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今年3月，萬眾矚目的全球最大電池容量純電池動力客船“長江三峽1”在宜昌交付，該船是真正意義上實現(xiàn)零排放目標(biāo)的船舶。

近年來，在全球減碳背景下，航運業(yè)綠色發(fā)展路徑逐漸指向新能源船舶，低碳、零碳排放船舶的發(fā)展已成趨勢。其中電池動力船成為船舶動力行業(yè)的焦點之一。目前內(nèi)河航運已具備電動化的基本條件，但是我國電動船舶發(fā)展仍處于初期階段，諸多瓶頸問題有待解決，船舶電動化的成熟發(fā)展和大規(guī)模普及應(yīng)用還有很長的路要走。

電動船是發(fā)展趨勢

2018年7月，國務(wù)院印發(fā)《打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃》，提出調(diào)整擴大船舶排放控制區(qū)范圍、推動內(nèi)河船舶改造、推動靠港船舶使用岸電、加快油品質(zhì)量升級等；隨后，交通運輸部發(fā)布的《船舶排放控制區(qū)調(diào)整方案》提出，自2020年1月1日起，船舶在沿?？刂茀^(qū)內(nèi)航行應(yīng)使用硫含量不大于0.5%的船用燃油，靠岸停泊期間不大于0.1%，內(nèi)河控制區(qū)應(yīng)按照《大氣污染防治法》要求使用合規(guī)燃油，船舶可采用尾氣后處理、清潔能源、岸電等替代措施。環(huán)保政策的密集出臺帶給航運業(yè)不小的減排壓力，船舶減排使內(nèi)河船舶制造向綠色轉(zhuǎn)型。

眼下，船舶對環(huán)保要求的提升讓電動船舶的發(fā)展勢頭更加強勁。中國船級社（CCS）武漢規(guī)范研究所專家黃朝霞博士接受記者采訪時表示，“繼國家發(fā)布實施‘雙碳’政策后，業(yè)界普遍認(rèn)為零碳排放的純電池動力船舶減碳效果是立竿見影的。截至目前，國內(nèi)的電動船舶已有將近300艘，包括純電池動力船舶250多艘，其中大部分是以內(nèi)河旅游觀光船為主。”

據(jù)悉，目前內(nèi)河電池動力應(yīng)用船型有客船、渡船、公務(wù)船、干散貨船等，電動船舶已然成為內(nèi)河航運的“綠色風(fēng)潮”。2020年，長江首艘千噸級電動貨船“中天電運001”于常州下水，國內(nèi)首艘大型全電動商旅游船“君旅”號穿梭于武漢長江之上；2021年，“金龍魚號”“珠江公主號”“珠江王子號”3艘純電動游船在珠江投入運營；2022年，長江流域最大載重噸位電動貨船“船聯(lián)1號”在南京首航，該船填補了我國大噸位燃油貨船全電改造領(lǐng)域的空白……此外，純電動的打撈船、拖輪、執(zhí)法船等也迅速投用于水上交通領(lǐng)域，為水上交通綠色發(fā)展提供強勁動能。

“降低船舶能耗、減少環(huán)境污染，提高航運能力成為了內(nèi)河航運領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。”在第五屆中國船電技術(shù)峰會——內(nèi)河純電動船舶技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用高峰論壇上，七一二研究所所長桂文彬表示，具有“零噪音、零排放”等特點的純電動船舶，是未來內(nèi)河船舶行業(yè)發(fā)展的重點。未來船舶電動化的發(fā)展和普及呈現(xiàn)“勢在必行”的趨勢。

攻克難題任重道遠

電動船舶作為船舶行業(yè)的前沿發(fā)展之一，其優(yōu)勢十分明顯。首先，電動船舶節(jié)能減排效果出色且具備低能耗的特點，因采用直流推進能效非常高，基本可達到95%以上的能效轉(zhuǎn)換率；其次，與柴油動力系統(tǒng)燃油成本較高且排放污染問題嚴(yán)重等情況相比，投用電動船舶可大幅度節(jié)省燃油消耗，純電動船舶還具備低噪音、高舒適度等特點，對內(nèi)河生態(tài)建設(shè)發(fā)展大有裨益。

當(dāng)前，電動船舶作為零碳排的主流船型依舊具有“雙面性”。一方面，受電池能量密度技術(shù)方面的限制，目前電池動力船的應(yīng)用基本集中在中短途的內(nèi)河水域和近海港口，因電池能量密度有限，船舶儲存空間有限引發(fā)的“續(xù)航焦慮”唯有即時充電才能解決，但目前大部分電動船舶都是自備充電裝置，定航線定碼頭運營，港口提供的岸電系統(tǒng)并沒有實現(xiàn)規(guī)?；\用，依舊存在覆蓋面不夠廣、儲能容量不足和設(shè)備不兼容等問題。

