在新能源汽車市場交戰(zhàn)正酣之際,一些先知先覺的電池企業(yè)已經(jīng)開始瞄準(zhǔn)前景廣闊的電動船舶市場。
近日,國內(nèi)首艘純電動港作拖輪在連云港正式開工建造。在主動力系統(tǒng)上,該船采用了億緯鋰能的磷酸鐵鋰動力電池組替代常規(guī)柴油機(jī)組作為主推進(jìn)動力,整船設(shè)計(jì)多組電池組互為備用,安全系數(shù)高,更是解決了傳統(tǒng)柴油機(jī)推進(jìn)的油污染和碳排放問題。在充電模式和裝置上,該船可以采用快充和慢充兩種模式,快充2小時(shí)可充滿,慢充6-8小時(shí)充滿。
據(jù)悉,按照當(dāng)前在港拖輪的平均利用率、油耗等方面進(jìn)行測算,雖然純電動拖輪造價(jià)要高于常規(guī)柴油拖輪,但每年可以節(jié)約能源消耗300噸左右。若從全生命周期效益分析,當(dāng)純電動拖輪使用壽命達(dá)到30年時(shí),基本可節(jié)省一條常規(guī)拖輪的造價(jià),經(jīng)濟(jì)性十分可觀。而純電動拖輪的使用,每年每艘將可減排約900噸碳氧化物、12噸硫化物,相當(dāng)于300多輛小汽車的減排量,環(huán)保效益巨大。
無獨(dú)有偶。前不久,福建省首艘電動高端內(nèi)河游船“閩江之星”在福州臺江碼頭成功首航。該船動力電池系統(tǒng)采用寧德時(shí)代大容量高安全磷酸鐵鋰電芯,配備936kWh電量,以13km/h的速度航行,可持續(xù)運(yùn)行8小時(shí)。
據(jù)了解,這套動力電池系統(tǒng)滿足中國船級社最新、最嚴(yán)苛的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),每顆電芯都設(shè)有兩個(gè)獨(dú)立的溫度傳感器,能夠?qū)崟r(shí)、精確監(jiān)測電芯狀態(tài),有效保障船舶安全。據(jù)估算,采用“閩江之星”電動游船替代傳統(tǒng)游船,每年將可以實(shí)現(xiàn)一氧化碳減排約1.5噸、氮氧化物減排約1.7噸。
“目前,99%以上水運(yùn)船舶采用柴油作為推進(jìn)系統(tǒng)動力,混合動力和純電動船迎來巨大發(fā)展機(jī)遇。”在中國·湖北綠色新能源船舶行業(yè)發(fā)展研討會上,中國船級社武漢分社副總經(jīng)理唐健表示,大力發(fā)展綠色航運(yùn),不僅能降低綜合成本,對經(jīng)濟(jì)發(fā)展也具有重要現(xiàn)實(shí)意義。
船舶電動化大趨勢
近年來,全球交通領(lǐng)域新能源轉(zhuǎn)型已是大勢所趨,航運(yùn)業(yè)正逐步將綠色發(fā)展指向電動船舶。傳統(tǒng)的裝配柴油機(jī)動力系統(tǒng)的船舶技術(shù)等級低,航行和進(jìn)港過程產(chǎn)生大量的油污水和有害氣體及顆粒物,且噪音污染嚴(yán)重,對水域生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。因此,具有能耗低、零排放、低噪音、無污染的電動船舶是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和船舶系統(tǒng)轉(zhuǎn)型升級的重要路徑。
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(shí)施嚴(yán)格的船舶排放標(biāo)準(zhǔn),倒逼船舶制造轉(zhuǎn)型。
自2015年起,我國研制的500噸級、2000噸級純電動貨運(yùn)船成功運(yùn)行在長江、珠江水域,填補(bǔ)了世界同噸位內(nèi)河純電動散貨船的空白,標(biāo)志著我國內(nèi)河水運(yùn)開啟了電力驅(qū)動的新時(shí)代,成為業(yè)界綠色水運(yùn)轉(zhuǎn)型的典范。2017年11月,全球首艘2000噸級純電動散貨船在廣州龍穴造船基地吊裝下水,填補(bǔ)了世界同噸位級內(nèi)河雙電驅(qū)動散貨船的市場空白。
2018年12月,全國首條京杭運(yùn)河千噸級純電動運(yùn)輸船舶合作協(xié)議在江蘇常州簽署。在該項(xiàng)目中,作為電動貨船核心部件的動力系統(tǒng)采用具有高比功率的超級電容和高比能量的動力鋰電池相組合進(jìn)行供電,通過了國家發(fā)改委、工信部、中國船級社CCS等權(quán)威認(rèn)證。
為推廣純電動船舶,國家有關(guān)部門正完善船舶檢驗(yàn)法規(guī)和建造規(guī)范、加快推進(jìn)船舶岸電受電設(shè)施改造、船舶使用岸電激勵機(jī)制等。其中中國船級社已建立涵蓋LNG(液化天然氣)運(yùn)輸、加注、利用各環(huán)節(jié)的LN***上應(yīng)用規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)體系。
磷酸鐵鋰是最佳選擇
“磷酸鐵鋰電池以其高安全性、長壽命、低成本、性能均衡等多方優(yōu)勢成為現(xiàn)階段船舶動力電池的最優(yōu)選擇。”寧德時(shí)代副總裁吳凱表示?;诎踩院徒?jīng)濟(jì)性,近年磷酸鐵鋰動力電池及BMS電池管理系統(tǒng)發(fā)展迅速,充放電倍率的提高使船舶啟動加速及動力操控性更好,已經(jīng)具備了在船舶上推廣應(yīng)用的技術(shù)條件。
據(jù)了解,目前國內(nèi)諸多船用電池廠家的磷酸鐵鋰動力電池產(chǎn)品已通過實(shí)驗(yàn)測試,獲得了中國船級社認(rèn)可證書。目前用于電動船舶的磷酸鐵鋰電池,單體能量密度可達(dá)160Wh/kg。而且,磷酸鐵鋰電芯價(jià)格已經(jīng)下降至0.6元/Wh,在船舶應(yīng)用領(lǐng)域已具備經(jīng)濟(jì)性。不過,雖然船舶用磷酸鐵鋰電芯與新能源車用磷酸鐵鋰電芯幾無差別,但是船舶鋰電池系統(tǒng)要求較高,對安全、消防系統(tǒng)要求都比車用高。
根據(jù)國際市場研究機(jī)構(gòu)發(fā)布的《2015—2024全球電動船舶、小型潛艇及自動水下船舶的市場報(bào)告》預(yù)測:由于良好性能、可承擔(dān)成本、法律禁令等因素,電動船市場正迎來快速增長,到2024年全球電動船舶市場的規(guī)模將達(dá)到73億美元,市場前景非常廣闊。船舶電動化帶來的鋰電池需求將快速增長,業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì),到2025年的電池需求將超過6GWh。
不過,值得注意的是,盡管電動船舶市場潛力巨大,但是電動船舶產(chǎn)業(yè)和市場仍處于起步階段,當(dāng)前電動船舶大規(guī)模推廣應(yīng)用仍受制于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)缺失、充電設(shè)施不完善、電網(wǎng)供電能力有限及商業(yè)模式不清晰等問題;仍需要業(yè)界廣大從業(yè)者不斷努力。