一(yi)年時間，全球航(hang)運會(hui)排放多少(shao)二氧化碳？

根據國際海事組織IMO的(de)2020年(nian)溫室氣體(ti)研究顯示，2018年(nian)全(quan)球(qiu)航運活動排放了大約(yue)10.5 億噸(dun)二氧(yang)化(hua)碳，約(yue)占當年(nian)全(quan)球(qiu)二氧(yang)化(hua)碳排放總量(liang)的(de)2.9%。

一個(ge)多世紀以來，重(zhong)燃(ran)料(liao)油(you) (HFO) 一直是(shi)大型(xing)船舶(bo)的(de)首選燃(ran)料(liao)，因為它價格低廉且能(neng)量(liang)密集，簡單說就(jiu)是(shi)可以用相對少的(de)量(liang)推動船舶(bo)行(xing)駛更遠的(de)距(ju)離。

但在全(quan)球減(jian)(jian)碳(tan)的背景(jing)下，航(hang)運業(ye)自然繞不過去。船舶動力燃(ran)料的選擇(ze)也(ye)被(bei)認為是航(hang)運業(ye)減(jian)(jian)碳(tan)的關(guan)鍵。對此(ci)，IMO頒布了(le)限(xian)硫令和海運減(jian)(jian)排(pai)協(xie)議(yi)。限(xian)硫令要求(qiu)自2020年1月(yue)起，全(quan)球范圍內航(hang)運燃(ran)油硫含量(liang)從3.5%直(zhi)降到0.5%。減(jian)(jian)排(pai)協(xie)議(yi)則定下了(le)2050年航(hang)運的二氧(yang)化碳(tan)排(pai)放(fang)量(liang)相(xiang)比2008年減(jian)(jian)少(shao)50%的目標，并(bing)朝(chao)著零碳(tan)排(pai)放(fang)的終極目標邁進。

我國也已(yi)經(jing)定下了2030年碳(tan)(tan)(tan)達峰、2060年碳(tan)(tan)(tan)中和的(de)目標，因此低碳(tan)(tan)(tan)甚(shen)至零(ling)碳(tan)(tan)(tan)排放船(chuan)舶已(yi)經(jing)成為趨勢。在(zai)實現這(zhe)一目標的(de)眾(zhong)多技術路線(xian)中，船(chuan)舶電動化是最受關(guan)注的(de)方(fang)向(xiang)之一。

2027年市場將超百億美元

杭州現代(dai)船舶(bo)設(she)計研究院(yuan)董事長黃桂林(lin)曾說(shuo)，基于安全性和(he)經濟性，近年磷酸鐵鋰動(dong)力(li)電(dian)池(chi)及BMS電(dian)池(chi)管(guan)理系(xi)統發展迅速，充放(fang)電(dian)倍率的(de)提高使船舶(bo)啟動(dong)加速及動(dong)力(li)操控(kong)性更好，已經具備了在船舶(bo)上推廣應用的(de)技術條(tiao)件。

磷酸鐵(tie)鋰電(dian)(dian)池現在的材料(liao)成本(ben)為0.43元(yuan)(yuan)/Wh，單體能量密度也由過去的100Wh／kg提升到160Wh／kg。根據高工產研鋰電(dian)(dian)研究(jiu)所（以下簡稱GGII）測算(suan)，船(chuan)(chuan)(chuan)舶每百公里運行成本(ben)，柴油(you)動力船(chuan)(chuan)(chuan)舶為4100元(yuan)(yuan)，LNG燃料(liao)船(chuan)(chuan)(chuan)舶為3700元(yuan)(yuan)，電(dian)(dian)動船(chuan)(chuan)(chuan)舶為2800元(yuan)(yuan)。

雖然(ran)現在純電動船(chuan)舶不(bu)如內燃機船(chuan)常(chang)見，但隨著(zhu)純電動船(chuan)舶技術的(de)不(bu)斷成(cheng)熟和電池(chi)造價的(de)逐步走低，純電動船(chuan)舶正在迎來(lai)發展機遇。

