首份訂單出現在2022年。當年12月，招商輪船發布《招商局能源運輸股份有限公司關于簽署9000車甲醇雙燃料汽車滾裝船建造合作意向書的公告》，與招商局工業集團有限公司（簡稱招商工業）簽署2+4艘9000車甲醇雙燃料PCTC建造合作意向書。該船型由招商工業自主研發設計，可適應各種長距離航線（歐洲、美洲和非洲航線等）運輸需求，計劃采用最新型甲醇雙燃料主輔機，同時配備軸帶發電機、中高壓岸電系統等節能設備，為進一步打造現代化的綠色PCTC船隊開辟了新路徑。
MAN Energy Solutions為該型船舶提供的采用廢氣再循環系統的MAN B&W 7S60ME-LGIM發動機不僅是S60ME-LGIM型發動機的全球首份訂單，也是首臺用于PCTC的甲醇燃料發動機，同時還是首個由中國制造（中船發動機有限公司在中國制造）的甲醇燃料發動機。值得一提的是，海德威科技集團（青島）有限公司提供的涵蓋甲醇燃料供給模塊、輔助換熱系統、氮氣系統及控制安保系統等核心模塊在內的一站式系統解決方案及其配套模塊可覆蓋7S60ME-LGIM等當下主流機型，是國產首個成功應用的甲醇燃料供給系統成熟解決方案。麥基嘉（MacGregor）交付船舶外部和內部坡道、蓋板、電動門和可升降轎廂甲板組成的關鍵部件及安裝支持，其創新設計包括可降低港口噪音的軟襟翼和坡道位置指示器（船尾坡道著陸監視系統），以便讓船員在作業開始前可以準確定位坡道著陸位置。
船東看好中國優勢
優秀的船型設計是開拓并擁有市場的不二法寶。上船院是我國船舶設計領域規模最大、船型最豐富的研究設計單位之一，且在PCTC領域一枝獨秀。
2017年，上船院推出全球首型7500車LNG雙燃料PCTC，該船設計完勝“日本方案”，并于2020年交付。這即是上文所提獲獎船舶“SIEM CONFUCIUS”。隨著“中國設計”得到國際知名船東認可，更多來自挪威、日本和新加坡等國的訂單陸續而至。2022年，全球新簽PCTC訂單中，有接近59%的訂單采用上船院的設計。
就PCTC領域而言，LNG至少在現階段依舊處于主流燃料，這從LNG雙燃料PCTC和甲醇雙燃料PCTC的在役船舶或手持訂單量上得以體現。在LNG雙燃料PCTC研發方面，上船院采用超巴拿馬型寬體和最少壓載水設計以提升船舶運輸效率，同時采用水動力學、空氣動力學最優化船體線型及多種節能裝置來實現船舶能效最大化。另外，上船院還通過軸帶發電機+鋰電池的混合動力技術來節省船舶燃料，顯著降低近岸和港口水域內的污染物排放及噪聲水平，并采用高壓岸電技術實現在港期間的零排放。
前文提到的由德他馬林參與設計的“塑造者級”PCTC除可使用甲醇燃料運營外，還將采用氨預留設計。而上船院也在這種更具標志性的綠色船型方面有較大突破。2022年3月，上船院自主研發設計的中國首創首款氨燃料7000車PCTC正式獲得船級社頒發的原則性認可（AiP）證書，從而為該船型的市場推廣及未來訂單承接奠定了良好技術儲備。
目前，廣船國際手持29艘PCTC實船訂單，其中又屬全球首次突破10000車的超大型PCTC新造船項目最為亮眼，而該型船設計正是上船院的杰作。
