億緯鋰能/寧德時(shí)代“揚(yáng)帆”電動(dòng)船舶 磷酸鐵鋰“大顯身手”
在新能源汽車市場交戰(zhàn)正酣之際，一些先知先覺的電池企業(yè)已經(jīng)開始瞄準(zhǔn)前景廣闊的電動(dòng)船舶市場。
近日，國內(nèi)首艘純電動(dòng)港作拖輪在連云港正式開工建造。在主動(dòng)力系統(tǒng)上，該船采用了億緯鋰能的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池組替代常規(guī)柴油機(jī)組作為主推進(jìn)動(dòng)力，整船設(shè)計(jì)多組電池組互為備用，安全系數(shù)高，更是解決了傳統(tǒng)柴油機(jī)推進(jìn)的油污染和碳排放問題。在充電模式和裝置上，該船可以采用快充和慢充兩種模式，快充2小時(shí)可充滿，慢充6-8小時(shí)充滿。
據(jù)悉，按照當(dāng)前在港拖輪的平均利用率、油耗等方面進(jìn)行測算，雖然純電動(dòng)拖輪造價(jià)要高于常規(guī)柴油拖輪，但每年可以節(jié)約能源消耗300噸左右。若從全生命周期效益分析，當(dāng)純電動(dòng)拖輪使用壽命達(dá)到30年時(shí)，基本可節(jié)省一條常規(guī)拖輪的造價(jià)，經(jīng)濟(jì)性十分可觀。而純電動(dòng)拖輪的使用，每年每艘將可減排約900噸碳氧化物、12噸硫化物，相當(dāng)于300多輛小汽車的減排量，環(huán)保效益巨大。
無獨(dú)有偶。前不久，福建省首艘電動(dòng)高端內(nèi)河游船“閩江之星”在福州臺(tái)江碼頭成功首航。該船動(dòng)力電池系統(tǒng)采用寧德時(shí)代大容量高安全磷酸鐵鋰電芯，配備936kWh電量，以13km/h的速度航行，可持續(xù)運(yùn)行8小時(shí)。
據(jù)了解，這套動(dòng)力電池系統(tǒng)滿足中國船級(jí)社最新、最嚴(yán)苛的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，每顆電芯都設(shè)有兩個(gè)獨(dú)立的溫度傳感器，能夠?qū)崟r(shí)、精確監(jiān)測電芯狀態(tài)，有效保障船舶安全。據(jù)估算，采用“閩江之星”電動(dòng)游船替代傳統(tǒng)游船，每年將可以實(shí)現(xiàn)一氧化碳減排約1.5噸、氮氧化物減排約1.7噸。
“目前，99%以上水運(yùn)船舶采用柴油作為推進(jìn)系統(tǒng)動(dòng)力，混合動(dòng)力和純電動(dòng)船迎來巨大發(fā)展機(jī)遇。”在中國·湖北綠色新能源船舶行業(yè)發(fā)展研討會(huì)上，中國船級(jí)社武漢分社副總經(jīng)理唐健表示，大力發(fā)展綠色航運(yùn)，不僅能降低綜合成本，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展也具有重要現(xiàn)實(shí)意義。
船舶電動(dòng)化大趨勢
近年來，全球交通領(lǐng)域新能源轉(zhuǎn)型已是大勢所趨，航運(yùn)業(yè)正逐步將綠色發(fā)展指向電動(dòng)船舶。傳統(tǒng)的裝配柴油機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的船舶技術(shù)等級(jí)低，航行和進(jìn)港過程產(chǎn)生大量的油污水和有害氣體及顆粒物，且噪音污染嚴(yán)重，對(duì)水域生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。因此，具有能耗低、零排放、低噪音、無污染的電動(dòng)船舶是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和船舶系統(tǒng)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要路徑。
根據(jù)國際海事組織環(huán)境規(guī)則，2020年起，船用燃料含硫量在公海需低于0.5%，近海區(qū)需低于0.1%。各國與船舶大氣污染有關(guān)的環(huán)保法律、法規(guī)都在密集出臺(tái)，很多國家港口已實(shí)施嚴(yán)格的船舶排放標(biāo)準(zhǔn)，倒逼船舶制造轉(zhuǎn)型。