國(guo)外純電動船舶(bo)發(fa)展(zhan)較(jiao)早，挪(nuo)威(wei)是全球大型(xing)電動船舶(bo)運營最多的國(guo)家(jia)。挪(nuo)威(wei)的奧斯陸港給自己定(ding)的目標(biao)是到2030年將二氧(yang)化(hua)碳、硫氧(yang)化(hua)物、氮(dan)氧(yang)化(hua)物和(he)顆粒(li)物的排放(fang)量減少85%，未來要(yao)成為世界上第一(yi)個零排放(fang)港口。

去年11月，世界上第一艘純電動且無人駕駛(shi)的集裝箱貨船Yara Birkeland 號已(yi)在挪威成(cheng)功(gong)完成(cheng)首航。該貨船投(tou)入(ru)運營后，每年可以取代4萬次柴油(you)卡(ka)車的運輸量，預計每年可減少(shao)1000噸二氧化碳排放(fang)。

國外部分純電動船舶

國內(nei)首批(pi)純(chun)電動(dong)船舶(bo)則(ze)是在2013年投入使(shi)用，主要應用于民用領域，側(ce)重在內(nei)湖、內(nei)河以及(ji)近海(hai)港口(kou)。現在不(bu)僅是純(chun)電動(dong)打撈船、純(chun)電動(dong)拖輪相繼在無錫(xi)、連云港交付使(shi)用，在執法船、游(you)船、渡船等水上(shang)交通領域也(ye)出現了(le)越來越多的電動(dong)船舶(bo)。

2021年，江龍(long)船(chuan)(chuan)艇成(cheng)功交付了“金龍(long)魚”號280客(ke)位(wei)純(chun)電動(dong)游船(chuan)(chuan)、“珠江王子”號486客(ke)位(wei)純(chun)電動(dong)游船(chuan)(chuan)。

今年3月18日(ri)，中遠海運(yun)集(ji)團宣(xuan)布建(jian)造兩艘(sou)700TEU級長江干線電(dian)(dian)(dian)動集(ji)裝(zhuang)箱(xiang)船，并將于2023年底交(jiao)付。船舶采用船電(dian)(dian)(dian)分離模式(shi)設計(ji)，配載換電(dian)(dian)(dian)模式(shi)船用集(ji)裝(zhuang)箱(xiang)式(shi)動力電(dian)(dian)(dian)池作(zuo)為(wei)動力源。首航航線為(wei)武漢至上海，全程純電(dian)(dian)(dian)航行。

與這一(yi)艘艘交付(fu)以及待交付(fu)的(de)(de)純電(dian)動(dong)船舶相呼應(ying)的(de)(de)是研(yan)究機構預測的(de)(de)市場(chang)規模(mo)。根據市場(chang)調研(yan)機構Fortune Business Insights在《電(dian)動(dong)船舶市場(chang)規模(mo)和行業分(fen)(fen)析》報告中的(de)(de)分(fen)(fen)析顯(xian)示，預計到(dao)2027年電(dian)動(dong)船舶市場(chang)規模(mo)將達到(dao)108.2億美元。

電池巨頭紛紛下場

這么大的市場規模，吸引的可不只是船舶(bo)制造商，背后(hou)的電(dian)池巨頭(tou)們(men)也(ye)爭相涌(yong)入(ru)。

像混合動(dong)(dong)力(li)和船舶(bo)(bo)電(dian)(dian)池(chi)(chi)供應(ying)商(shang)Corvus Energy公司(si)、Akasol AG和Lion Smart公司(si)以及電(dian)(dian)產安薩爾(er)多工業(ye)系統公司(si)、帥(shuai)福得集團(tuan)、三星SDI等船舶(bo)(bo)和電(dian)(dian)池(chi)(chi)制造商(shang)都(dou)已經開發了(le)新型(xing)的(de)船舶(bo)(bo)鋰(li)電(dian)(dian)池(chi)(chi)系統，中國的(de)大(da)型(xing)電(dian)(dian)池(chi)(chi)企業(ye)也在積(ji)極布局(ju)純電(dian)(dian)動(dong)(dong)船舶(bo)(bo)市場。

