電動(dòng)船舶方興未艾規(guī)模推廣未來(lái)可期

本刊記者 敖陽(yáng)利

我國(guó)電動(dòng)船舶技術(shù)發(fā)展迅速，已成為船舶動(dòng)力行業(yè)的熱點(diǎn)之一。

綠色環(huán)保是船舶產(chǎn)業(yè)發(fā)展的永恒主題，開(kāi)拓創(chuàng)新是船舶產(chǎn)業(yè)發(fā)展的不竭動(dòng)力。6月13日，首屆電動(dòng)船舶創(chuàng)新發(fā)展研討會(huì)在福建寧德召開(kāi)，這是船舶行業(yè)首次開(kāi)展以電動(dòng)船舶為專題的研討會(huì)。相關(guān)行業(yè)協(xié)會(huì)、造船及配套企業(yè)、科研院所、航運(yùn)公司及高校的130余名專家學(xué)者齊聚一堂，共同探討電動(dòng)船舶的關(guān)鍵技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)等問(wèn)題，為促進(jìn)電動(dòng)船舶規(guī)模發(fā)展獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策。

近年來(lái)，隨著全球海事環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)和要求不斷提高，鋰電池作為清潔能源，已成為船舶動(dòng)力行業(yè)的熱點(diǎn)之一。目前，我國(guó)電動(dòng)船舶技術(shù)發(fā)展迅速，并已取得了一定成績(jī)——今年1月，全球首艘2000噸級(jí)純電動(dòng)船在廣州交付，填補(bǔ)了世界同噸位級(jí)內(nèi)河雙電驅(qū)動(dòng)散貨船的市場(chǎng)空白。但是，從市場(chǎng)規(guī)模來(lái)看，我國(guó)電動(dòng)船舶的廣泛應(yīng)用亟待突破諸多瓶頸，還有很長(zhǎng)的路要走。

關(guān)鍵技術(shù)取得突破

作為綠色、環(huán)保型船舶，與液化天然氣（LNG）動(dòng)力船一樣，電動(dòng)船舶也成為了市場(chǎng)的“新寵”。眾所周知，以柴油機(jī)作為動(dòng)力系統(tǒng)的傳統(tǒng)船舶，在航行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢棄物排放污染，而電動(dòng)船舶憑借零排放、低噪音的優(yōu)勢(shì)，更能順應(yīng)航運(yùn)業(yè)節(jié)能減排的要求。近十年來(lái)，全球電動(dòng)船舶交付量也出現(xiàn)大幅增長(zhǎng)。中國(guó)船舶工業(yè)經(jīng)濟(jì)與市場(chǎng)研究中心相關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示，2008年以來(lái)，隨著歐盟、國(guó)際海事組織（IMO）等船舶排放新法規(guī)的實(shí)施，船舶電池、混合動(dòng)力技術(shù)的不斷成熟，每年都有電動(dòng)船舶交付，且交付數(shù)量呈上升趨勢(shì)，預(yù)期在2020年之后會(huì)有更多訂單浮現(xiàn)。而在2008年之前，全球只有零星的電動(dòng)船舶交付。

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，全球電動(dòng)船舶技術(shù)也不斷實(shí)現(xiàn)突破，為其市場(chǎng)推廣奠定了基礎(chǔ)。據(jù)杭州現(xiàn)代船舶設(shè)計(jì)研究有限公司董事長(zhǎng)黃佳林介紹，目前國(guó)內(nèi)外已在鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)上取得了重大突破，船舶的電力系統(tǒng)組網(wǎng)技術(shù)、船舶電力推進(jìn)技術(shù)、大功率電力并網(wǎng)技術(shù)等技術(shù)也相繼獲得了大量研究成果。此外，基于安全性和經(jīng)濟(jì)性考慮，磷酸鐵鋰動(dòng)力電池管理系統(tǒng)等發(fā)展迅速，充放電倍率的提高使船舶啟動(dòng)加速及動(dòng)力操控性更好，已經(jīng)具備了進(jìn)行實(shí)船推廣應(yīng)用的技術(shù)條件。