2023年12月，廣船國際與韓新海運（HMM）簽訂6艘10800車LNG雙燃料PCTC建造合同，交付后由韓國現代汽車集團物流子公司Hyundai Glovis租賃運營。這批在PCTC船型發展史上具有里程碑意義的船舶由上船院設計，設置14層甲板，其中5層為升降或活動式，使該船型具備卓越的超高和超重滾裝貨物裝載能力，多層甲板還適合裝載氫能源汽車、壓縮天然氣（CLNG）汽車和液化石油氣（LPG）汽車，部分甲板適合載運包裝類危險品貨物和冷藏集裝箱，極大地提升了貨物裝載的多元性和靈活性。在運輸效率與節能減排方面，該型船甲板總面積較9000車PCTC增加16%-20%，單車位營運燃料成本則較之降低8%以上。另外6艘同型船建造合同由上海外高橋造船有限公司與塞斯潘（Seaspan）簽署。最大型PCTC之余，這型10800車LNG雙燃料PCTC特別值得一提之處還在于是將采用甲醇預留和氨預留設計，從而為未來改造升級奠定技術可行性。從更高一點的站位來看的話，這款超大型雙燃料PCTC在多配置燃料方面，稱得上是“承上啟下”之作。
而在此演變之前，意大利航運巨擘格里馬爾迪曾進行過嘗試。格里馬爾迪在2022年10月與招商局重工（江蘇）有限公司簽署10艘PCTC建造合同，當時憑借這份新訂單，后者手持PCTC訂單一度躍居全球第一。格里馬爾迪下單訂造的5+5艘9000車PCTC將在2025年至2026年陸續交付，作為名副其實的PCTC領域可持續發展先鋒，該公司為此型船留有氨預留設計，改裝后可使用氨燃料，同時還配備鋰電池、太陽能電池板、岸電連接及其他創新技術如包括空氣潤滑系統等。這批9000車PCTC總長200米、型寬38米，可運輸電動汽車和傳統化石燃料汽車及其他重型滾裝貨物。
與此同時，一些PCTC領域新晉船東也選擇中國船廠的設計。達飛海運集團宣布進入PCTC領域后，宣布租用東太平洋航運公司（EPS）4艘PCTC，而后者旗下7000車LNG雙燃料PCTC承建方為招商局金陵船舶（威海）有限公司（簡稱威海金陵）。今年初，LNG雙燃料PCTC“CMA CGM INDIANAPOLIS”交付，該船為威海金陵7000車LNG雙燃料PCTC首制船，船長199.9米、型寬38米、設計吃水8.6米、航速19節，共設有12層貨物甲板，動力系統秉持綠色節能環保的設計理念，采用高壓雙燃料系統，配備兩個艙容2000立方米的LNG儲氣罐、軸帶發電機及鋰電池混合動力系統，并采用太陽能電池板等多項環保技術。
韓新海運在訂造6艘10800車PCTC之前，也在廣船國際訂造了3艘8600車LNG雙燃料PCTC，該型船為廣船國際承接的7000車LNG雙燃料PCTC的升級版，總長200米、型寬38米、設計吃水9.2米，設計航速19節，14層車輛甲板較7000車PCTC裝載量增加23%，以最大程度地滿足船東運輸需求。
廣船國際獲得來自韓新海運的訂單，也標志著后者時隔數十年重返PCTC市場。韓新海運以集裝箱業務聞名，但同時也參與油船、散貨船和多用途船運輸業務。上世紀80年代，當時還名為現代商船的韓新海運通過“Hyundai No.1”涉足汽車運輸業務，隨后開通韓國—歐洲、韓國—澳大利亞和韓國—印度航線，與日本三大航運公司在汽車運輸領域展開一系列競爭。最終囿于日本船企的強勢而于10多年后黯然離場。
如今再入市，當然有著船企在理念和經營模式方面的改進，但同時也不乏看到創新的“中國設計”在PCTC領域對傳統的“日本方案”造成的沖擊。數據可以說明一切。2021-2023年，中國船廠新接PCTC訂單29艘、65艘和71艘，占全球PCTC成交量的比例為74.3%、84.4%和83.5%。時代在變，格局在變。
