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      基于客運(yùn)安全的新能源純電池動(dòng)力客船發(fā)展分析

      2020-07-09 10:36:40磊,梁強(qiáng),陳
      中國(guó)修船 2020年3期
      關(guān)鍵詞:客船運(yùn)力客運(yùn)

      姜 磊,梁 強(qiáng),陳 攀

      (1.交通運(yùn)輸部水運(yùn)科學(xué)研究院,北京 100088;2.中國(guó)長(zhǎng)江電力股份有限公司檢修廠,湖北 宜昌 443000;3.中國(guó)艦船研究設(shè)計(jì)中心,湖北 武漢 430064)

      現(xiàn)代航運(yùn)業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行發(fā)展息息相關(guān),然而伴隨而來(lái)的還有日益突出的排放污染。近年來(lái),圍繞大氣污染防治、能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、生態(tài)文明建設(shè),相關(guān)部門(mén)發(fā)布實(shí)施了一系列鼓勵(lì)船舶應(yīng)用電能等清潔能源的政策措施。新能源純電池動(dòng)力客船(以下簡(jiǎn)稱純電池動(dòng)力客船)運(yùn)營(yíng)期間具有振動(dòng)小,噪聲低以及NOx、SOx、CO2、PM“零排放”的優(yōu)點(diǎn),并可大幅減少含油污水排放,能夠有效防治船舶大氣污染、水污染,改善人居環(huán)境,優(yōu)化航運(yùn)能源結(jié)構(gòu),推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

      1 新能源純電池動(dòng)力客船發(fā)展現(xiàn)狀

      在節(jié)能減排綠色發(fā)展為主題的當(dāng)代,純電池動(dòng)力船舶發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁。根據(jù)中國(guó)造船工程學(xué)會(huì)統(tǒng)計(jì),全球運(yùn)營(yíng)中和擬建造的電動(dòng)船舶超過(guò)150艘。北歐地區(qū)的挪威是目前全球大中型純電池動(dòng)力客船運(yùn)營(yíng)最多的國(guó)家,世界首艘電池動(dòng)力汽車渡船“Ampere”號(hào)于2015年在挪威投入運(yùn)營(yíng),2017年挪威運(yùn)輸公司在兩家歐洲船廠下單訂造7艘電池動(dòng)力車客渡船。挪威純電池動(dòng)力客渡船見(jiàn)圖1。北歐地區(qū)現(xiàn)有純電池動(dòng)力船舶幾乎全部為客運(yùn)船舶,載客量集中在50~80人,主要運(yùn)行在沿海島嶼間的固定往返航線。歐盟制定了“E-Ferry”項(xiàng)目作為Horizon 2020發(fā)展計(jì)劃中交通領(lǐng)域科研創(chuàng)新重點(diǎn)項(xiàng)目,計(jì)劃在歐盟范圍內(nèi)大力推廣純電動(dòng)渡船。

      圖1 挪威純電池動(dòng)力客渡船

      我國(guó)純電池動(dòng)力客船發(fā)展起步稍晚,但發(fā)展速度較快。自2013年以來(lái),我國(guó)已建和在建的純電池動(dòng)力客運(yùn)船舶超過(guò)50艘。國(guó)內(nèi)純電池動(dòng)力游船見(jiàn)圖2。近年來(lái)國(guó)家各部委和地方也出臺(tái)了一系列鼓勵(lì)純電池動(dòng)力船舶發(fā)展的政策措施,如國(guó)務(wù)院發(fā)布的《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃》(國(guó)發(fā)〔2018〕22號(hào))、交通運(yùn)輸部發(fā)布的《關(guān)于推進(jìn)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶綠色航運(yùn)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》《關(guān)于全面加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)堅(jiān)決打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的實(shí)施意見(jiàn)》《加快長(zhǎng)江干線推進(jìn)靠港船舶使用岸電和推廣液化天然氣船舶應(yīng)用的指導(dǎo)意見(jiàn)》等均明確提出推廣使用電力等新能源船舶、推動(dòng)電動(dòng)船舶建造和改造,深圳市和廣州市等地出臺(tái)了對(duì)純電池動(dòng)力客船建造給予30%~40%補(bǔ)貼資金的政策措施。在此背景下,國(guó)內(nèi)航運(yùn)公司發(fā)展純電池動(dòng)力客船的積極性高漲,如鎮(zhèn)江、廣州、深圳、舟山等地30余艘客運(yùn)船舶已開(kāi)展純電池動(dòng)力應(yīng)用的前期工作。