GGII調研數據顯示(shi)，按照2019年、2022年以及2025船舶鋰(li)電化(hua)滲透率(lv)分別為(wei)0.035%、0.55%、18.5%測算，截至2025年電動船舶用鋰(li)電池市場將(jiang)達(da)35.41GWh。

早在2016年，億緯鋰能的船用動力電池就獲得了中國船級社認證。之后，純電動游船“闊闊真公主號”、純電動商旅客船“君旅號”、純電動港作拖輪“云港電拖一號”、純電動集裝箱船“國創號”搭載的均為億緯鋰能的動力電池。

中國船(chuan)級社認證(zheng)是電池(chi)企業上(shang)船(chuan)的“入場券”。按照(zhao)規(gui)定(ding)，船(chuan)用動力鋰(li)電池(chi)和電池(chi)管理系統在裝船(chuan)前必須獲(huo)得中國船(chuan)級社（CCS）的型式認可證(zheng)書。

2018年12月底，寧德時代也與CCS武漢規(gui)范研(yan)究(jiu)所(suo)簽署(shu)了戰略合作協(xie)議，并在2020年4月通過CCS最新(xin)檢(jian)測指(zhi)南《純電池(chi)動力船舶檢(jian)驗指(zhi)南》認(ren)可和檢(jian)驗。

同一年，中國自主設計建造的首艘海上危險品應急指揮船“深海01”輪在廣州順利下水，搭載的正是寧德時代的鋰離子動力電池系統。除此之外，福建省首艘電動高端內河游船“閩江之星”、國內最大海洋綜合科考實習船“中山大學”號、珠江游純電動游船主船體，以及全球電量最大的純電動郵輪“長江三峽1號”，選擇的也是寧德時代的電池。

從EVTank的統計數據來看，2020年國內船用鋰電池主要由億緯鋰能和寧德時代供應，兩(liang)家合計市場份額達到80%以(yi)上。另外(wai)，中航鋰(li)電(dian)、國(guo)軒高科(ke)電(dian)池(chi)(chi)企業(ye)都在積極開(kai)發船舶電(dian)池(chi)(chi)產品。比如純電(dian)動豪華(hua)游船“滇(dian)景號選(xuan)擇的是中航鋰(li)電(dian)，配(pei)套(tao)國(guo)軒高科(ke)磷酸鐵(tie)鋰(li)電(dian)池(chi)(chi)系統的秦皇島36米電(dian)力推進休(xiu)閑漁船也已(yi)經投(tou)入使用(yong)。

截至2021年10月，獲得(de)CCS認證的(de)(de)船用鋰電(dian)池(chi)(chi)單(dan)體企(qi)業有(you)30家，大部分(fen)的(de)(de)電(dian)池(chi)(chi)企(qi)業認證的(de)(de)電(dian)池(chi)(chi)產品都是方形LFP電(dian)池(chi)(chi)。這與歐(ou)洲(zhou)的(de)(de)稍有(you)不(bu)同(tong)，歐(ou)洲(zhou)的(de)(de)部分(fen)純(chun)電(dian)動船舶仍采用了(le)NCM電(dian)芯，比如丹(dan)麥(mai)的(de)(de)純(chun)電(dian)動渡(du)(du)輪E-ferry，挪(nuo)威的(de)(de)純(chun)電(dian)動渡(du)(du)輪MF Ampere。

充電怎么解？

同電動汽(qi)車的(de)發(fa)展類(lei)似，電動船舶若(ruo)要(yao)正常運(yun)營還需建(jian)設完備的(de)充電設施。目前(qian)已投入運(yun)營的(de)電動船舶，續航能力基本都在(zai)100公里以內(nei)。如果要(yao)增加航行里程，主要(yao)是靠充電來解決。

