一年時間，全(quan)球(qiu)航運會排放多少二氧化碳(tan)？

根據(ju)國際海事組織IMO的(de)2020年溫室氣體研究(jiu)顯示，2018年全(quan)球航運活動排放(fang)了大約(yue)(yue)10.5 億噸二氧(yang)化碳，約(yue)(yue)占當年全(quan)球二氧(yang)化碳排放(fang)總量的(de)2.9%。

一個多世紀以(yi)來，重燃料油 (HFO) 一直(zhi)是大型船舶(bo)的(de)首選燃料，因為它(ta)價格(ge)低廉(lian)且(qie)能(neng)量密(mi)集，簡單說就是可以(yi)用相對少的(de)量推動船舶(bo)行駛(shi)更遠的(de)距離。

但(dan)在(zai)全(quan)(quan)球減碳(tan)的背景下(xia)，航(hang)(hang)運(yun)(yun)(yun)業自(zi)(zi)然繞不過去。船舶動力燃料的選擇也(ye)被認為是航(hang)(hang)運(yun)(yun)(yun)業減碳(tan)的關鍵。對(dui)此，IMO頒布了(le)限(xian)硫令和海運(yun)(yun)(yun)減排協(xie)議。限(xian)硫令要求自(zi)(zi)2020年(nian)1月起，全(quan)(quan)球范圍內航(hang)(hang)運(yun)(yun)(yun)燃油硫含量從3.5%直降(jiang)到0.5%。減排協(xie)議則定(ding)下(xia)了(le)2050年(nian)航(hang)(hang)運(yun)(yun)(yun)的二氧化碳(tan)排放量相比2008年(nian)減少50%的目標，并(bing)朝著零碳(tan)排放的終(zhong)極目標邁進。

我國也已(yi)(yi)經定下了2030年(nian)碳(tan)達峰(feng)、2060年(nian)碳(tan)中和的目標(biao)，因此低碳(tan)甚至(zhi)零(ling)碳(tan)排放船舶已(yi)(yi)經成為趨勢。在實現這(zhe)一目標(biao)的眾多技(ji)術(shu)路線中，船舶電動化是最受關注(zhu)的方向之一。

2027年市場將超百億美元

杭州現代船(chuan)舶(bo)設計研究院董(dong)事長黃桂林曾說，基于安全性和(he)經(jing)(jing)濟性，近(jin)年磷酸鐵鋰(li)動(dong)(dong)力電池(chi)及(ji)BMS電池(chi)管理系統發展迅速，充放電倍(bei)率的提高使船(chuan)舶(bo)啟(qi)動(dong)(dong)加(jia)速及(ji)動(dong)(dong)力操(cao)控性更好(hao)，已經(jing)(jing)具備了在船(chuan)舶(bo)上推廣應用的技術條件。

磷(lin)酸(suan)鐵鋰(li)電(dian)池(chi)現在的材(cai)料成本(ben)(ben)為0.43元/Wh，單體能量(liang)密(mi)度也由過去的100Wh／kg提(ti)升(sheng)到160Wh／kg。根據高工(gong)產研鋰(li)電(dian)研究所(suo)（以下簡(jian)稱GGII）測算，船(chuan)舶(bo)每(mei)百公(gong)里運行成本(ben)(ben)，柴油(you)動力船(chuan)舶(bo)為4100元，LNG燃料船(chuan)舶(bo)為3700元，電(dian)動船(chuan)舶(bo)為2800元。

雖(sui)然現在(zai)純電動船(chuan)(chuan)舶(bo)不(bu)如內燃(ran)機船(chuan)(chuan)常見，但隨著純電動船(chuan)(chuan)舶(bo)技術的不(bu)斷成熟(shu)和(he)電池造價的逐步走低，純電動船(chuan)(chuan)舶(bo)正在(zai)迎來發展(zhan)機遇。

國(guo)外純電(dian)動(dong)(dong)船舶發(fa)展較早，挪(nuo)威是全球大(da)型電(dian)動(dong)(dong)船舶運營最多的(de)國(guo)家。挪(nuo)威的(de)奧(ao)斯陸港給自(zi)己(ji)定(ding)的(de)目標是到2030年將二(er)氧(yang)化(hua)碳、硫氧(yang)化(hua)物、氮氧(yang)化(hua)物和顆粒物的(de)排(pai)放量(liang)減少85%，未來要成為世界上(shang)第一個零(ling)排(pai)放港口。