      圖2 國(guó)內(nèi)純電池動(dòng)力游船

      航運(yùn)公司發(fā)展純電池動(dòng)力客船十分積極,但實(shí)際應(yīng)用中受多因素影響,純電池動(dòng)力客船應(yīng)用推廣進(jìn)程緩慢,其中尤以政策和規(guī)范的限制影響較為突出。長(zhǎng)期以來(lái)客船都是我國(guó)水路交通領(lǐng)域重點(diǎn)監(jiān)管的對(duì)象,主要是考慮客船載客人數(shù)較多、安全風(fēng)險(xiǎn)大,尤其是容易發(fā)生重特大事故,且政治敏感度高、社會(huì)影響大。為了加強(qiáng)水上客運(yùn)安全管理,近年來(lái)交通運(yùn)輸部相繼發(fā)布了一系列關(guān)于客船改建的政策規(guī)定,但部分規(guī)定從一定程度上限制了純電池動(dòng)力客船的應(yīng)用推廣。以上客船包括普通客船、高速客船、旅游船、郵船、客滾船、客渡船、汽渡船、火車輪渡、載貨汽車滾裝船等。

      2 現(xiàn)有柴油動(dòng)力客船改建為純電池動(dòng)力面臨限制

      1)《關(guān)于加強(qiáng)水上客運(yùn)安全管理的意見(jiàn)》。2014年,交通運(yùn)輸部發(fā)布的《關(guān)于加強(qiáng)水上客運(yùn)安全管理的意見(jiàn)》(交海發(fā)〔2014〕142號(hào)),其中在第五條加強(qiáng)客運(yùn)船舶檢驗(yàn)中明確規(guī)定“禁止再對(duì)客運(yùn)船舶開(kāi)展重大改建,不得為重大改建的客運(yùn)船舶簽發(fā)檢驗(yàn)證書(shū)。對(duì)于其他非重大改建客船,應(yīng)按不低于初始建造檢驗(yàn)核定的穩(wěn)性、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度指標(biāo)以及現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行審圖和檢驗(yàn)發(fā)證。”

      2)《關(guān)于加強(qiáng)長(zhǎng)江客運(yùn)安全管理工作的實(shí)施意見(jiàn)》。2016年,交通運(yùn)輸部辦公廳發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)長(zhǎng)江客運(yùn)安全管理工作的實(shí)施意見(jiàn)》,提出要進(jìn)一步落實(shí)長(zhǎng)江客運(yùn)企業(yè)安全生產(chǎn)主體責(zé)任,嚴(yán)格客運(yùn)市場(chǎng)準(zhǔn)入和管理,嚴(yán)格客船檢驗(yàn)管理,進(jìn)一步加強(qiáng)客運(yùn)安全監(jiān)管4部分22條具體要求。

      3)《船舶檢驗(yàn)管理規(guī)定》。2016年,交通運(yùn)輸部發(fā)布的《船舶檢驗(yàn)管理規(guī)定》(中華人民共和國(guó)交通運(yùn)輸部令2016年第2號(hào))中明確了重大改建的范圍:①船舶的主尺度;②船舶類型;③船舶的分艙水平;④船舶的承載能力;⑤乘客居住處所;⑥主推進(jìn)系統(tǒng);⑦影響船舶穩(wěn)性;⑧海事局認(rèn)定的涉及船舶主要性能與安全的其他情況。

      4)船級(jí)社重大改裝檢驗(yàn)管理程序。2018年,中國(guó)船級(jí)社在重大改裝檢驗(yàn)管理程序中也明確列出“根據(jù)交通運(yùn)輸部《關(guān)于加強(qiáng)水上客運(yùn)安全管理的意見(jiàn)》,禁止對(duì)客船進(jìn)行重大改裝”。因此,中國(guó)船級(jí)社目前尚不受理客船重大改建。