以中國(guó)船舶工業(yè)集團(tuán)有限公司所屬?gòu)V船國(guó)際有限公司建造的2000噸級(jí)純電動(dòng)自卸船為例，該船是全球首艘完工交付的千噸級(jí)純電動(dòng)船，船上安裝有重達(dá)26噸的超級(jí)電容+超大功率鋰電池，整船電池容量約為2400千瓦時(shí)，利用貨物裝卸約2小時(shí)的時(shí)間即可完成充電。在設(shè)計(jì)建造過(guò)程中，相關(guān)企業(yè)突破了大容量新能源電動(dòng)船舶設(shè)計(jì)、岸電接駁及快速充電系統(tǒng)的成套技術(shù)難題，使得該船性能達(dá)到全球領(lǐng)先水平。

“國(guó)外純電動(dòng)船舶發(fā)展比較早，其中挪威是全球運(yùn)營(yíng)大型電動(dòng)船舶最多的國(guó)家。相較于國(guó)外，我國(guó)純電動(dòng)船舶發(fā)展起步晚、市場(chǎng)規(guī)模也還不夠大，但發(fā)展速度快、應(yīng)用船型廣，主要船型為客船、渡船、公務(wù)船和散貨船等；電池容量也遠(yuǎn)超國(guó)外，在建的三峽客船電池設(shè)計(jì)容量已達(dá)到7500千瓦時(shí)?！苯煌ㄟ\(yùn)輸部水運(yùn)科學(xué)研究院船舶運(yùn)輸技術(shù)研究中心主任紀(jì)永波介紹說(shuō)。

據(jù)了解，我國(guó)電動(dòng)船舶應(yīng)用領(lǐng)域主要為長(zhǎng)江、珠江等內(nèi)河貨船，沿江沿海的城市渡船、觀光船以及港口拖船市場(chǎng)。目前，我國(guó)內(nèi)河船舶約有13萬(wàn)艘，僅長(zhǎng)江和京杭運(yùn)河的內(nèi)河船舶總數(shù)超過(guò)6萬(wàn)艘，相較之下，電動(dòng)船舶的數(shù)量微乎其微——已建造的內(nèi)河電動(dòng)船舶僅20余艘。

規(guī)模推廣難題待解

電動(dòng)船舶在內(nèi)河船舶市場(chǎng)所占比重較小，與其規(guī)模推廣應(yīng)用面臨的諸多難題密切相關(guān)。

“在經(jīng)濟(jì)性方面，由于電池造價(jià)高，導(dǎo)致船舶建造初始投入大；船用鋰電池壽命為10年，而船舶壽命周期通常為30年，期間更換電池成本比較高；供電設(shè)施初始建設(shè)投資較大，運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本高。在技術(shù)方面，錨地跨船供電技術(shù)安全面臨挑戰(zhàn)，江中拋錨自泊的船舶提供電力供應(yīng)的技術(shù)難度比較大。此外，還存在現(xiàn)有岸電設(shè)施容量不足、電制不同、設(shè)備兼容性不足等問(wèn)題?！奔o(jì)永波說(shuō)。

產(chǎn)品及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，也限制著電動(dòng)船舶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。中國(guó)造船工程學(xué)會(huì)科普部主任助理洪智超指出，電動(dòng)汽車發(fā)展多年來(lái)充電樁存在各種各樣的標(biāo)準(zhǔn)，直至2018年國(guó)家相關(guān)部門才發(fā)布了新修訂的電動(dòng)汽車充電接口及通信協(xié)議5項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，而在電動(dòng)船舶領(lǐng)域，至今沒(méi)有確立充電設(shè)備形式標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有純電動(dòng)船舶的充電設(shè)備仍是“一船一策”。