去年11月，世界上第一艘純電動且無(wu)人駕駛(shi)的(de)集裝(zhuang)箱貨船(chuan)Yara Birkeland 號(hao)已在挪威成(cheng)功完(wan)成(cheng)首航。該貨船(chuan)投(tou)入運(yun)營后，每年可(ke)以取代4萬次(ci)柴油卡車的(de)運(yun)輸量，預(yu)計每年可(ke)減少1000噸二氧化碳排放。

國外部分純電動船舶

國內首批純(chun)電動(dong)船(chuan)(chuan)(chuan)舶(bo)則(ze)是在2013年投入使用，主要應用于民用領域，側重在內湖(hu)、內河以(yi)及近海(hai)港口。現(xian)(xian)在不僅是純(chun)電動(dong)打撈船(chuan)(chuan)(chuan)、純(chun)電動(dong)拖輪相繼在無錫(xi)、連(lian)云港交付使用，在執法船(chuan)(chuan)(chuan)、游船(chuan)(chuan)(chuan)、渡船(chuan)(chuan)(chuan)等水上交通領域也出現(xian)(xian)了越來越多的電動(dong)船(chuan)(chuan)(chuan)舶(bo)。

2021年，江(jiang)龍船艇成功交付了“金(jin)龍魚(yu)”號(hao)280客位(wei)純電(dian)動(dong)游(you)(you)船、“珠江(jiang)王子”號(hao)486客位(wei)純電(dian)動(dong)游(you)(you)船。

今年3月18日，中遠海(hai)運集(ji)團宣布建造兩艘700TEU級長江干線電(dian)動(dong)集(ji)裝箱船，并(bing)將于2023年底交付(fu)。船舶采用船電(dian)分離模式設計，配載換電(dian)模式船用集(ji)裝箱式動(dong)力電(dian)池作為動(dong)力源。首航(hang)航(hang)線為武漢(han)至上海(hai)，全(quan)程純(chun)電(dian)航(hang)行。

與這一(yi)艘艘交付(fu)以(yi)及待交付(fu)的(de)純電(dian)動船(chuan)(chuan)舶相(xiang)呼應的(de)是研(yan)究機(ji)構預測的(de)市場規模(mo)。根據市場調(diao)研(yan)機(ji)構Fortune Business Insights在《電(dian)動船(chuan)(chuan)舶市場規模(mo)和(he)行(xing)業分(fen)析》報告中的(de)分(fen)析顯(xian)示，預計(ji)到2027年(nian)電(dian)動船(chuan)(chuan)舶市場規模(mo)將達(da)到108.2億美元。

電池巨頭紛紛下場

這么大的市場(chang)規模(mo)，吸引的可不只(zhi)是船舶制造商(shang)，背后的電(dian)池巨頭們也爭(zheng)相涌(yong)入。

像混合(he)動力(li)和船舶電(dian)(dian)池(chi)(chi)供應商(shang)Corvus Energy公(gong)司、Akasol AG和Lion Smart公(gong)司以及電(dian)(dian)產安薩爾多工業(ye)系統(tong)公(gong)司、帥福(fu)得集(ji)團、三星SDI等船舶和電(dian)(dian)池(chi)(chi)制造(zao)商(shang)都已經開發了新型的船舶鋰電(dian)(dian)池(chi)(chi)系統(tong)，中國的大型電(dian)(dian)池(chi)(chi)企業(ye)也在積極布局純電(dian)(dian)動船舶市場(chang)。

GGII調研數(shu)據(ju)顯示，按照2019年(nian)、2022年(nian)以及(ji)2025船(chuan)舶鋰電(dian)化(hua)滲透率分(fen)別為(wei)0.035%、0.55%、18.5%測算，截至2025年(nian)電(dian)動船(chuan)舶用(yong)鋰電(dian)池市(shi)場將達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(guo)(guo)船級社(she)認證是電(dian)池企業上船的(de)“入場券”。按照(zhao)規(gui)定，船用動力鋰電(dian)池和電(dian)池管理(li)系統在裝(zhuang)船前必(bi)須獲(huo)得中國(guo)(guo)船級社(she)（CCS）的(de)型(xing)式認可證書。

2018年12月底，寧德時代也與CCS武漢規范(fan)研究所簽署了戰(zhan)略合(he)作協議，并在2020年4月(yue)通過CCS最新(xin)檢測(ce)指南(nan)(nan)《純電池動(dong)力(li)船舶檢驗(yan)指南(nan)(nan)》認可和檢驗(yan)。