      5)交通運(yùn)輸部安委會(huì)《關(guān)于近期涉客船舶水上交通事故警示通報(bào)》。2019年,交通運(yùn)輸部安委會(huì)《關(guān)于近期涉客船舶水上交通事故警示通報(bào)》(交安委明電[2019]11號(hào))中再次強(qiáng)調(diào):禁止對(duì)客船開(kāi)展增加乘客定額、降低船舶安全技術(shù)指標(biāo)的重大改建,不得為違規(guī)重大改建的客運(yùn)船舶簽發(fā)檢驗(yàn)證書(shū)。

      目前國(guó)內(nèi)常規(guī)柴油動(dòng)力客船改造為純電池動(dòng)力客船,由于需采用電力推進(jìn)系統(tǒng),其主推進(jìn)系統(tǒng)發(fā)生變化。采用電池和電推系統(tǒng)后的純電池動(dòng)力客船,船體質(zhì)量相比原來(lái)柴油機(jī)動(dòng)力船舶發(fā)生變化,對(duì)其承載能力和穩(wěn)性均會(huì)產(chǎn)生一定的影響,船舶的載重線及噸位會(huì)發(fā)生變化。由于鋰電池和電控系統(tǒng)相關(guān)布置要求,可能對(duì)船舶的結(jié)構(gòu)和分艙水平產(chǎn)生影響。此外,由于鋰電池的特性,船舶的防火設(shè)施和要求也會(huì)發(fā)生變化。鑒于以上情況,根據(jù)《船舶檢驗(yàn)管理規(guī)定》,常規(guī)柴油動(dòng)力客船改造為純電池動(dòng)力客船屬于重大改建的范圍,而客船重大改建面臨上述政策和規(guī)范的限制。

      3 新建純電池動(dòng)力客船受制于運(yùn)力調(diào)控

      面對(duì)現(xiàn)有客船改造面臨政策限制,各航運(yùn)企業(yè)紛紛轉(zhuǎn)向發(fā)展新建純電池動(dòng)力客船,但同時(shí)發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)新建客船受到運(yùn)力調(diào)控,發(fā)展空間受到限制。

      1)《關(guān)于加強(qiáng)水上客運(yùn)安全管理的意見(jiàn)》。2014年,交通運(yùn)輸部發(fā)布的《關(guān)于加強(qiáng)水上客運(yùn)安全管理的意見(jiàn)》(交海發(fā)〔2014〕142號(hào))中明確規(guī)定“提高新增客運(yùn)企業(yè)、客運(yùn)運(yùn)力和航線的安全要求,從嚴(yán)審批和調(diào)控新增客運(yùn)企業(yè)、運(yùn)力和航線,嚴(yán)格控制新增單船公司”。

      2)《關(guān)于加強(qiáng)長(zhǎng)江干線省際旅客運(yùn)輸市場(chǎng)調(diào)控的通告》。2014年,長(zhǎng)航局發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)長(zhǎng)江干線省際旅客運(yùn)輸市場(chǎng)調(diào)控的通告》,對(duì)長(zhǎng)江干線省際旅客運(yùn)輸(跨省客船)市場(chǎng)進(jìn)行調(diào)控,嚴(yán)格控制增加新的經(jīng)營(yíng)主體、嚴(yán)格控制新增運(yùn)力、延緩新增運(yùn)力投放。

      3)《關(guān)于加強(qiáng)長(zhǎng)江客運(yùn)安全管理工作的實(shí)施意見(jiàn)》。2016年,交通運(yùn)輸部辦公廳發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)長(zhǎng)江客運(yùn)安全管理工作的實(shí)施意見(jiàn)》(交辦安監(jiān)〔2016〕2號(hào)),明確了嚴(yán)格客運(yùn)市場(chǎng)準(zhǔn)入和管理:水路運(yùn)輸管理部門(mén)應(yīng)嚴(yán)控新增客運(yùn)經(jīng)營(yíng)主體;嚴(yán)控新增客船運(yùn)力,按規(guī)定實(shí)施“以舊換新”更新運(yùn)力,調(diào)整運(yùn)力結(jié)構(gòu);嚴(yán)控客船延伸航線,客船延伸航線必須滿足現(xiàn)行船舶檢驗(yàn)規(guī)范要求。

