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港口岸電守護綠色長江

作者:李婕茜 來源:國家電網報 發布時間:2020-12-02 瀏覽:
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中國儲能網訊:鄂東長江南岸。站在西塞山上極目遠眺,黃石新港15個泊位沿江一字排開,裝卸設備巨臂交錯,煤炭、礦石等貨物吞吐有序。

這是長江中游少有的深水良港,港口輻射能力在1000千米以上。船舶往來,靠港大氣污染物排放成為建設“生態綠色港”的攔路虎。11月16日,黃石新港長江岸線4個貨運碼頭27個泊位的岸電工程完工,預計年新增用電量150萬千瓦時,相當于替代燃油320噸,減排二氧化碳880噸,節省成本約100萬元。

放眼整個長江黃金水道,綿延2800多千米的“水上高速公路”上,850個泊位的1200余套岸電設施已經建成,實現長江沿線港口岸電基本覆蓋。

從2014年探索試點至今,岸電已成長多年。今年的全面推動長江經濟帶發展座談會官宣“長江經濟帶生態環境保護發生了轉折性變化”。那么,在“共抓大保護”的成績單里,岸電到底得分幾何?

港口“戒煙”

過去一段時間,相比城市道路交通污染,船舶港口排放往往游離在大眾視線之外。在2016年1月1日《珠三角、長三角、環渤海(京津冀)水域船舶排放控制區實施方案》施行之前,我國并未實行過嚴格的船舶靠港排放管控。

如果按貨物吞吐量算,全球十大港口中,排名第一的上海港和排名第四的寧波舟山港均位于長江經濟帶。上海市環境監測中心的數據顯示,2015年上海港船舶排放的二氧化硫、氮氧化物分別占排放總量的25.7%和29.4%,而3年前的2012年,這兩個數字僅為12.4%和11.6%。

“肩負著全球近90%貨物運輸的遠洋船舶,發動機燃料大部分是等級很低的‘粗糧’——重質燃油。”中遠海運集團安管部機務室高級經理陳吉公開表示。而由渣油和柴油調和而成的重質燃油,含硫量大約是普通汽油的100至3500倍,這是船舶拖著“黑尾巴”的重要原因。尤其靠港后,輔機低負荷運行,污染物排放量遠超正常航行時。一艘大型國際郵輪靠港停泊1小時的硫化物排放量,約等于十幾萬輛機動車行駛1小時的排放量。

事實證明,港口“戒煙“,岸電“療效”很好。位于長江、黃浦江交匯處的吳淞國際郵輪港,是亞洲第一、全球第四的國際郵輪母港。目前,港口岸電一期項目已累計用電216萬千瓦時。據測算,未來隨著二期項目投運,該港口年用電量最大可增至2190萬千瓦時,每年可減排二氧化碳34607.4噸、二氧化硫1500噸。若將上海港國際航行船舶的輔機發電全部用岸電取代,其氮氧化物排放將減少99%,顆粒物排放也只相當于輔機發電的3%~17%。

岸電已在整個長江流域開啟了“快進模式”。作為電能替代的重點推進領域,岸電工程建設、技術標準、運營服務等一系列工作環環相扣、步步推進。如今,沿著長江實地走一遭,岸電已在沿江地區全面鋪開。

11月18日,瀘州港暖陽高照,碧水東流。15時,一艘名為“民奉”的5000噸級重慶貨輪駛向了瀘州港,準備裝載貨物運往上海。進港后,船長江勇熟門熟路地停掉了船上的柴油發電機,接上了碼頭岸電。

作為四川第一大港,瀘州港現有6個3000噸級直立框架式泊位,開通了8條鐵水聯運班列和3條近洋航線,年通航能力約1000萬噸。自2017年岸電系統投運以來,靠港船舶月平均用電量超過1萬千瓦時,累計使用電量30余萬千瓦時,相當于減少廢氣排放3.21噸,為來往貨船節約經濟成本60余萬元。

江勇是這里的“老主顧”了。“柴油發電聲音大,味道又難聞,還是岸電巴適,干凈、方便,價格還便宜。”江勇說,“貨船使用岸電的度電成本,要比柴油發電節約1.9元。一般我們進港停留短則一天、長則三四天,靠一次港就可以節約千余元的成本,十分劃算。”