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(gong)應，兩家合計市場份(fen)額(e)達到(dao)80%以上。另外，中(zhong)航鋰電、國軒(xuan)高(gao)科電池(chi)(chi)企(qi)業都(dou)在積極開發(fa)船(chuan)舶電池(chi)(chi)產(chan)品。比如(ru)純電動(dong)豪華游船(chuan)“滇景號選擇的(de)(de)是中(zhong)航鋰電，配套(tao)國軒(xuan)高(gao)科磷酸(suan)鐵鋰電池(chi)(chi)系統的(de)(de)秦皇島(dao)36米電力推進(jin)休(xiu)閑漁船(chuan)也已經(jing)投(tou)入(ru)使(shi)用。

截至2021年10月，獲得CCS認證的(de)(de)(de)船用(yong)鋰電(dian)(dian)(dian)池單體(ti)企(qi)業有30家(jia)，大部分(fen)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)池企(qi)業認證的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)池產品都是方形LFP電(dian)(dian)(dian)池。這與歐洲(zhou)的(de)(de)(de)稍有不同，歐洲(zhou)的(de)(de)(de)部分(fen)純(chun)電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)船舶仍采用(yong)了NCM電(dian)(dian)(dian)芯，比如丹麥的(de)(de)(de)純(chun)電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)渡(du)輪(lun)E-ferry，挪(nuo)威(wei)的(de)(de)(de)純(chun)電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)渡(du)輪(lun)MF Ampere。

充電怎么解？

同電(dian)動(dong)汽車的發(fa)展類似(si)，電(dian)動(dong)船舶(bo)若要(yao)正(zheng)常運營還需建(jian)設完備的充電(dian)設施(shi)。目前已(yi)投(tou)入運營的電(dian)動(dong)船舶(bo)，續航能力基本都在100公里(li)(li)以內。如(ru)果(guo)要(yao)增加(jia)航行里(li)(li)程，主要(yao)是靠充電(dian)來解決(jue)。

岸電(dian)系統(tong)是電(dian)動船(chuan)舶續航的主(zhu)要“補(bu)給(gei)站”。部分被(bei)確(que)定(ding)為(wei)(wei)岸電(dian)系統(tong)設施(shi)改造試點(dian)的省份，岸電(dian)系統(tong)的建設相(xiang)對(dui)較快。以(yi)江蘇(su)省為(wei)(wei)例(li)，全省港口累計建成岸電(dian)設施(shi)3036套(tao)。

但整體(ti)來看，現有的(de)岸電(dian)(dian)設(she)(she)施設(she)(she)施的(de)覆(fu)蓋面和數量(liang)都有限(xian)，同時還存(cun)在容量(liang)不足(zu)、電(dian)(dian)制不同、設(she)(she)備兼容性等問題并且充電(dian)(dian)速度還有待進一步提升。

以(yi)中國船(chuan)舶工業集團有限(xian)公(gong)司所(suo)屬(shu)廣船(chuan)國際(ji)有限(xian)公(gong)司建造的2000噸級純電(dian)(dian)動自卸船(chuan)為例(li)，整船(chuan)電(dian)(dian)池容量約為2400千瓦時，充電(dian)(dian)就(jiu)需(xu)要(yao)2小時。

與每次充(chong)電都要回到(dao)岸上不同的是，英國有些公(gong)司還想(xiang)到(dao)了海(hai)上充(chong)電的方式，就是將海(hai)上的風力發(fa)電站和充(chong)電結合起來(lai)。

航運巨頭(tou)馬士(shi)基成立了一家(jia)名(ming)為Stillstrom的(de)新企(qi)業(ye)，用(yong)來開發其(qi)海上充電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)站并(bing)將(jiang)其(qi)商(shang)業(ye)化(hua)。Stillstrom 目前正在(zai)建(jian)造其(qi)海上充電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)浮標(biao)的(de)原型(xing)，它要用(yong)一條(tiao)輸電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)線(xian)路把電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力從風電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)場的(de)陸上基礎設(she)施(shi)輸送(song)到浮標(biao)。該(gai)原型(xing)裝置可(ke)產生不到1兆(zhao)瓦(wa)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力，能夠將(jiang)來自電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)網的(de)高壓(ya)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力轉換為適(shi)合船舶(bo)使(shi)用(yong)的(de)低壓(ya)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力。

Stillstrom和丹麥海上風電巨頭 ?rsted 計(ji)劃2022年第三季度推出(chu)世界上第一(yi)個全尺寸(cun)的海上船舶浮標充電站。

Stillstrom充電浮標

另一家位于蘇格蘭阿伯丁(ding)的(de)Oasis Marine Power公(gong)(gong)司(si)也(ye)在建造海上充電浮(fu)標(biao)。但該公(gong)(gong)司(si)并不像Stillstrom一樣(yang)把目標(biao)客戶(hu)放在港口(kou)閑置的(de)貨船(chuan)身上，而是瞄(miao)準了為(wei)海上風電場提供服務的(de)小型船(chuan)舶。