針對(duì)這些問(wèn)題，業(yè)界專家也提出了諸多建議和對(duì)策。“要在提高電池性能、降低價(jià)格，提高能量密度并兼顧環(huán)保、安全性方面下工夫；更新船舶設(shè)計(jì)、建造技術(shù)，鼓勵(lì)多種鋰電池技術(shù)并存，可以優(yōu)先發(fā)展經(jīng)濟(jì)型的混合電推系統(tǒng)，有利于快速形成電池船舶市場(chǎng)規(guī)模，提振行業(yè)信心；加大岸電建設(shè)力度，擴(kuò)大規(guī)模，并且建立統(tǒng)一的充電形式，在有條件的情況下可以發(fā)展無(wú)線充電技術(shù)，并積極探索一些新的模式，比如岸基電網(wǎng)等，并在內(nèi)河上進(jìn)行大規(guī)模推廣，將給內(nèi)河運(yùn)輸帶來(lái)巨大變革。”洪智超認(rèn)為，此外，還要強(qiáng)化運(yùn)用市場(chǎng)機(jī)制，重點(diǎn)對(duì)城市渡船、觀光船、內(nèi)河船舶進(jìn)行推廣，特別要關(guān)注觀光船市場(chǎng)?！澳壳叭藗儗?duì)旅游體驗(yàn)的要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)觀光船噪音大、游客體驗(yàn)差，無(wú)論是環(huán)保需求還是運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景，都非常適合推廣電動(dòng)船舶?！彼f(shuō)。

針對(duì)提高電動(dòng)船的經(jīng)濟(jì)性，杭州現(xiàn)代船舶設(shè)計(jì)研究公司董事長(zhǎng)黃佳林指出，可以在提高船舶載貨量、減少船舶航行能耗方面優(yōu)化設(shè)計(jì)；根據(jù)不同航道合理配置充電設(shè)施，也可以以減少船舶電池的裝船數(shù)量、降低電池成本，從而使得電動(dòng)船舶更經(jīng)濟(jì)。

“正如新能源汽車一樣，推動(dòng)電動(dòng)船舶規(guī)模應(yīng)用，也要積極爭(zhēng)取國(guó)家政策的支持?！奔o(jì)永波認(rèn)為，推動(dòng)電動(dòng)船舶的規(guī)?；l(fā)展，還要推動(dòng)國(guó)有企業(yè)優(yōu)先發(fā)展純電動(dòng)船舶，在行業(yè)起到示范引領(lǐng)作用；加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作，加速技術(shù)成果轉(zhuǎn)化，推動(dòng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系的完善。

在制定電動(dòng)船舶相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方面，中船集團(tuán)所屬中國(guó)船舶工業(yè)綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院副原院長(zhǎng)李強(qiáng)認(rèn)為，隨著未來(lái)電動(dòng)船舶的發(fā)展，在電動(dòng)船舶的基礎(chǔ)通用、總體設(shè)計(jì)、電池安全、性能評(píng)估、試驗(yàn)及測(cè)試、運(yùn)營(yíng)管理及維護(hù)等方面將產(chǎn)生一系列新的標(biāo)準(zhǔn)需求。因此，要基于我國(guó)電動(dòng)船舶的發(fā)展現(xiàn)狀，成體系、分步驟地開(kāi)展電動(dòng)船舶標(biāo)準(zhǔn)研制，形成一批關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為我國(guó)電動(dòng)船舶核心技術(shù)攻關(guān)、系統(tǒng)設(shè)備研制、實(shí)船應(yīng)用等提供全方位標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)支撐與保障，引領(lǐng)電動(dòng)船舶產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

動(dòng)力電池企業(yè)搶灘布局

動(dòng)力電池是電動(dòng)船舶最為核心的配套設(shè)備。從國(guó)際來(lái)看，目前全球最大的電動(dòng)船舶電池供應(yīng)商為加拿大Corvus Energy公司，其占有44%以上的市場(chǎng)份額，基本處于壟斷地位。該公司研制的鋰聚合物電池模塊已經(jīng)獲得DNV GL、英國(guó)勞氏船級(jí)社（LR）、美國(guó)船級(jí)社（ABS）三大船級(jí)社的認(rèn)證；參與的船舶項(xiàng)目有140余個(gè)，總安裝功率達(dá)100兆瓦時(shí)。

