陆地上汽车可以用电,江河湖海上船舶也可以用电,它的名字叫“岸电”,它的充电桩什么样,怎么充电,有什么效用以及我国的建设情况,本文接下来为您揭秘。
一、什么是岸电
岸电
用岸基电源替代柴油机发电,直接对邮轮、货轮、集装箱船、维修船舶等供电。
船舶自身是有一套发电系统的,
为什么要使用岸电呢?
在传统的模式中,轮船停港靠岸后,为保证船舶的基本运行和装卸货物的顺利,轮船引擎并不会熄灭。随着大功率辅助柴油机的轰鸣,大量的一氧化碳、二氧化碳、硫氧化物、氮氧化物以及可吸入颗粒物等被排放到港口的空气中,造成了港口空气的严重污染。
据统计,船舶靠港停泊期间由其辅助发电机所产生的碳排量占港口总排碳量的40%至70%,是影响港口及所在城市空气质量的重要因素。
绝大部分远洋船主要使用燃料油(也称为渣油或重油)来提供动力、供热和电力,其含硫量是车用柴油的100-3500倍。一艘中型到大型集装箱船使用含硫量为35,000ppm(3.5%)的船用燃料油,其一天排放的PM2.5总量最多相当于我国50万辆国IV货车同一天的排放量。(数据来源于《船舶与港口空气污染防治白皮书》)
在造成空气污染的同时,轰鸣的马达给港口地区同时带来巨大噪音。
如何解决?
01、将船用燃料油转换成低硫燃油
美国加州和欧盟均执行了严格的泊岸换油的规定,强制要求远洋船停靠码头时使用的燃油含硫量不得超过1,000 ppm(0.1%)。在我国,香港已实施泊岸时转用低硫油的激励计划,深圳也公布了类似的方案,但其他港口城市尚未出台此类政策。
02、岸电
船舶岸电系统(AMP)也称为“冷铁”系统,船舶停靠在码头的时候,停止使用船舶上的自备辅助发电机,转而使用陆地电源向主要船载系统(泵组、通风、照明、通讯等设施)供电。
岸电就是个充电插板?
哪有这么简单!
岸电,主要由岸基供电系统、船岸连接系统和船载受电系统构成。
安装岸电需要跨越的技术障碍
01、港区变电站容量
对新建码头、待建码头而言,功率裕量较大,完全能满足船舶对岸电的需求,可以不考虑功率增容问题;但对于老码头,功率裕量较小,必须对港区码头的降压变电站进行增容扩建。
02、港区和船舶采用电制的差异
我国港区陆地电力大都采用三相四线380V/50Hz的交流电;而靠港船舶由于来自不同的国家,船舶电制存在差异,多以三相三线440V/60Hz交流电制为主,这势必会造成港区的电制和船舶的电制不一致。
03、低压电力输送存在的缺陷
目前,岸电多采用低压440V供电。而对大型船舶来说,由于船上各种电气设备负荷很大,若采用低压供电,在输送功率一定的情况下,流过电缆的电流较大,要求码头提供多根电缆对大型船舶输送岸电。电缆拖接困难、工作强度大,且过长的低压电缆导致电力损失大。
04、船电与岸电连接的接口问题
不同的船舶和不同的港口可能配备不同的连接接口,如果没有统一的接口标准,势必给靠港船舶使用岸电的连接工作造成困难,降低工作效率。
05、其他问题
除了上述主要技术问题外,还存在其它的技术问题,诸如船电与岸电连接时的安全问题、相序问题、船电对岸电网络的干扰等。
同时,船舶的岸电设备改造工作必须与港口电源系统的建设同步进行,才能令岸电投入使用。
主要做法
1、采用多制式岸电电源。电源系统可选择输出为400V、440V、(690V、)6.6kV,50/60Hz等多种制式的电制。
2、对于大型船舶,采用高压接入的方式。
3、对港口岸电规范统一技术标准。
在大规模推行港口岸电建设时,既要考虑沿海和内河码头的区别和共通,也要考虑远洋、国内沿海及内河小型船舶的差别。中国港口岸电系统大体分成四类:高压大容量岸电系统、高压岸电系统、低压岸电系统、低压小容量岸电系统。
二、岸电的建设发展进程
国外的岸电技术起步早,发展相对于成熟,早在2000年,瑞典在哥德堡港渡船码头安装了高压岸电系统,开创了港口岸电建设的先河。而后美国、瑞典、加拿大以及欧洲一些国家的主要港口也开始利用岸电为各类船舶供电。