岸(an)(an)電(dian)系(xi)統(tong)是電(dian)動船(chuan)舶續航(hang)的主要“補給站(zhan)”。部分被確定為(wei)岸(an)(an)電(dian)系(xi)統(tong)設(she)施(shi)(shi)改造試點的省份(fen)，岸(an)(an)電(dian)系(xi)統(tong)的建(jian)設(she)相對較快(kuai)。以江蘇(su)省為(wei)例，全省港口累計建(jian)成岸(an)(an)電(dian)設(she)施(shi)(shi)3036套(tao)。

但整(zheng)體來(lai)看，現有(you)的(de)岸(an)電設(she)(she)施設(she)(she)施的(de)覆(fu)蓋(gai)面(mian)和數量(liang)都有(you)限，同時(shi)還(huan)(huan)存在容量(liang)不足(zu)、電制不同、設(she)(she)備兼容性等問題并且充電速度還(huan)(huan)有(you)待進(jin)一步提升。

以中國船(chuan)舶工業集團有限公司(si)所屬廣船(chuan)國際有限公司(si)建造的2000噸級純電動自卸船(chuan)為例，整船(chuan)電池(chi)容(rong)量約為2400千瓦時(shi)，充電就需要2小(xiao)時(shi)。

與每次(ci)充電(dian)(dian)都(dou)要回(hui)到岸上不同的(de)是，英(ying)國有些公司還想到了海上充電(dian)(dian)的(de)方式，就是將海上的(de)風力發電(dian)(dian)站(zhan)和(he)充電(dian)(dian)結合起來。

航運巨頭馬(ma)士基成立了一家名(ming)為Stillstrom的新(xin)企業，用來開發(fa)其海上(shang)充電(dian)站并將其商業化。Stillstrom 目前(qian)正在建造其海上(shang)充電(dian)浮(fu)標的原(yuan)型，它要(yao)用一條輸電(dian)線路把電(dian)力從(cong)風電(dian)場的陸上(shang)基礎設施輸送到浮(fu)標。該原(yuan)型裝置可(ke)產(chan)生不到1兆瓦(wa)的電(dian)力，能(neng)夠將來自電(dian)網的高壓電(dian)力轉換為適合(he)船舶使用的低壓電(dian)力。

Stillstrom和丹(dan)麥海(hai)上(shang)風電(dian)巨頭 ?rsted 計劃2022年第三季度推出世界上(shang)第一個全(quan)尺寸的海(hai)上(shang)船(chuan)舶浮標充電(dian)站。

Stillstrom充電(dian)浮標

另一(yi)家位于(yu)蘇(su)格蘭阿(a)伯丁的Oasis Marine Power公司也(ye)在建造海(hai)上(shang)充電浮標(biao)。但該公司并不像Stillstrom一(yi)樣把目標(biao)客戶放在港口閑置的貨(huo)船身上(shang)，而是(shi)瞄準了為海(hai)上(shang)風電場提供服務的小型船舶(bo)。

直(zhi)充之(zhi)外，部分公(gong)司也在尋找跟電(dian)動汽車類似的(de)換電(dian)方式(shi)，當然具(ju)體的(de)方式(shi)不大相(xiang)同。

Fleetzero是一家美國的初創企業，它(ta)(ta)就正(zheng)在試驗在標(biao)準的20英尺(chi)集裝箱中制(zhi)造(zao)電池(chi)。這(zhe)些集裝箱經過改造(zao)后可以(yi)為海上(shang)較小(xiao)的船(chuan)(chuan)只(zhi)提(ti)供動力。當一艘(sou)船(chuan)(chuan)進港時，集裝箱船(chuan)(chuan)上(shang)耗盡的電池(chi)就會被替(ti)換成新(xin)的電池(chi)。據了(le)解，Fleetzero正(zheng)在阿拉巴馬州建造(zao)它(ta)(ta)的第一個電池(chi)組原型，打(da)算(suan)在2022年底投入使用(yong)。

