霍婧
內(nèi)河航運是我國綜合運輸體系中的重要組成部分,具有航道里程長、船舶數(shù)量大、貨運能力強等特點。目前,我國內(nèi)河航運90%以上船舶采用傳統(tǒng)柴油驅(qū)動,對周邊大氣環(huán)境和水域造成了嚴重破壞。近年來,交通領(lǐng)域綠色轉(zhuǎn)型已成趨勢,航運業(yè)正逐步將綠色發(fā)展指向電動船舶,當前我國內(nèi)河航運已具備電動化的基本條件,加速推動內(nèi)河航運船舶電動化改造對于推進內(nèi)河航運綠色轉(zhuǎn)型意義重大。
內(nèi)河航運綠色轉(zhuǎn)型十分緊迫電動船舶是未來發(fā)展方向
內(nèi)河航運污染排放大,加大治理任務(wù)緊迫。內(nèi)河航運在我國經(jīng)濟發(fā)展中扮演著重要的角色,主要以長江、珠江、京杭運河、淮河等為主。2018年,內(nèi)河航道通航里程達到12.71萬公里,運輸船舶數(shù)量約12.43萬艘,凈載重量約1.3億噸,載客量約71.59萬客位,集裝箱箱位約33.81萬TEU。傳統(tǒng)內(nèi)河船舶使用柴油發(fā)動機驅(qū)動,航行和進港過程產(chǎn)生大量的油污水和有害尾氣,尾氣中含有煙塵、氮氧化物、硫氧化物等有害物質(zhì),隨著內(nèi)河運輸需求的不斷增加,污染排放物也在逐年上升。航運污染已成為繼機動車尾氣污染、工業(yè)企業(yè)排放之后第三大大氣污染源,近年來工業(yè)源和機動車輛排放得到了深入治理,這使船舶排放的影響進一步凸顯。
節(jié)能減排政策倒逼內(nèi)河航運船舶綠色轉(zhuǎn)型。根據(jù)國際海事組織環(huán)境規(guī)則,2020年起,船用燃料含硫量在公海需低于0.5%,近海區(qū)需低于0.1%。各國與船舶大氣污染有關(guān)的環(huán)保法律、法規(guī)都在密集出臺,很多國家港口已實施嚴格的船舶排放標準,倒逼船舶制造轉(zhuǎn)型。我國內(nèi)河航運擁有眾多船齡老、船型舊、噸位小的船舶,這些船舶多使用技術(shù)落后的柴油發(fā)動機,甚至使用劣質(zhì)的燃料油。迫于環(huán)保壓力,內(nèi)河航運船舶綠色轉(zhuǎn)型迫在眉睫。
借力電動船舶促內(nèi)河航運綠色轉(zhuǎn)型是未來發(fā)展方向。近年來,我國在船用燃料市場大力推動液化天然氣動力船,但有專家預(yù)測,2025年前將面臨燃料緊缺、成本上漲等問題。電動船舶具有綠色環(huán)保優(yōu)點,可以實現(xiàn)零排放,同時兼具安全便利、推進效率高、使用成本低等優(yōu)勢,且不會出現(xiàn)柴油泄漏等問題,是內(nèi)河航運綠色轉(zhuǎn)型的有效選擇。近年來,我國純電動船舶不斷提高自主研發(fā)能力,突破多項關(guān)鍵技術(shù),達到世界先進水平,在客船、渡船、公務(wù)船和散貨船等船型均有示范應(yīng)用,并取得較好的示范效果。目前,我國約10%的內(nèi)河船舶需要淘汰,若全部更新為電動船舶,將有1萬艘左右的市場需求,替換市場前景可期。
航運初步具備電動化條件但四大障礙需突破
核心技術(shù)獲得突破,但仍需持續(xù)改進。電池層面,動力電池是電動船舶核心部件,磷酸鐵鋰電池以其高安全性、長壽命、低成本、性能均衡等多方面優(yōu)勢,成為現(xiàn)階段船舶動力電池的最優(yōu)選擇,目前諸多船用電池廠家的磷酸鐵鋰動力電池產(chǎn)品已通過實驗測試,獲得了中國船級社認可證書,已經(jīng)具備了進行實船推廣應(yīng)用的技術(shù)條件。但與電動車電池類似,電動船舶續(xù)航里程、充電速度等仍需持續(xù)改進。技術(shù)層面,近年來,電動船舶無軸輪緣推進技術(shù),船舶電力系統(tǒng)組網(wǎng)技術(shù),以及船舶電力推進直流組網(wǎng)技術(shù),大功率電力并網(wǎng)技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)相繼獲得了突破。但在錨地跨船供電技術(shù)方面仍面臨安全挑戰(zhàn),江中拋錨自泊船舶電力供應(yīng)技術(shù)也需攻克,電動船舶與岸電間的充電連接也比較費時費力。