我国岸电技术起步稍晚,最开始的应用主要集中在内河的小型船舶岸电供电。2009年,青岛港完成5000t级内贸支线码头的低压岸电建设改造,标志着我国对岸电建设的首次尝试。从“十二五”起,交通运输部就将“推广靠港船舶使用岸电”作为节能减排领域“十大重点工程”之一予以推广应用,我国岸电技术迅速发展。
近年来,随着国家电网有限公司电能替代工作的持续深化,岸电在沿河及沿海地区遍地开花。
港口岸电:守护“一江清水”
推动长江经济带发展是党中央作出的重大决策,是关系国家发展全局的重大战略,长江经济带将成为我国生态优先绿色发展主战场。国家电网有限公司积极服务长江流域生态治理,部署有关单位开展技术研究、试点应用、示范工程建设,今年前三季度共建成长江沿线港口岸电设施166套,并以优质服务守护一江清水向东流,为长江经济带高质量发展助力添彩。
在四川
泸州港是四川的第一大港。一直以来,停靠在泸州港的船只只能依靠柴油驱动。然而柴油作为船只动力的弊端难以避免:气味刺鼻、噪音大且用电成本高。2017年8月,泸州供电公司联合港口方和设备方共同启动港口岸电系统建设。
在重庆
在长江流域重庆段,国网重庆电力全力推进的“四地六点”共12个泊位岸电建设,总投资1476万元。岸电建设有效解决了船舶靠泊期间尾气排放和噪声污染问题。其中朝天门港口的5号、11号码头的岸电设施早已投入使用。
在湖北
湖北省秭归港位于三峡工程坝上库首,是宜昌至重庆水路客运的枢纽港之一。通过10千伏岸基供电电缆收放技术、低压大容量上船技术、游轮并靠岸电供应技术,秭归港突破了高落差、需求大、并靠级联等岸电接入难题。截至目前,投资总金额达2100万元的秭归港共有6条趸船,能够满足12艘大型游轮同时停靠。即便受疫情影响,2020年秭归港接电船舶量仍达到船1782艘次。
在湖南
2020年11月底,随着岳阳城陵矶港岸电项目改造提质工程顺利送电,4台新装的智能岸电桩以及3台升级改良后的岸电桩全部投入使用。据测算,这7套岸电系统静态回收期约为5年。通过全面推广使用港口岸电,城陵矶港船舶每年将节约燃油成本200万元。这也标志着位于长江经济带中游的湖南岳阳段迈出了船舶电能替代的重要步伐。
在江西
在长江中下游交界处,江西瑞昌市的岸电项目也已落地。瑞昌市公用码头岸电项目系统装机容量为2500千伏安,年货运吞吐量达280万吨,共投入182.36万元,是江西省公用码头首个大型岸电项目。
在安徽
在安徽铜陵市,老旧码头的升级改造工作也已完成,总投资约为1.8亿元。
在浙江
位于浙江嘉兴的芦花荡水上服务区属于杭申线航道。一直以来,停靠在水上服务区的船舶都是使用柴油发电。近年来,嘉兴市港航管理局、嘉兴供电公司、国网浙江浙电节能服务有限公司三方决定对该服务区开展内河岸电建设。该项目目前共建有19套集控制、充电桩、计量计费于一体的自助式岸电桩设备,可同时为38条船供电。
在江苏
在江苏江阴市锡澄运河,来来往往的船舶用上了清洁无污染的岸电,这座滨江之城又恢复了“黄田港北水如天,万里风樯看贾船”的模样。
在上海
在长江入海口,位于上海市北部的吴淞口,在明、清时曾是重要的海防与江防要塞。如今,吴淞国际邮轮港是上海建设国际航运中心和打造世界著名旅游城市的重要功能性项目。
从长江岸电不难看出,贯穿黄金水道,上中下游的岸电“硬件”都已普及。
三、船只怎么充电呢
11月20日,初次到浙江省长兴县雉城锚泊区停靠的船主在湖州供电公司岸电设施运维人员指导下,使用“e充电”APP扫码,为停靠船只接通了岸电。柴油发电机的声音没了,船主则打开电视机享受片刻闲暇。
今年以来,国网浙江省电力有限公司贯彻落实国家电网有限公司“两纵一横”港口岸电设施建设要求,大力推广电能替代,绿色岸电正沿水“生长”。
国网浙江电力与有关政府部门建立密切联系,发挥专业优势,高质量推进岸电设施建设。
