中國綠色航運漸行漸近

文/無明

具有數(shù)百年的歷史、貫穿山東中部工業(yè)走廊的小清河正在恢復(fù)航運能力。小清河復(fù)航工程作為山東省委確定的重點項目，自2019年底啟動，規(guī)劃成為濟南、淄博等內(nèi)陸城市直通海洋的“黃金水道”。

正在建設(shè)中的小清河博興港碼頭上，“魯清001”輪和“魯清101”輪對艉靠泊著，兩船艉部均配置集裝箱式鋰電池，涂裝成天藍(lán)色的船體顯示它們的特別。

這兩艘船是山東海運為小清河復(fù)航工程專門設(shè)計、研發(fā)、建造的純電動船，船長均為88米、船寬為13.8米，可裝載約2400噸貨物，電源采用兩個2000kwh的集裝箱式電池，最大續(xù)航里程為200公里。集裝箱式電池將采用“即插即拔”式換電模式，可進(jìn)一步增強經(jīng)濟性。

這讓小清河航道與眾不同，因為相比于其他以燃油船為主的內(nèi)河航道，小清河未來將成為一條全部由純電動船承運貨物的綠色航道。

中國是內(nèi)河航運第一大國，河道通航里程有12.8萬公里，擁有約13萬艘內(nèi)河船。這些船舶絕大部分使用技術(shù)落后的中小型船用柴油發(fā)動機，為降低成本，部分船甚至使用劣質(zhì)勾兌油，使污染情況更加嚴(yán)重。

現(xiàn)在，一場轟轟烈烈的內(nèi)河船“換電”行動正在中國各大通航流域展開。

在中國已經(jīng)定下雙碳目標(biāo)的背景下，低碳乃至零碳排放的船舶將逐步替代傳統(tǒng)燃油船。交通運輸部水運科學(xué)研究院首席研究員彭傳圣表示，鑒于我國能源行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的路徑是一次能源清潔化、二次能源電氣化和電網(wǎng)發(fā)展智能化，內(nèi)河航運電氣化成為實現(xiàn)內(nèi)河航運脫碳的必由之路。

為何選鋰電池

電動船的發(fā)展已有十年，挪威和荷蘭在這一領(lǐng)域走在前列，已有電動船進(jìn)入商業(yè)運營。2021年11月，世界上第一艘純電動且無人駕駛的集裝箱貨船“Yara Birkeland”號在挪威完成首航。該船每年大約可減少1000噸二氧化碳排放。挪威奧斯陸港則宣稱，未來要成為世界上第一個零排放港口。

中國最早的商用純電動船則是在2013年投入使用，主要應(yīng)用于內(nèi)湖、內(nèi)河以及近海港口，主要船型是一些小型的特種船型，如游船、執(zhí)法船、打撈船等，用于長距離貨物運輸?shù)臉O少。

國內(nèi)在船舶清潔能源的探索中，早期選用液化天然氣（LNG）作為替代能源。2017年后，中國內(nèi)河航運從大氣污染防治轉(zhuǎn)到降低碳排放，電氣化被放在更重要的位置。2018年國務(wù)院印發(fā)的《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃》明確指出，推廣使用電、天然氣等新能源或清潔能源船舶，把電動船放在首位。

為推動內(nèi)河船舶綠色化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化，2022年9月，工信部、國家發(fā)改委等五部委聯(lián)合公布的《關(guān)于加快內(nèi)河船舶綠色智能發(fā)展的實施意見》稱，積極穩(wěn)妥發(fā)展LNG動力船舶、加快發(fā)展電池動力船舶。

有業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，電動船自動化程度高，具有天然的智能化、標(biāo)準(zhǔn)化優(yōu)勢，同時，鋰電池動力源作為儲能設(shè)備，能夠與風(fēng)能、太陽能、氫燃料電池等其他清潔能源組合使用。

國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2022年底，全國累計發(fā)電裝機容量約25.6億千瓦，同比增長7.8%。其中，風(fēng)電裝機容量約3.7億千瓦，同比增長11.2%；太陽能發(fā)電裝機容量約3.9億千瓦，同比增長28.1%。

在電池上，中國也具有龐大產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。據(jù)不完全統(tǒng)計，2025年國內(nèi)10家主流廠商鋰電池總產(chǎn)能將達(dá)3090gwh，較2022年增長近250%，年均增長率高達(dá)51%，鋰電池供需關(guān)系將極大改善。業(yè)內(nèi)專家表示，鋰電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，會極大推動船舶電動化。

鋰電池企業(yè)寧德時代在電動船領(lǐng)域布局較早，其2017年開始立項研究船用電池，首套船用電池系統(tǒng)用在長江三峽的公務(wù)船上，于2020年下水。

2020年12月，使用寧德時代鋰電池的“長江三峽1”號游輪開工建造，并于2022年3月首航。該電動游輪總電量達(dá)到7.5mwh，相當(dāng)于100多輛純電動汽車電池容量總和，是當(dāng)時全球電池容量最大的純電動游輪（客船）。

其他企業(yè)也不甘落后。2021年，江龍船艇成功交付了“金龍魚”號280客位純電動游船和“珠江王子”號486客位純電動游船。

2022年3月，中遠(yuǎn)海運集團(tuán)宣布建造兩艘700TEU級長江干線電動集裝箱船，并將于2023年底交付，用于武漢至上海航線。該型船總長120米，型寬23.6米，電池容量57600kwh，推進(jìn)功率2×900千瓦，是全球電池容量最大的船舶；同時采用船電分離模式設(shè)計，配載換電模式船用集裝箱式動力電池作為動力源。