國家支持產(chǎn)業(yè)發(fā)展,但初期經(jīng)濟性不足。政策層面對船舶電動化給予了大力支持,尤其是在岸電建設(shè)方面。2018年,交通運輸部提出,到2020年底前實現(xiàn)全國主要港口50%以上已建的集裝箱、客滾、郵輪、3000噸級以上客運和5萬噸級以上干散貨專業(yè)化泊位具備向船舶供應(yīng)岸電能力的目標。據(jù)統(tǒng)計,截至2018年6月底,全國已建成岸電設(shè)備2400余套,覆蓋泊位3200多個,主要港口以及排放控制區(qū)內(nèi)港口岸電設(shè)施覆蓋率達40%。目前來看,船舶電動化仍存在經(jīng)濟性不足。一是建造成本高,受動力電池成本影響,純電動船在建船初期比傳統(tǒng)燃油船的投資高20%~30%,另外鋰電池壽命一般為10年,而船舶壽命周期為30年,期間更換電池成本比較高。二是運營成本尚未降低,岸電電價優(yōu)勢不明顯,港口電價約為1.0~1.7元,而提供相同電能所耗費的燃油成本也基本在這個范圍,降低了電動船舶的應(yīng)用動力。
市場開始萌芽,但商業(yè)模式尚不清晰。統(tǒng)計顯示,截止到2019年5月份,全球運營中和擬建造電動船舶數(shù)量為155艘,包括營運中的船舶有75艘,擬建造船舶80艘,近兩年將迎來交付爆發(fā)期。歐洲是電動船舶的主要市場,挪威、土耳其是歐洲最大的建造和運營市場,船型以5000噸以下中小型車客渡船為主,但應(yīng)用范圍已經(jīng)拓展到3萬總噸的郵輪上。國內(nèi)市場來看,我國已建造的內(nèi)河電動船舶約20余艘,自2015年起,我國研制的500噸級、2000噸級純電動運貨船成功運行在長江、珠江水域,填補了世界同噸位內(nèi)河純電動散貨船的空白,標志著我國內(nèi)河水運開啟了電力驅(qū)動的新時代,成為業(yè)界綠色水運轉(zhuǎn)型的典范。但目前,電動船舶商業(yè)模式尚不成熟,多采用裸船銷售/電池租賃的運營模式,這緩解了部分整船銷售的高成本問題,但提供船舶動力電池技術(shù)和電池租賃的企業(yè)較少,尚未形成規(guī)模。
相關(guān)企業(yè)開始布局,但管理體系亟需跟上。近年來,上海瑞華、中船重工等造船企業(yè)紛紛開始設(shè)計制造電動船舶,動力電池企業(yè)寧德時代、比亞迪、億緯鋰能等紛紛布局電動船舶領(lǐng)域,在船舶動力電池技術(shù)產(chǎn)品開發(fā)、標準制定、產(chǎn)業(yè)化布局等方面進行了實質(zhì)性探索。目前來看,統(tǒng)籌推進電動船舶方面的頂層設(shè)計不夠,船舶制造商與動力電池核心部件企業(yè)、港口岸電運營企業(yè)等缺乏聯(lián)動;標準體系不完善,電動船舶技術(shù)標準體系尚未建立,船舶跟岸電互聯(lián)互通的標準不完善,船岸通信接口標準不一致,純電動船舶的充電設(shè)備仍是“一船一策”;推動電動船舶產(chǎn)業(yè)發(fā)展的法規(guī)制度缺失,造成電動船舶發(fā)展無法可依。
電動化的四大著力點