在统一标准规范方面,国网浙江电力组织编写全国首部《内河港口岸电系统建设与管理》以及《高压港口岸电设施运维管理办法》,明确了港口岸电系统建设规范、施工技术、验收要求及运维管理等标准,为岸电设施建设提供技术参考与指导。同时,该公司与浙江省能源局、港航管理局、浙江港航集团等单位联合出台靠港船舶强制使用岸电、船舶充电免收服务费等支持性政策。
在内河航运岸电推广普及方面,国网浙江电力与嘉兴、湖州港航部门签订合作协议,共同推进内河航运岸电设施建设,在电动船舶研发和充换电服务领域开展深度合作。湖州、嘉兴等内河航运发达地区已累计建成覆盖23个码头、合计230余套的低压岸电系统。
国网浙江电力还推进岸电新技术、新设备创新应用,建设全省统一的岸电设施运营服务平台,提升岸电设施智能化水平。
湖州地处长三角腹地,航道密布,承担着浙江水路货物运输总量和货物周转量的40%。在湖州的旧馆、升山、郭西湾等7个锚泊区,细心的船主会发现,这里的岸电桩和别处不大一样。
“锚泊区安装的是新型智能岸电桩。”湖州供电公司员工介绍说,新型智能岸电桩自带内置网联模块,能够接入岸电云网服务平台。
岸电云网服务平台以“e充电”APP为智能移动终端,可为全省范围内的船舶提供统一结算、远程监控、智能运维等一体化服务。
船主只要有“e充电”APP账户,用手机扫一扫,就能从任意一个接入平台的岸电桩上取电。船主在抵达锚泊区之前,就可以通过“e充电”APP查看岸电设施分布和使用情况,调整航行路线,选择更合适的时间、地点停泊。
运维人员使用岸电云网服务平台还可实时监控岸电桩,接收告警信息,以便掌握岸电桩运行情况,快速处理设备故障,提升岸电设施的安全运行水平。
通过广泛接入岸电设施数据,该平台还可实现数据标准采集、统一存储。该平台由于具备岸电设施监管、政策发布、信息展示服务及应用等功能,可辅助政府部门开展岸电设施监管,为其提供决策支持。
四、岸电给我们带来的好处
算清经济账
技术到位了,船东最关心的就是成本问题了。据国家电网营销部相关业务负责人介绍,在理想状态下,岸电设施的全生命周期运营成本不会高于1.1元/千瓦时(含0.65元/千瓦时电价成本),远低于船舶柴油辅机2.5元/千瓦时的发电成本。
此外,各地政府对船舶使用岸电的价格补贴和政策导向也有所差别。一些地方政府为了鼓励岸电的使用,出台针对岸电电价的优惠政策,价格甚至低于成本,其中的差价由当地政府补贴给港口方。
国家电网公司还提供方便快捷的服务将智能电卡服务推广到河岸边。“现在使用岸电不仅省钱,还和在家交电费一样方便。”张师傅扬着手中使用了两年多的智能IC卡说。张师傅是嘉兴芦花荡水上服务区的老船客,使用岸电前,按照当地柴油价格5.08元/升计算,柴油机发电成本约为1.7元/千瓦时,现在岸电价格是1.4元/千瓦时,每度电便宜了0.3元。
据介绍,港口的岸电桩带有自动刷卡功能,船舶靠岸后只要刷一下卡,插上插头就能用电,停止取电时再刷一下卡,马上就能完成电费结算,电费使用情况一目了然。有了IC卡,用户体验变好了,愿意用岸电的船东自然也更多了。
还清环境账
发展岸电更是为了还清之前欠下的环境账。截至2019年年底,我国内河航道通航里程达12.7万公里,长江干线年货运量近29亿吨,均位居世界第一。在成为横跨东西、大宗物资水上运输高速公路的同时,长江也不小心成了环保路上的拦路虎。自然资源保护协会的报告指出,在长三角的主要港口城市,航运已成为当地空气污染的主要来源之一。
技术革命是岸电的起点,政策法规是道路的基石。从建设到执行,从船东的环保意识到相关部门的政策监管,如何让岸电助力绿色航运,产生长远的环境效益同样需要探索和时间。
2020年12月26日,第十三届全国人民代表大会常务委员会第二十四次会议通过《中华人民共和国长江保护法》,该法案将于2021年3月1日起实施,其中有3条是关于岸电建设和使用的重要内容。风向已经明确:电正在港口发挥着不可替代的作用,绿色能源之道已来到岸边。
长江的绿色航运旅程还在继续,行之不易,任重道远。
资料来源及致谢
国家电网报
中国电力报
浙江e电
南瑞人