电动船刮起“绿色旋风”

近日，由中国长江电力股份有限公司与湖北宜昌交运集团股份有限公司共同投资研发的100m新能源纯电动游轮于宜昌鑫汇船厂正式开工建造。据悉，该游轮由中国船舶集团汾西重工下属企业无锡赛思亿电气科技有限公司提供整个动力系统的集成、设计及生产任务。

游轮建成后可容纳1300客位，配备了7.5MWh船用动力电池容量，是目前设计建造的动力电池容量最大、智能化先进的新能源纯电动船舶。 船长100米，型宽15.8米，型深4米，主要用于两坝一峡、宜昌长江夜游、三峡升船机等旅游航线，为旅客提供休闲娱乐、旅游观光服务，具备会议、接待、婚宴、表演等活动功能。

眼下，新能源汽车市场交战正酣，而一些先知先觉的电池企业已经开始瞄准前景广阔的电动船舶市场。

船舶电动化大趋势来临

日前，国内首艘纯电动港作拖轮在连云港正式开工建造。

在主动力系统上，该船采用了亿纬锂能的磷酸铁锂动力电池组替代常规柴油机组作为主推进动力，整船设计多组电池组互为备用，安全系数高，更是解决了传统柴油机推进的油污染和碳排放问题。在充电模式和装置上，该船可以采用快充和慢充两种模式，快充2小时可充满，慢充6-8小时充满。

据悉，按照当前在港拖轮的平均利用率、油耗等方面进行测算，虽然纯电动拖轮造价要高于常规柴油拖轮，但每年可以节约能源消耗300吨左右。若从全生命周期效益分析，当纯电动拖轮使用寿命达到30年时，基本可节省一条常规拖轮的造价，经济性十分可观。而纯电动拖轮的使用，每年每艘将可减排约900吨碳氧化物、12吨硫化物，相当于300多辆小汽车的减排量，环保效益巨大。

无独有偶。前不久，福建省首艘电动高端内河游船“闽江之星”在福州台江码头成功首航。该船动力电池系统采用宁德时代大容量高安全磷酸铁锂电芯，配备936kWh电量，以13km/h的速度航行，可持续运行8小时。

据了解，这套动力电池系统满足中国船级社最新、最严苛的规范标准，每颗电芯都设有两个独立的温度传感器，能够实时、精确监测电芯状态，有效保障船舶安全。据估算，采用“闽江之星”电动游船替代传统游船，每年将可以实现一氧化碳减排约1.5吨、氮氧化物减排约1.7吨。

“目前，99%以上水运船舶采用柴油作为推进系统动力，混合动力和纯电动船迎来巨大发展机遇。”在中国·湖北绿色新能源船舶行业发展研讨会上，中国船级社武汉分社副总经理唐健表示，大力发展绿色航运，不仅能降低综合成本，对经济发展也具有重要现实意义。

近年来，全球交通领域新能源转型已是大势所趋，航运业正逐步将绿色发展指向电动船舶。传统的装配柴油机动力系统的船舶技术等级低，航行和进港过程产生大量的油污水和有害气体及颗粒物，且噪音污染严重，对水域生态环境造成严重影响。因此，具有能耗低、零排放、低噪音、无污染的电动船舶是实现节能减排和船舶系统转型升级的重要路径。

根据国际海事组织环境规则，2020年起，船用燃料含硫量在公海需低于0.5%，近海区需低于0.1%。各国与船舶大气污染有关的环保法律、法规都在密集出台，很多国家港口已实施严格的船舶排放标准，倒逼船舶制造转型。

自2015年起，我国研制的500吨级、2000吨级纯电动货运船成功运行在长江、珠江水域，填补了世界同吨位内河纯电动散货船的空白，标志着我国内河水运开启了电力驱动的新时代，成为业界绿色水运转型的典范。2017年11月，全球首艘2000吨级纯电动散货船在广州龙穴造船基地吊装下水，填补了世界同吨位级内河双电驱动散货船的市场空白。

2018年12月，全国首条京杭运河千吨级纯电动运输船舶合作协议在江苏常州签署。在该项目中，作为电动货船核心部件的动力系统采用具有高比功率的超级电容和高比能量的动力锂电池相组合进行供电，通过了国家发改委、工信部、中国船级社CCS等权威认证。

为推广纯电动船舶，国家有关部门正完善船舶检验法规和建造规范、加快推进船舶岸电受电设施改造、船舶使用岸电激励机制等。

磷酸铁锂是现阶段首选

得益于动力电池技术的提升，以及成本持续的下降，为推动船舶领域绿色发展，近年来船舶电动化趋势渐升，锂电池开始在船舶上得到大力推广应用。

“磷酸铁锂电池以其高安全性、长寿命、低成本、性能均衡等多方优势成为现阶段船舶动力电池的最优选择。”宁德时代副总裁吴凯表示。基于安全性和经济性，近年磷酸铁锂动力电池及BMS电池管理系统发展迅速，充放电倍率的提高使船舶启动加速及动力操控性更好，已经具备了在船舶上推广应用的技术条件。事实上，今年磷酸铁锂头部企业如宁德时代、国轩高科、亿纬锂能等都已在船舶领域有所建树，且在今年的表现也可圈可点。

今年3月，国轩高科控股子公司上海国轩舞洋船舶科技有限公司获首批3船套船舶动力锂电池系统订单，这也是国轩高科进军船舶动力锂电池市场以来获得的首批系统订单。据国轩高科介绍，该船舶配套电池也均为磷酸铁锂电池。