強化技術(shù)攻關(guān),持續(xù)提升性能。一是繼續(xù)提高動力電池性能,提升船用磷酸鐵鋰電池安全性、可靠性,攻破高續(xù)航能力、長壽命等難題;鼓勵多種鋰離子電池技術(shù)并存,研發(fā)磷酸鐵鋰、三元鋰、碳酸鋰、鎳酸鋰等多種類型鋰離子電池在船舶動力系統(tǒng)的應(yīng)用,優(yōu)先發(fā)展經(jīng)濟型的混合電推系統(tǒng),以加速形成電動船舶市場規(guī)模;二是加大產(chǎn)學(xué)研合作,深入研發(fā)大容量電動船舶設(shè)計、岸電接駁及快速充電系統(tǒng)成套技術(shù);三是研究錨地跨船安全供電技術(shù)和江中拋錨自泊船舶電力供應(yīng)技術(shù),有條件的情況下研究電動船舶無線充電技術(shù)。
國家大力支持,完善配套設(shè)施建設(shè)。一是充分運用財政、稅收、環(huán)保政策引導(dǎo)和扶持電動船舶產(chǎn)業(yè),鼓勵航運界積極采用純電動推進系統(tǒng)。二是實施補貼政策,電動船舶推進初期可以參照電動汽車的模式進行財政補貼,如建造補貼、行駛里程補貼、碳排放交易補貼等,另外實施岸電建設(shè)補貼和充電補貼以降低岸電建造成本和使用價格。三是完善配套設(shè)施建設(shè),推動水上服務(wù)區(qū)優(yōu)先規(guī)劃建設(shè)充、換電站,制定優(yōu)惠政策吸引第三方投資主體參與換電站的投資建設(shè)。四是推動電力供應(yīng)商研發(fā)更新更好的輸電網(wǎng)絡(luò)和技術(shù),以解決電動船舶發(fā)展帶來的用電需求問題。
開展試點示范,探索商業(yè)模式。劃定特殊水源保護水域(航區(qū))只能運營純電池推進船舶,選擇重點水域、重點船型開展試點示范,包括長江、珠江等內(nèi)河貨船保有量大的水域;上海、廣州兩大城市渡船、觀光船保有量大的地區(qū);港口拖輪等開展電動化試點示范;推動中船重工等國有企業(yè)優(yōu)先發(fā)展純電動船舶引領(lǐng)船舶制造業(yè)轉(zhuǎn)型。通過實體工程的運作吸引更多投資主體,逐步探索電動船舶及岸電設(shè)施運營的商業(yè)模式,推動船舶動力電池租賃產(chǎn)業(yè)發(fā)展,探索除電池租賃模式以外的適合電動船舶產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的整船/融資租賃模式,通過“互聯(lián)網(wǎng)+”模式構(gòu)建成熟的運維、管理、服務(wù)模式。
完善管理體系,建立標準法規(guī)。一是加強頂層設(shè)計,國家制定統(tǒng)籌推動電動船舶創(chuàng)新發(fā)展的指導(dǎo)意見,凝聚船舶制造骨干企業(yè)、港口岸電運營企業(yè)、信息通信領(lǐng)軍企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)龍頭企業(yè)、重點科研單位和高等院校、金融機構(gòu)等多方力量,共同組建電動船舶創(chuàng)新發(fā)展平臺,形成發(fā)展合力,共同推動電動船舶產(chǎn)業(yè)發(fā)展。二是完善法律法規(guī)、產(chǎn)品監(jiān)管和信息安全體系框架,保證電動船舶新產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)安全。三是借鑒國際海事組織和國際船級社協(xié)會等相關(guān)國際組織的技術(shù)發(fā)展趨勢,制定符合我國電動船舶產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)標準體系,在電動船舶的總體性、安全性、經(jīng)濟性、續(xù)航性、產(chǎn)業(yè)鏈完整性等方面設(shè)立門檻,推動形成統(tǒng)一的充電標準、通信標準、電池標準等技術(shù)標準體系,完善岸電接口及設(shè)施檢驗等標準規(guī)范的建立。