據(jù)權(quán)威機構(gòu)統(tǒng)計，截至2022年底，國內(nèi)純電動船已超過250艘。市場調(diào)研機構(gòu)“財富商業(yè)調(diào)查”（Fortune Business Insights）在《電動船舶市場規(guī)模和行業(yè)分析》報告中的分析顯示，預(yù)計到2027年電動船舶市場規(guī)模將達(dá)到108.2億美元。

綠色航運正在迎接大發(fā)展時代

發(fā)展局限有待破解

電動船雖然污染小、使用維護(hù)成本較同型燃油船舶下降約2/3，但其電池成本巨大，阻礙了其大規(guī)模商業(yè)化。中國船舶集團(tuán)704所的相關(guān)研究顯示，在電動船商業(yè)化應(yīng)用過程中，最大的障礙是電動船投資遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)船舶，且船舶在30年的使用壽命中要更換2—3次電池。

作為企業(yè)，船東要算經(jīng)濟賬。電池使用壽命與船舶壽命不匹配導(dǎo)致電動船經(jīng)濟性降低。業(yè)內(nèi)人士表示，現(xiàn)階段，電動船應(yīng)用的磷酸鐵鋰電池約可充、換電4000次，能用5—8年，這意味著在船舶壽命周期內(nèi)至少需要更換一次電池。

造船業(yè)人士測算，山東海運投資“魯清001”輪姐妹船的電池系統(tǒng)成本是船殼成本的2倍以上，額外增加的成本難以在短時間內(nèi)收回，讓很多船東疑慮觀望。

行業(yè)各方期待以補貼拉動電動船需求早日提升。2009—2022年的新能源汽車財政補貼政策，拉動了新能源汽車從2009年產(chǎn)銷2000輛發(fā)展到2022年的690萬輛，擴張超過3400倍，推動了電池技術(shù)進(jìn)步，電池規(guī)模生產(chǎn)效應(yīng)不斷放大。

2022年4月13日，福建省財政廳、省工信廳聯(lián)合印發(fā)《2022年福建省電動船舶產(chǎn)業(yè)發(fā)展試點示范實施方案》（簡稱《方案》），推出對電動船全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展獎補措施。《方案》明確，如果福建省電動系統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)開拓外省市場，按船舶電動系統(tǒng)交付價格20%給予補助（單船不超過200萬元）；對電動船建造企業(yè)，在電動船舶交付且運行一定里程后，按交付船舶（含新建和改造）電池動力推進(jìn)系統(tǒng)價格的40%給予補助，其中省級首批次示范項目按60%給予補助，單船補助不超過1500萬元。

產(chǎn)業(yè)界也力圖通過運營模式創(chuàng)新，推動電動船市場化推廣。

2022年10月，全國首艘120標(biāo)準(zhǔn)箱純電動內(nèi)河集裝箱船——“江遠(yuǎn)百合”號在蘇州太倉投用，往返于太倉港和京杭運河蘇州工業(yè)園區(qū)港。該船采用純電池驅(qū)動，在艉部裝配3個集裝箱式電池，在兩端港區(qū)均可充、換電。

“江遠(yuǎn)百合”號是江蘇省交通運輸廳與江蘇遠(yuǎn)洋、國家電投啟源芯動力等聯(lián)合推動的電動船示范應(yīng)用試點船。啟源芯動力創(chuàng)新船電分離商業(yè)模式，通過電池租賃、部署船舶充換電網(wǎng)絡(luò)、船身融資租賃等綜合解決方案，促進(jìn)電動船商業(yè)化推廣落地。江蘇遠(yuǎn)洋是江蘇省港口集團(tuán)旗下航運公司，啟源芯動力是國家電投旗下專注“綠電交通”領(lǐng)域的綜合智慧能源服務(wù)商，擁有集團(tuán)公司的綠電供應(yīng)優(yōu)勢，主營電動重卡、電池資產(chǎn)管理以及充換電業(yè)務(wù)等綠色交通領(lǐng)域的新產(chǎn)業(yè)和新業(yè)態(tài)。

產(chǎn)業(yè)界也在探索電動船應(yīng)用領(lǐng)域的能源管理模式（EMC）。EMC是一種新型的市場化節(jié)能機制，其實質(zhì)是以減少的燃油費用支付電動化系統(tǒng)投資成本的模式。這種投資方式允許船東用未來的節(jié)能收益為船舶進(jìn)行電動升級，以降低當(dāng)前運營的成本。EMC以承諾節(jié)能項目的節(jié)能效益，或承包整體能源費用的方式為客戶提供節(jié)能服務(wù)。

業(yè)內(nèi)專家指出，目前的電池技術(shù)水平還不能解決續(xù)航里程問題，電動船應(yīng)用場景還受到一定的限制。同時，電動船存在配載電池容量大、能量聚集，發(fā)現(xiàn)風(fēng)險后人員逃生難等問題。

其未來的廣泛推廣需要材料研發(fā)、船舶動力集成、船舶建造、船舶運營等各環(huán)節(jié)的提升，以增強整個電動船運營保障和降低商業(yè)化應(yīng)用成本。