今年4月，我国自主设计建造的首艘海上危险品应急指挥船“深海01”轮在广州顺利下水，这是国内首艘使用锂电池作为混合推进动力的海上公务船。“深海01”所搭载的电池系统由宁德时代提供，共搭载1.5MWh容量的磷酸铁锂电池。此次“深海01”下水也标志着宁德时代首套海洋船舶动力电池系统成功下线并应用。

今年6月，国内首艘大型纯电动商旅客船“君旅号”在武汉投入运营。“君旅号”采用“全锂电池动力+ 吊舱推进器”的动力系统，船上安装有重达25吨的大容量锂电池组，整船电池容量为2.28MWh，相当于50辆电动汽车的电池容量。该船采用亿纬锂能配套的磷酸铁锂电池，相比同尺度燃油动力船舶每年可省油近百吨，无碳、硫等废弃污染物排放。

宁德时代表示，未来两年船舶用磷酸铁锂电池需求会有高速增长，但未来5年相对来说整体还是内河、湖泊、近海用船的细分市场为主。

据了解，目前国内诸多船用电池厂家的磷酸铁锂动力电池产品已通过实验测试，获得了中国船级社认可证书。目前用于电动船舶的磷酸铁锂电池，单体能量密度可达160Wh/kg。而且，磷酸铁锂电芯价格已经下降至0.6元/Wh，在船舶应用领域已具备经济性。不过，虽然船舶用磷酸铁锂电芯与新能源车用磷酸铁锂电芯几无差别，但是船舶锂电池系统要求较高，对安全、消防系统要求都比车用高。

根据国际市场研究机构发布的《2015—2024全球电动船舶、小型潜艇及自动水下船舶的市场报告》预测：由于良好性能、可承担成本、法律禁令等因素，电动船市场正迎来快速增长，到2024年全球电动船舶市场的规模将达到73亿美元，市场前景非常广阔。船舶电动化带来的锂电池需求将快速增长，业内预计，到2025年的电池需求将超过6GWh。

仍有障碍需突破

值得注意的是，尽管电动船舶市场潜力巨大，但是电动船舶产业和市场仍处于起步阶段，当前电动船舶大规模推广应用仍受制于相关标准缺失、充电设施不完善、电网供电能力有限及商业模式不清晰等问题；仍需要业界广大从业者不断努力。

近年来电动船舶无轴轮缘推进技术、船舶电力系统组网技术、以及船舶电力推进直流组网技术、大功率电力并网技术等关键技术相继获得了突破。但在锚地跨船供电技术方面仍面临安全挑战，江中抛锚自泊船舶电力供应技术也需攻克，电动船舶与岸电间的充电连接也比较费时费力。

政策层面，国家支持产业发展，但初期经济性不足。政策层面对船舶电动化给予了大力支持，尤其是在岸电建设方面。2018年，交通运输部发文要求加快研究纯电动货船，实现电动货船靠泊接用岸电并进行充电，提出到2020年底前实现全国主要港口50%以上已建的集装箱、客滚、邮轮、3千吨级以上客运和5万吨级以上干散货专业化泊位具备向船舶供应岸电能力的目标。

但到目前为止，船舶电动化仍存在经济性不足。一方面是因为电动船舶建造成本高，受动力电池成本影响，纯电动船在造船初期比传统燃油船的投资高20%—30%，另外锂电池寿命一般为10年，而船舶寿命周期为30年，期间更换电池成本比较高；另一方面电动船舶运营成本尚未降低，岸电电价优势不明显，港口电价约为1.0—1.7元，而提供相同电能所耗费的燃油成本也基本在这个范围，降低了电动船舶的应用动力。

从市场来看，市场已开始萌芽，但商业模式尚不清晰。据统计，截止到2019年5月份，全球运营中和拟建造电动船舶数量为155艘，包括营运中的船舶有75艘，拟建造船舶80艘，近两年将迎来交付爆发期。

欧洲是电动船舶的主要市场，挪威、土耳其是欧洲最大的建造和运营市场，船型以5000吨以下中小型车客渡船为主，但应用范围目前已经拓展到3万总吨的邮轮上。

国内市场来看，我国已建造的内河电动船舶20余艘。自2015年起，我国研制的500吨级、2000吨级纯电动运货船成功运行在长江、珠江水域，填补了世界同吨位内河纯电动散货船的空白，标志着我国内河水运开启了电力驱动的新时代，成为业界绿色水运转型的典范。

2018年以来，京杭大运河首条千吨级纯电动运输船项目、50米纯电池动力客船设计项目等纷纷开建。目前电动船舶商业模式尚不成熟，多采用裸船销售/电池租赁的运营模式，这缓解了部分整船销售的高成本问题，但提供船舶动力电池技术和电池租赁的企业较少，尚未形成规模，另外电动船舶产业发展缺乏成熟的运维、管理、服务模式。

管理层面，相关企业开始布局，但管理体系亟需跟上。近年来，上海瑞华、中船重工等造船企业纷纷开始设计制造电动船舶，宁德时代、比亚迪、亿纬锂能等动力电池企业也纷纷布局电动船舶领域，在船舶动力电池技术产品开发、标准制定、产业化布局等方面进行了实质性探索，荷兰储能和电池公司LithiumWerks也将在浙江投资建设锂电工厂。目前来看，统筹推进电动船舶方面的顶层设计不够，船舶制造商与动力电池核心部件企业、港口岸电运营企业等缺乏联动；标准体系不完善，电动船舶技术标准体系尚未建立，船舶与岸电互联互通的标准不完善，船岸通信接口标准不一致，纯电动船舶的充电设备仍是“一船一策”；推动电动船舶产业发展的法规制度缺失，造成电动船舶发展无法可依。

（综合新华网、中国电子信息产业发展研究院、电池中国）