Fleetzero

國(guo)內也有不(bu)少純電動(dong)船舶在(zai)嘗(chang)試換電模(mo)式。

前文提到的(de)中遠海運700TEU級長(chang)江干線電(dian)動集裝(zhuang)箱(xiang)船也是采用中創新航設(she)計(ji)和開發(fa)的(de)可(ke)更(geng)換(huan)船用集裝(zhuang)箱(xiang)式(shi)(shi)電(dian)池作為動力源。全(quan)船可(ke)配裝(zhuang)36個(ge)20teu箱(xiang)式(shi)(shi)電(dian)源，裝(zhuang)機容量50MWh，采用碼頭岸基換(huan)電(dian)方式(shi)(shi)。

還有，國家電(dian)(dian)投綠電(dian)(dian)聯合(he)江蘇遠(yuan)洋等打造的“120TEU純電(dian)(dian)池集裝(zhuang)箱船”，也在今(jin)年2月(yue)開工(gong)建造，按照設(she)計，該船采用“即插即拔”式(shi)換電(dian)(dian)模(mo)式(shi)，單(dan)次換電(dian)(dian)作業時間僅需(xu)20分鐘(zhong)。

結語

總體來看，受(shou)電(dian)池的能量(liang)密度(du)、充放電(dian)速度(du)等(deng)(deng)技術水平限制(zhi)，現階段純(chun)電(dian)動(dong)船(chuan)(chuan)舶還是主(zhu)要集(ji)中在內湖、內河(he)以(yi)及(ji)近(jin)海港(gang)(gang)口，應用船(chuan)(chuan)型(xing)(xing)以(yi)車客渡船(chuan)(chuan)、客船(chuan)(chuan)、港(gang)(gang)口拖(tuo)船(chuan)(chuan)、港(gang)(gang)務(wu)船(chuan)(chuan)以(yi)及(ji)海工船(chuan)(chuan)等(deng)(deng)為主(zhu)，在大型(xing)(xing)、長距離航線船(chuan)(chuan)舶的應用可行(xing)性(xing)并(bing)不高。

并且，目(mu)前船(chuan)(chuan)(chuan)用動力電(dian)(dian)(dian)池壽(shou)命(ming)一般在10年內，但船(chuan)(chuan)(chuan)舶的壽(shou)命(ming)可以達到30年，這(zhe)也就意味(wei)著(zhu)船(chuan)(chuan)(chuan)舶全(quan)生命(ming)周期內需(xu)要更換幾次電(dian)(dian)(dian)池，運營(ying)成(cheng)本、電(dian)(dian)(dian)費(fei)再(zai)加上(shang)更換系(xi)統(tong)費(fei)用等都將成(cheng)為船(chuan)(chuan)(chuan)舶電(dian)(dian)(dian)氣(qi)化過程中的攔(lan)路虎。

曾有行業發分(fen)析師在2020年(nian)發文判斷，當時的電動船舶(bo)就(jiu)類似(si)新(xin)能源汽車2004年(nian)左右的情況，電動船產業化可(ke)能要再(zai)等(deng)10年(nian)。

但(dan)通過這兩年的(de)發(fa)展(zhan)，我們能夠判斷行業(ye)發(fa)展(zhan)確(que)實處在初期，困難也都(dou)還在，但(dan)技(ji)術擴散的(de)加速(su)以(yi)及環保法規日趨嚴厲，多重(zhong)因素的(de)疊加也大概率會加速(su)純電動船(chuan)舶(bo)的(de)發(fa)展(zhan)，或許行業(ye)的(de)爆發(fa)不用再(zai)等(deng)10年。（本文(wen)首(shou)發(fa)鈦(tai)媒體App，作者/韓敬嫻(xian)，編輯/張(zhang)敏(min)）