陶良深

1.分析

船舶靠港時(shí)通常采用船舶輔機(jī)發(fā)電來滿足船舶用電需求。輔機(jī)在工作過程中燃燒重油驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，其能效較低并排放大量污染物，對(duì)周邊環(huán)境造成污染。美國(guó)洛杉磯等一些國(guó)外主要港口為減少船舶污染物排放，已經(jīng)禁止船舶在停靠碼頭期間使用船舶輔機(jī)，以降低能源消耗、減少排放而代之以碼頭岸電系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)的一些大型港口也開展了類似的探索，以促進(jìn)港口節(jié)能減排工作。

另外，從航運(yùn)企業(yè)角度來看，能源緊缺造成的國(guó)際原油價(jià)格的不斷攀升也使得靠港船舶使用燃油發(fā)電的成本不斷升高，如果使用岸電技術(shù)，船舶靠港的運(yùn)營(yíng)成本將會(huì)有所降低。

在碼頭實(shí)施船舶接岸電，既滿足政府提出的減排要求，也是建設(shè)“綠色港口”和提高碼頭競(jìng)爭(zhēng)力的需要。

若在國(guó)內(nèi)沿海各發(fā)電集團(tuán)的電廠自有碼頭實(shí)施岸電項(xiàng)目，還可有效利用電廠廠用電成本相對(duì)工業(yè)用電成本更低的優(yōu)勢(shì)降低航運(yùn)企業(yè)一部分運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)增盈或減虧。

2.工作原理

船舶由于來自不同國(guó)家，使用的供電電制也會(huì)有區(qū)別，有國(guó)內(nèi)船舶使用三相三線制380V/50Hz交流電制，也有外輪多以三相三線制440V/60Hz交流電制為主。為滿足國(guó)內(nèi)、外船舶供電容量和電制不同的要求，需要選型并安裝可以調(diào)節(jié)電壓的大功率變頻裝置同時(shí)兼顧如下事項(xiàng)：

（1）岸電箱要考慮安全性與方便性。

（2）插接設(shè)備的選用，既要考慮能夠保證船用電與岸電相序的一致性，又要有效的防止斷電，同時(shí)適應(yīng)碼頭高溫、高濕、高腐蝕性等惡劣的環(huán)境。

（3）安裝計(jì)量電表，對(duì)靠港船舶接用岸電情況準(zhǔn)確計(jì)量，便于結(jié)算。

3.岸電系統(tǒng)效益分析

3.1社會(huì)效益

按照每電廠年設(shè)計(jì)消耗1000.0萬噸煤炭計(jì)算，需要10萬噸級(jí)船舶一年100個(gè)航次。以船舶每次?？看a頭3天，每天輔機(jī)耗燃油2.5噸計(jì)算，累計(jì)靠泊期間全年輔機(jī)耗油為750噸。

通過折算，燃燒750噸燃油，需排放2370噸CO2、2.99噸SOX、39.8噸NOX，數(shù)量可觀，對(duì)港區(qū)環(huán)境改善將起到重要作用。如果此項(xiàng)技術(shù)在全國(guó)的相關(guān)電廠加以推廣，采用岸電技術(shù)，船舶在港區(qū)期間每年預(yù)計(jì)將減排上萬噸CO2及其排放物，減排效益十分可觀。

由此可見，通過實(shí)施該項(xiàng)目，可以緩解船舶在港期間對(duì)港區(qū)大氣環(huán)境的影響，有效改善區(qū)域環(huán)境，對(duì)節(jié)能減排工作做出積極貢獻(xiàn)。

3.2經(jīng)濟(jì)效益

相比于燃油機(jī)發(fā)電，船舶停泊一次（按停泊時(shí)間平均3天計(jì)算），需要燃料資金：2.5噸/天*3天*4500元/噸=33750元。

接用岸電后，船舶停泊一次需要用電18000千瓦時(shí)，按0.8元/千瓦時(shí)計(jì)算，需要14400元；兩者相比，船舶每靠泊一次接用岸電將節(jié)省資金19350元左右。按一年航次100班計(jì)，將能節(jié)省190萬余元燃料費(fèi)，能夠有效降低生產(chǎn)成本。若對(duì)主、副機(jī)暖缸系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)增加電加熱裝置，在船舶靠碼頭期間停用鍋爐，則經(jīng)濟(jì)效益還將增加。

3.3隱性效益

船舶靠碼頭接岸電后可以減少輔機(jī)等設(shè)備的工作時(shí)間，還可以節(jié)約船舶設(shè)備的部分修理和備件費(fèi)用。

4.方案介紹

目前在國(guó)內(nèi)、外普遍采用的岸電供電方式有2種，有高壓和低壓供電兩種方式

4.1高壓供電

高壓供電有如下特點(diǎn)：

a.電源容量大：一根電纜、高壓上船。比起常規(guī)的船舶供電，高壓電源所提供的供電容量大，可供船舶在靠港期間的常規(guī)作業(yè)用電。

b.連接便捷化：一個(gè)接口、操作簡(jiǎn)便。操作員只需將一個(gè)插頭從船上放下，接至碼頭高壓接線箱插座內(nèi)，即可完成船岸對(duì)接。

c.操作自動(dòng)化：一鍵操作、不間斷供電。船上僅需一鍵操作就能實(shí)現(xiàn)船岸自動(dòng)并網(wǎng)、自動(dòng)負(fù)載轉(zhuǎn)移、自動(dòng)切斷發(fā)電機(jī)供電。

4.2低壓供電

低壓供電的特點(diǎn)：

a.電源容量相對(duì)較?。盒枰辽?根最多9根電纜上船，以保證船舶正常作業(yè)需要。

b.連接操作比較麻煩：需要至少連接3根以上電纜。

c.能實(shí)現(xiàn)一鍵操作、船舶不間斷供電。

上述高壓、低壓兩種岸電供電方式比較，可以看到高壓供電方便、簡(jiǎn)單可靠，有交通部發(fā)布的碼頭船舶岸電實(shí)施建設(shè)技術(shù)規(guī)范可依據(jù)，且已經(jīng)通過了相關(guān)CCS和KR船級(jí)社的認(rèn)證。低壓供電系統(tǒng)目前還沒有相關(guān)的技術(shù)規(guī)范和船級(jí)社認(rèn)證資料可參考和依據(jù)。

高壓供電碼頭和船舶的初投資比較大，經(jīng)測(cè)算碼頭方面投資約為400.0萬元人民幣，船舶相應(yīng)改造和添加設(shè)備投資約為150.0萬元人民幣。

低壓供電碼頭和船舶的初投資相對(duì)較少，經(jīng)估計(jì)碼頭方投資約250.0萬元人民幣，每艏船舶改造和加裝設(shè)備投資約60.0萬元人民幣。

5.結(jié)論

使用高壓供電系統(tǒng)，5-10萬噸級(jí)船舶可在4-5年內(nèi)可以收回投資。鑒于船舶使用高壓岸電供電系統(tǒng)已有技術(shù)規(guī)范和相關(guān)船級(jí)社的認(rèn)證可依據(jù)，及電廠現(xiàn)有高壓電的有利條件，建議船舶使用高壓岸電系統(tǒng)。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

[1]碼頭船舶岸電實(shí)施建設(shè)技術(shù)規(guī)范.

[2]船舶高壓岸電系統(tǒng)檢驗(yàn)指南.