另一方面，電動船舶的電池系統(tǒng)未做到本質(zhì)安全。黃朝霞表示，目前電動船面臨的最關(guān)鍵問題是關(guān)于鋰電子熱失控的安全風(fēng)險。“類比目前多起電動車自燃事故分析來看，鋰離子電池一旦起火，并無有效手段能夠控制火勢蔓延，除了逃生別無選擇。而船舶水上航行，逃生環(huán)境相比電動汽車更加惡劣。”電池系統(tǒng)作為船舶動力的唯一能量源，一旦出現(xiàn)問題全船將失去電力和動力，后果不堪設(shè)想，由此可知，電池動力系統(tǒng)直接決定并影響了船舶航行的安全性。

除了船舶技術(shù)和安全方面的限制，電動船舶的成本造價和產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)化完善也是制約著電動船舶普及發(fā)展的重要因素。黃朝霞認(rèn)為，電動船舶造價成本受動力電池成本影響，鋰電池成本較高，電池壽命一般為5—8年，但船舶壽命周期有30年，期間更換成本較高，雖然從用電角度考慮，后期船舶運營方面有一定的優(yōu)勢，但是前期所需的資金投入會給船東們帶來不小的經(jīng)濟壓力。

此外，電動船舶的配套設(shè)施和產(chǎn)業(yè)鏈還需要更加健全的建設(shè)。“電動船舶相對其他船種來說屬于‘新生一代’，目前還處于發(fā)展初期，其產(chǎn)品配套設(shè)施，包括它的船用、動力產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化制定等都有待開發(fā)，并且還需產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)協(xié)同合作‘鏈’出完整有序的運作線路。與此同時，電動船舶產(chǎn)業(yè)鏈的綠色化發(fā)展同等重要，船舶設(shè)計、生產(chǎn)工藝以及電池回收處置利用全流程綠色發(fā)展都是今后所要達成的目標(biāo)。”黃朝霞說。

需多方面協(xié)同發(fā)展

如今，船舶電動化風(fēng)潮“水漲船高”，電動船舶的產(chǎn)量迅速增長，未來市場規(guī)模將逐步壯大。但目前電動船舶的發(fā)展依舊處于起步階段，船舶電動化的大規(guī)模推廣依舊受制于技術(shù)、基礎(chǔ)設(shè)施、企業(yè)模式等各種因素，作為未來節(jié)能減排和綠色轉(zhuǎn)型的船舶新星，接下來電動船舶行業(yè)該如何發(fā)展？對此，黃朝霞建議從三個方面穩(wěn)步推進。

首先，需要國家層面政策法規(guī)的支持。“電動船舶發(fā)展應(yīng)該遵循‘自上而下’的規(guī)律，關(guān)于政策、船舶規(guī)范方面的制定是影響發(fā)展的絕對因素。產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要國家的統(tǒng)籌布局和資金扶持，相應(yīng)的政策支持更能推進電動船舶的發(fā)展進度；同時有關(guān)部門對船舶配套電池的標(biāo)準(zhǔn)化制定、船舶檢驗法規(guī)和建造規(guī)范等也仍需進一步完善。”黃朝霞說。

其次，鼓勵電動船舶核心技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。CCS《航運低碳發(fā)展展望2021》報告指出，目前鋰離子電池主要有鈷酸鋰電池、三元鋰電池（鎳鈷錳）、錳酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池和鈦酸鋰電池，且不同的鋰離子電池有不同的電池性能。能量密度和安全性是重點關(guān)注的兩方面性能。目前，磷酸鐵鋰電池在實際使用中具有耐高溫、安全穩(wěn)定性強、循環(huán)性能更好的優(yōu)勢。對于船舶而言，安全性能的優(yōu)先度高于續(xù)航里程，現(xiàn)階段磷酸鐵鋰電池更符合船舶安全發(fā)展的需要。同時，黃朝霞表示，“未來，相比傳統(tǒng)鋰電子電池，固態(tài)鋰電池的安全性能更好、能量密度更高，可以成為船舶電池發(fā)展的新選擇。鋰電子電池做到本質(zhì)安全，船舶電動化的普及發(fā)展之路才會行穩(wěn)致遠。”

最后，建立全面的監(jiān)管平臺系統(tǒng)。“考慮在電池應(yīng)用的壽命期間，能夠合理控制電池帶來的安全風(fēng)險第一要素就是在前期發(fā)展中對電池產(chǎn)品的性能、工藝等方面進行嚴(yán)格的把控。此外，對生產(chǎn)電池的企業(yè)進行規(guī)范和監(jiān)管同等重要。”黃朝霞指出，目前電動船舶處于發(fā)展初期，從一開始就該制定好“行業(yè)規(guī)則”，維護電動船舶的良好發(fā)展環(huán)境，那么今后就可以更進一步地確保船舶的安全運營。“此外，我建議電動船舶行業(yè)建立一個第三端的船舶監(jiān)測平臺，可以運用大數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控對事故提前預(yù)測控制，對電池動力船舶進行安全隱患篩查和視情維護等，這樣可以確保電池動力船舶向著比較健康、安全、有序的方向發(fā)展。”

原標(biāo)題：電池動力船掀起“綠色風(fēng)潮”