順流而下,湖北宜昌。三峽壩區核心區是國家電網有限公司承擔國家岸電建設任務的一塊試驗田。秭歸、茅坪港等4個岸電項目的188套岸電設施,為重點游輪碼頭、干散貨碼頭和部分錨地提供充電服務,實現了核心區內碼頭岸電設施全覆蓋。目前,三峽壩區累計服務船舶1776艘/次,使用岸電電量437萬千瓦時,相當于替代燃油1028噸,減少二氧化碳等有害物排放3233噸。

更多港口加入了“戒煙”行動。截至今年10月,我國東部沿海地區29個重點港口碼頭已建成投運岸電設施97套,京杭大運河沿線碼頭和水上服務區共建成投運岸電設施195套,基本實現全覆蓋。如今,在國家電網經營區域內,“兩縱一橫”港口岸電建設的鼓點正愈發密集。

岸電“上船”

岸電有利于靠港船舶污染防治已是社會共識。但過去一段時間內,岸電卻因建設成本高、投資回報率低、推廣速度慢等問題一度“遇冷”。

事實究竟如何?先算一筆經濟賬。

“根據我們的分析,在理想狀態下,岸電設施的全生命周期運營度電成本不會高于1.1元/千瓦時(含0.65元/千瓦時電價成本),遠低于船舶柴油輔機2.5元/千瓦時的發電成本。”國網營銷部相關業務負責人介紹,“所以理論上來講,不論是投資方還是用戶,使用岸電的經濟效益都是十分可觀的。”

岸電的經濟性到底好不好,要看設施利用率高不高。這有賴于兩個基礎條件,一是船舶受電設施改造全部完成,岸電系統基本互聯互通,技術標準實現統一,各類船舶靠港停泊80%及以上的時間能夠使用岸電。二是良好的外部環境支撐,比如使用岸電的強制環保約束政策,以及方便快捷的岸電使用申請手續等。

過去一段時間,船舶受電設施改造進展的確十分緩慢。即便是改造情況最好的重慶至三峽段,全部55艘游輪中也僅有7艘完成了改造,改造率僅12.7%。其他干散貨及集裝箱等船舶因成本高、收益小,幾乎沒有改造,無法使用岸電。與此同時,2018年以前建設投運的岸電設施與之后的新建設施技術標準難以統一,導致部分岸電設施被迫“閑置”。

今年1月17日,交通運輸部聯合國家發展改革委、生態環境部、住房城鄉建設部印發了《長江經濟帶船舶和港口污染突出問題整治方案》,提出深入開展為期1年的集中整治,重點解決港口自身環保設施不完善、岸電利用率不高等突出問題,并要求進一步提高其他泊位岸電覆蓋率和船舶受電設施安裝率,著力提高岸電使用率。

目前,岸電利用率不高的情況已經得到了改善。還是在重慶,三峽游輪已全部完成了受電設施改造。截至11月17日,即便受疫情影響,這些設施也實現了服務船舶靠港276次,使用電量107.74萬千瓦時。在岸電技術標準統一方面,國家電網公司發起成立的中電聯能源行業岸電技術標準化委員會梳理制訂了岸電技術標準體系。其中,在船岸接插件標準統一方面,公司聯合交通運輸部共同組織港口、船舶、電力等行業專家開展實地調研,深入論證并一致推薦公司標準上升為國家標準,推動了岸電接口標準統一,岸電設施利用率將大幅提升。

長江流經我國11個省(自治區、直轄市)。同為岸電,落戶重慶與落戶江蘇,大有不同。

上游地區,江岸垂直落差和船岸水平距離變化幅度大,岸電建設往往沒有統一標準,必須因地制宜。針對水位落差大、離岸距離遠的難點,公司研發了一體化電纜收放系統、T型接口箱、“船電寶”等一系列具有自主知識產權的裝備和解決方案,解決了上游岸電設施應用難題。

下游地區,提升利用率的題眼落在了“一體化”上。江蘇河湖眾多、水網密布,是全世界最繁忙的水域之一,目前已累計建設各類岸電設施4900余套,長江流域江蘇段泊位岸電整體覆蓋率達68.2%。為實現統一支付結算,江蘇以蘇州吳中水上服務區為示范點,在國內率先實現了全省聯網刷卡消費。放眼整個長三角地區,從建設、標準、管理、數據采集等各方面,一體化步伐正逐步加快,綠色航運在更大范圍推廣、更深層次互聯,實現了更加智慧化的互動。

激起“千層浪”

“當岸電作為新鮮事物被引入時,對整個傳統船舶業都是一個巨大的攪動。它帶動了上下游產業鏈發展,倒推相關方改造升級。”許繼電源有限公司岸電事業經理劉玉振說。

岸電究竟給產業鏈帶來了哪些改變?