“國(guó)內(nèi)電動(dòng)船舶產(chǎn)業(yè)目前正處于快速起步發(fā)展階段，進(jìn)入船用動(dòng)力電池領(lǐng)域的成熟供應(yīng)商也不多?！睋?jù)廣船國(guó)際機(jī)電設(shè)計(jì)部副部長(zhǎng)王光宏介紹，該公司建造的全球首艘2000噸級(jí)純電動(dòng)船的動(dòng)力電池等核心零部件由上海瑞華（集團(tuán)）有限公司提供。

面對(duì)發(fā)展迅速、前景廣闊的電動(dòng)船舶市場(chǎng)，除了上海瑞華，寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司、比亞迪股份有限公司等新能源企業(yè)紛紛進(jìn)軍電動(dòng)船舶領(lǐng)域，積極搶灘布局、搶占先機(jī)，這將給電動(dòng)船舶產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供有力支撐，而船舶電動(dòng)化也將助力這些企業(yè)打開(kāi)新市場(chǎng)。

據(jù)了解，作為全球規(guī)模最大、技術(shù)領(lǐng)先的動(dòng)力電池企業(yè)，寧德時(shí)代正瞄準(zhǔn)電動(dòng)船舶領(lǐng)域，全力拓寬市場(chǎng)。今年1月，寧德時(shí)代與中國(guó)船級(jí)社（CCS）武漢規(guī)范研究所簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，將在推動(dòng)電池系統(tǒng)船舶技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究和水上應(yīng)用，加速相關(guān)電池

產(chǎn)品的認(rèn)可和檢驗(yàn)等方面與CCS開(kāi)展合作?！傲姿徼F鋰電池以其高安全性、長(zhǎng)壽命、低成本、性能均衡等優(yōu)勢(shì)，成為現(xiàn)階段船舶動(dòng)力電池的最優(yōu)選擇?！睂幍聲r(shí)代副總裁吳凱介紹說(shuō)，該公司已攻克了船用電池在安全性、續(xù)航能力、使用壽命等方面的技術(shù)難題，其電池產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)實(shí)船應(yīng)用——配套長(zhǎng)江第一艘改裝純電動(dòng)公務(wù)船“海巡12909”號(hào)。目前，寧德時(shí)代正在推進(jìn)觀光游船、集裝箱船、拖船、客渡船、游艇等多個(gè)電動(dòng)船舶項(xiàng)目。此外，在首屆電動(dòng)船舶創(chuàng)新發(fā)展會(huì)議上，寧德時(shí)代還與幾家科研院所、知名航運(yùn)公司簽署了合作意向協(xié)議，共同推進(jìn)連云港純電力拖船研發(fā)項(xiàng)目、船用動(dòng)力鋰電池相關(guān)項(xiàng)目等。

電動(dòng)船舶是船舶智能化、綠色化發(fā)展的必然產(chǎn)物，也是船舶行業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要路徑。目前，推動(dòng)電動(dòng)船舶及相關(guān)配套設(shè)備發(fā)展已被列入我國(guó)《船舶配套產(chǎn)業(yè)能力提升行動(dòng)計(jì)劃（2016～2020）》和《船舶工業(yè)深化結(jié)構(gòu)調(diào)整加快轉(zhuǎn)型升級(jí)行動(dòng)計(jì)劃(2016～2020年)》。業(yè)界專家一致認(rèn)為，我國(guó)發(fā)展電動(dòng)船舶具備得天獨(dú)厚的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，在政府、造船及配套企業(yè)、設(shè)計(jì)院所及高校等多方的協(xié)同努力下，電動(dòng)船舶的規(guī)模推廣應(yīng)用指日可待，必將在建設(shè)綠色水上交通和發(fā)展智能航運(yùn)中起到積極作用?！?/p>