直(zhi)充(chong)之外(wai)，部分公(gong)司也(ye)在(zai)尋(xun)找(zhao)跟電動(dong)汽車類似的(de)換電方式(shi)，當然具體的(de)方式(shi)不(bu)大(da)相同。

Fleetzero是(shi)一(yi)家美國(guo)的初創企業，它(ta)(ta)就正在試驗在標準的20英尺集(ji)裝(zhuang)箱(xiang)中制(zhi)造(zao)電(dian)池。這些集(ji)裝(zhuang)箱(xiang)經過(guo)改(gai)造(zao)后(hou)可以為海(hai)上較小的船只提供動力。當(dang)一(yi)艘船進港時，集(ji)裝(zhuang)箱(xiang)船上耗盡的電(dian)池就會被(bei)替(ti)換成新的電(dian)池。據了(le)解，Fleetzero正在阿拉巴馬州建造(zao)它(ta)(ta)的第一(yi)個電(dian)池組原型，打算在2022年底投入使用。

Fleetzero

國內也有不少純電動(dong)船舶(bo)在(zai)嘗試換電模式。

前文提(ti)到的中遠海運700TEU級長江干線電(dian)(dian)(dian)動(dong)集裝箱(xiang)船(chuan)也是采(cai)用中創新航設計(ji)和開發的可更換(huan)船(chuan)用集裝箱(xiang)式(shi)電(dian)(dian)(dian)池(chi)作為動(dong)力源。全船(chuan)可配裝36個(ge)20teu箱(xiang)式(shi)電(dian)(dian)(dian)源，裝機(ji)容(rong)量(liang)50MWh，采(cai)用碼頭岸(an)基(ji)換(huan)電(dian)(dian)(dian)方式(shi)。

還有，國(guo)家電投綠電聯合江(jiang)蘇(su)遠洋等(deng)打造的(de)“120TEU純電池集裝箱船(chuan)”，也(ye)在今(jin)年2月開工建造，按(an)照設計(ji)，該船(chuan)采(cai)用“即(ji)插即(ji)拔”式(shi)(shi)換(huan)電模(mo)式(shi)(shi)，單次換(huan)電作(zuo)業時間僅需20分鐘。

結語

總體來看，受電(dian)池的(de)能量(liang)密度(du)、充(chong)放電(dian)速度(du)等(deng)技術水平(ping)限(xian)制，現階段純電(dian)動(dong)船(chuan)(chuan)(chuan)舶還是主要(yao)集中在內湖、內河以及近海港口(kou)，應用船(chuan)(chuan)(chuan)型(xing)以車客渡船(chuan)(chuan)(chuan)、客船(chuan)(chuan)(chuan)、港口(kou)拖船(chuan)(chuan)(chuan)、港務船(chuan)(chuan)(chuan)以及海工船(chuan)(chuan)(chuan)等(deng)為主，在大型(xing)、長距離(li)航(hang)線船(chuan)(chuan)(chuan)舶的(de)應用可行性并不高(gao)。

并且，目前船(chuan)用(yong)動力電(dian)池(chi)壽命(ming)一(yi)般在10年(nian)內(nei)，但船(chuan)舶(bo)的(de)壽命(ming)可以達到(dao)30年(nian)，這也(ye)就意味著船(chuan)舶(bo)全生命(ming)周期內(nei)需要更(geng)換幾次電(dian)池(chi)，運營(ying)成本(ben)、電(dian)費(fei)再(zai)加上更(geng)換系統(tong)費(fei)用(yong)等都將(jiang)成為船(chuan)舶(bo)電(dian)氣化過程中的(de)攔路(lu)虎。

曾有行(xing)業發分析(xi)師在2020年發文判斷，當時的(de)電動船舶就類(lei)似新能源汽車2004年左右的(de)情(qing)況，電動船產業化可能要(yao)再(zai)等10年。

但(dan)通過這(zhe)兩年的(de)發(fa)展，我(wo)們能夠判斷行業發(fa)展確(que)實處在(zai)初期，困難也(ye)都還在(zai)，但(dan)技術擴散的(de)加(jia)速(su)以及環保法(fa)規日趨嚴厲，多(duo)重因素的(de)疊加(jia)也(ye)大(da)概率會加(jia)速(su)純電動船舶的(de)發(fa)展，或(huo)許行業的(de)爆發(fa)不用再等10年。（本文(wen)首發(fa)鈦媒體App，作者/韓敬嫻，編輯/張敏）