看上游——

近年來,船舶運輸業進入“寒冬”。2019年年初,上海國際航運研究中心發布報告顯示,中國航運業再次進入不景氣區間。今年受疫情影響,長江沿線游輪航線一度停航,三峽跨省游全部歇業。“對船東尤其是內河游輪來說,岸電較燃油有明顯的經濟優勢,能在一定程度上緩解經營壓力。”劉玉振說,在解決外部問題的同時,岸電也推動了船東從內部改變。

早期,內河游輪電力系統并不具備自動并網功能,每次接入岸電都要先“停一次電”,不僅用戶體驗極差,長此以往也會對船造成損耗。“這促使船東主動改造船體的電力系統,來更好地接入岸電,節省成本。”劉玉振說。

看中游——

“港口配電網負載特性多種多樣,包括高桿照明、生產塔吊、冷鏈倉庫等。過去,港口方并未考慮過綜合能效優化利用問題,導致部分港口存在能效浪費的情況。”南瑞集團副總工程師、南瑞研究院院長朱金大介紹說,“當岸電作為一個新負載加入之后,港口配電網原有的效能生態就被打破了,建設標準也“水漲船高”。這迫使我們必須做出改變。我們聯合船舶設計院和相關單位成立了能源行業岸電設施標準化委員會,推動岸電設施標準化建設,統一規劃設計港口配電網,服務電網改造升級。這也打開了一個口子,新標準下,電動卡車、岸基供電等港口電能替代新需求都被考慮在內,促進了港口能效提升,也有利于綠色航運發展。”

安徽銅陵的海螺碼頭又被稱為“全電碼頭”。在這里,水泥熟料不再需要重載卡車運輸,而是通過一條純電動封閉式皮帶長廊,就能源源不斷地運往港口岸邊。目前,銅陵海螺碼頭、東苑碼頭等十余座碼頭都已建成了以純電動封閉式皮帶長廊為代表的“全電碼頭”電能替代項目。電,正在港口扮演著越來越重要的角色。

看下游——

以岸電為支點,電工裝備制造商、設備供應商和電力系統服務商正合力撬動整個船舶運輸業,用技術進步引領船舶業智慧化、智能化發展。

“岸電樁的建設推動了配電網增容、業擴等一系列工作,這為下游制造商和供應商打開了廣闊市場。”智芯公司能效控制事業部有關負責人在接受記者采訪時,給出了這樣一個結論:這在一定程度上助推了國產芯片研發應用水平的進步。

“實際上,目前長江流域岸電樁所使用的主控、通信、安全等芯片已經全部實現國產化替代。我們在高溫高濕度高腐蝕性的惡劣環境下,做了一個季度的測試,最后產品全部滿足了碼頭應用需求。2019年夏天,我們的產品終于批量生產上市。”智芯公司能效控制事業部有關負責人坦言,“我們下一步的想法是和智慧用能結合,做好岸電樁的有序供電。這和大家熟悉的汽車充電樁‘有序充電’是一個原理,將接入‘岸電云網’的岸電樁組合形成一個負荷聚合商,參與電力市場輔助服務,通過需求側響應來智能調節負荷,保障電網安全穩定運行。”

岸電已在更廣闊的“江面”上激起了“千層浪”。

今年5月8日11時,當運維人員拔掉“中天電運001”船尾的充電電纜接頭,船只緩緩駛入了長江支流西流河。長江流域首艘千噸級純電動貨船成功下水,開啟了清潔能源替代的新航程。以岸電為基石,處于市場發展初期的船舶電動化正在茁壯成長。電與長江的故事還在繼續,更深層次、更大范圍的航運電能替代,將為“一江清水向東流”打開更大的想象空間。

  (陳昊南、馬寧果、李治飛、王燕、張健對本文亦有貢獻)

關鍵字:岸電改造

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