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零排放目標的船舶。

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

　　電動船是發展趨勢

　　2018年7月，國務院印發《打贏藍天保衛戰三年行動計劃》，提出調整擴大船舶排放控制區范圍、推動內河船舶改造、推動靠港船舶使用岸電、加快油品質量升級等；隨后，交通運輸部發布的《船舶排放控制區調整方案》提出，自2020年1月1日起，船舶在沿海控制區內航行應使用硫含量不大于0.5%的船用燃油，靠岸停泊期間不大于0.1%，內河控制區應按照《大氣污染防治法》要求使用合規燃油，船舶可采用尾氣后處理、清潔能源、岸電等替代措施。環保政策的密集出臺帶給航運業不小的減排壓力，船舶減排使內河船舶制造向綠色轉型。

　　眼下，船舶對環保要求的提升讓電動船舶的發展勢頭更加強勁。中國船級社（CCS）武漢規范研究所專家黃朝霞博士接受記者采訪時表示，“繼國家發布實施'雙碳'政策后，業界普遍認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，其中大部分是以內河旅游觀光船為主。”

　　據悉，目前內河電池動力應用船型有客船、渡船、公務船、干散貨船等，電動船舶已然成為內河航運的“綠色風潮”。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域的空白……此外，純電動的打撈船、拖輪、執法船等也迅速投用于水上交通領域，為水上交通綠色發展提供強勁動能。

　　“降低船舶能耗、減少環境污染，提高航運能力成為了內河航運領域的發展趨勢。”在第五屆中國船電技術峰會--內河純電動船舶技術發展與應用高峰論壇上，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，是未來內河船舶行業發展的重點。未來船舶電動化的發展和普及呈現“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的前沿發展之一，其優勢十分明顯。首先，電動船舶節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%以上的能效轉換率；其次，與柴油動力系統燃油成本較高且排放污染問題嚴重等情況相比，投用電動船舶可大幅度節省燃油消耗，純電動船舶還具備低噪音、高舒適度等特點，對內河生態建設發展大有裨益。

　　當前，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方面的限制，目前電池動力船的應用基本集中在中短途的內河水域和近海港口，因電池能量密度有限，船舶儲存空間有限引發的“續航焦慮”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并沒有實現規模化運用，依舊存在覆蓋面不夠廣、儲能容量不足和設備不兼容等問題。

　　另一方面，電動船舶的電池系統未做到本質安全。黃朝霞表示，目前電動船面臨的最關鍵問題是關于鋰電子熱失控的安全風險。“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，逃生環境相比電動汽車更加惡劣。”電池系統作為船舶動力的唯一能量源，一旦出現問題全船將失去電力和動力，后果不堪設想，由此可知，電池動力系統直接決定并影響了船舶航行的安全性。

　　除了船舶技術和安全方面的限制，電動船舶的成本造價和產業鏈的優化完善也是制約著電動船舶普及發展的重要因素。黃朝霞認為，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勢，但是前期所需的資金投入會給船東們帶來不小的經濟壓力。

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

　　需多方面協同發展

　　如今，船舶電動化風潮“水漲船高”，電動船舶的產量迅速增長，未來市場規模將逐步壯大。但目前電動船舶的發展依舊處于起步階段，船舶電動化的大規模推廣依舊受制于技術、基礎設施、企業模式等各種因素，作為未來節能減排和綠色轉型的船舶新星，接下來電動船舶行業該如何發展？對此，黃朝霞建議從三個方面穩步推進。

　　首先，需要國家層面政策法規的支持。“電動船舶發展應該遵循'自上而下'的規律，關于政策、船舶規范方面的制定是影響發展的絕對因素。產業發展需要國家的統籌布局和資金扶持，相應的政策支持更能推進電動船舶的發展進度；同時有關部門對船舶配套電池的標準化制定、船舶檢驗法規和建造規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的創新發展。CCS《航運低碳發展展望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、安全穩定性強、循環性能更好的優勢。對于船舶而言，安全性能的優先度高于續航里程，現階段磷酸鐵鋰電池更符合船舶安全發展的需要。同時，黃朝霞表示，“未來，相比傳統鋰電子電池，固態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展的新選擇。鋰電子電池做到本質安全，船舶電動化的普及發展之路才會行穩致遠。”

　　最后，建立全面的監管平臺系統。“考慮在電池應用的壽命期間，能夠合理控制電池帶來的安全風險第一要素就是在前期發展中對電池產品的性能、工藝等方面進行嚴格的把控。此外，對生產電池的企業進行規范和監管同等重要。”黃朝霞指出，目前電動船舶處于發展初期，從一開始就該制定好“行業規則”，維護電動船舶的良好發展環境，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建立一個第三端的船舶監測平臺，可以運用大數據的實時監控對事故提前預測控制，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、有序的方向發展。”(記者 劉知微)

　　 轉自：中國水運報