      4)《國(guó)內(nèi)水路運(yùn)輸管理規(guī)定》。2016年,交通運(yùn)輸部發(fā)布的《國(guó)內(nèi)水路運(yùn)輸管理規(guī)定》(交通運(yùn)輸部令2016年第79號(hào))中第十四條規(guī)定:水路運(yùn)輸經(jīng)營(yíng)者新增客船運(yùn)力,應(yīng)當(dāng)經(jīng)其所在地設(shè)區(qū)的市級(jí)人民政府水路運(yùn)輸管理部門(mén)向具有許可權(quán)限的部門(mén)提出申請(qǐng);具有許可權(quán)限的部門(mén)根據(jù)運(yùn)力運(yùn)量供求情況對(duì)新增運(yùn)力申請(qǐng)予以審查;根據(jù)運(yùn)力供求情況需要對(duì)新增運(yùn)力予以數(shù)量限制時(shí),依據(jù)經(jīng)營(yíng)者的經(jīng)營(yíng)規(guī)模、管理水平、安全記錄、誠(chéng)信經(jīng)營(yíng)記錄等情況,公開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)擇優(yōu)作出許可決定。

      根據(jù)上述政策和規(guī)定可以看出,新建純電池動(dòng)力客船面臨嚴(yán)格的審批和運(yùn)力調(diào)控,其中比較易行的是通過(guò)“以舊換新”更新來(lái)新建純電池動(dòng)力客船。但總體上來(lái)看,在目前新建客船運(yùn)力受到嚴(yán)格調(diào)控的情況下,新建純電池動(dòng)力客船的發(fā)展規(guī)模十分有限。

      4 新能源純電池動(dòng)力客船推廣應(yīng)用的建議

      純電池動(dòng)力客船具有運(yùn)營(yíng)“零排放”、舒適、節(jié)能、環(huán)保的突出優(yōu)勢(shì),將會(huì)成為綠色交通節(jié)能減排清潔化的發(fā)展方向。為促進(jìn)新能源純電池動(dòng)力客船推廣應(yīng)用,建議如下。

      1)現(xiàn)有客船改建為純電池動(dòng)力客船不應(yīng)被“一刀切”禁止。建議對(duì)現(xiàn)有客船改建為純電池動(dòng)力的,經(jīng)過(guò)技術(shù)論證可以實(shí)現(xiàn)改造后船舶性能指標(biāo)高于或不低于原船舶設(shè)計(jì)指標(biāo)的,應(yīng)允許其按照規(guī)定開(kāi)展改建工作。

      2)基于區(qū)域發(fā)展特點(diǎn)針對(duì)性運(yùn)力發(fā)展調(diào)整。建議環(huán)保要求高的旅游景區(qū)等,對(duì)現(xiàn)有客船報(bào)廢后運(yùn)力更新應(yīng)優(yōu)先采用純電池動(dòng)力客船;在運(yùn)力審批時(shí),主管機(jī)關(guān)優(yōu)先批準(zhǔn)采用純電池動(dòng)力客船;在客船運(yùn)力緊張的地區(qū),適當(dāng)放松純電池動(dòng)力客船的運(yùn)力調(diào)控限制。

      3)加快《法定技術(shù)規(guī)則》和《檢驗(yàn)規(guī)范》等的修訂發(fā)布。針對(duì)目前純電池動(dòng)力客船廣泛采用的磷酸鐵鋰電池模組/電池包、BMS(Battery Management System,電池管理系統(tǒng))和實(shí)際應(yīng)用中普遍存在的防火滅火措施等要求進(jìn)行明確,保障純電池動(dòng)力客船科學(xué)安全發(fā)展。

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