自2015年起，我國研制的500噸級(jí)、2000噸級(jí)純電動(dòng)貨運(yùn)船成功運(yùn)行在長江、珠江水域，填補(bǔ)了世界同噸位內(nèi)河純電動(dòng)散貨船的空白，標(biāo)志著我國內(nèi)河水運(yùn)開啟了電力驅(qū)動(dòng)的新時(shí)代，成為業(yè)界綠色水運(yùn)轉(zhuǎn)型的典范。2017年11月，全球首艘2000噸級(jí)純電動(dòng)散貨船在廣州龍穴造船基地吊裝下水，填補(bǔ)了世界同噸位級(jí)內(nèi)河雙電驅(qū)動(dòng)散貨船的市場空白。
2018年12月，全國首條京杭運(yùn)河千噸級(jí)純電動(dòng)運(yùn)輸船舶合作協(xié)議在江蘇常州簽署。在該項(xiàng)目中，作為電動(dòng)貨船核心部件的動(dòng)力系統(tǒng)采用具有高比功率的超級(jí)電容和高比能量的動(dòng)力鋰電池相組合進(jìn)行供電，通過了國家發(fā)改委、工信部、中國船級(jí)社CCS等權(quán)威認(rèn)證。
為推廣純電動(dòng)船舶，國家有關(guān)部門正完善船舶檢驗(yàn)法規(guī)和建造規(guī)范、加快推進(jìn)船舶岸電受電設(shè)施改造、船舶使用岸電激勵(lì)機(jī)制等。其中中國船級(jí)社已建立涵蓋LNG（液化天然氣）運(yùn)輸、加注、利用各環(huán)節(jié)的LN***上應(yīng)用規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)體系。
磷酸鐵鋰是最佳選擇
“磷酸鐵鋰電池以其高安全性、長壽命、低成本、性能均衡等多方優(yōu)勢成為現(xiàn)階段船舶動(dòng)力電池的最優(yōu)選擇。”寧德時(shí)代副總裁吳凱表示。基于安全性和經(jīng)濟(jì)性，近年磷酸鐵鋰動(dòng)力電池及BMS電池管理系統(tǒng)發(fā)展迅速，充放電倍率的提高使船舶啟動(dòng)加速及動(dòng)力操控性更好，已經(jīng)具備了在船舶上推廣應(yīng)用的技術(shù)條件。
據(jù)了解，目前國內(nèi)諸多船用電池廠家的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池產(chǎn)品已通過實(shí)驗(yàn)測試，獲得了中國船級(jí)社認(rèn)可證書。目前用于電動(dòng)船舶的磷酸鐵鋰電池，單體能量密度可達(dá)160Wh/kg。而且，磷酸鐵鋰電芯價(jià)格已經(jīng)下降至0.6元/Wh，在船舶應(yīng)用領(lǐng)域已具備經(jīng)濟(jì)性。不過，雖然船舶用磷酸鐵鋰電芯與新能源車用磷酸鐵鋰電芯幾無差別，但是船舶鋰電池系統(tǒng)要求較高，對(duì)安全、消防系統(tǒng)要求都比車用高。
根據(jù)國際市場研究機(jī)構(gòu)發(fā)布的《2015—2024全球電動(dòng)船舶、小型潛艇及自動(dòng)水下船舶的市場報(bào)告》預(yù)測：由于良好性能、可承擔(dān)成本、法律禁令等因素，電動(dòng)船市場正迎來快速增長，到2024年全球電動(dòng)船舶市場的規(guī)模將達(dá)到73億美元，市場前景非常廣闊。船舶電動(dòng)化帶來的鋰電池需求將快速增長，業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì)，到2025年的電池需求將超過6GWh。
不過，值得注意的是，盡管電動(dòng)船舶市場潛力巨大，但是電動(dòng)船舶產(chǎn)業(yè)和市場仍處于起步階段，當(dāng)前電動(dòng)船舶大規(guī)模推廣應(yīng)用仍受制于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)缺失、充電設(shè)施不完善、電網(wǎng)供電能力有限及商業(yè)模式不清晰等問題；仍需要業(yè)界廣大從業(yè)者不斷努力。
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