“闊闊真公主”號電動船正式開工
近來，電池動力捷報頻傳，為航運業(yè)實現(xiàn)零排放目標(biāo)增添了不少信心。
日本船東Asahi Tanker近日宣布，將在日本國內(nèi)船企建造全球首制兩艘零排放電力推進(jìn)油船。新船將采用e5 Lab Inc公司開發(fā)設(shè)計的“e5油船”設(shè)計。這些油船將由大容量鋰離子電池供電，是純電池動力油船，新船能夠?qū)崿F(xiàn)二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物、煤煙等物質(zhì)的完全零排放，降低環(huán)境負(fù)荷。
2020年4月10日，由廣東凱力船艇股份有限公司為廣州城港旅游發(fā)展有限公司建造的“福船”——“闊闊真公主”號電動船正式開工。“闊闊真公主”號游船是真正實現(xiàn)零排放的純電池動力游船，是中國第一批由交通部運輸海事局正式批復(fù)，并通過中國船級社CCS認(rèn)證的4艘純電池動力游船之一，建成后將成為珠江游船新標(biāo)桿。
康士伯為全球首艘無人純電動拖船配套全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器。這艘先進(jìn)的新型拖輪將配備兩臺康士伯US255 L PM FP永磁電機全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器。憑借其集成的永磁電動機、無與倫比的操縱性、堅固的模塊化結(jié)構(gòu)，以及久經(jīng)驗證的可靠性，這些推進(jìn)器提供了最低的運行成本與無可挑剔的環(huán)保性能。
近年來，環(huán)保話題日益受到關(guān)注，船舶動力能源種類正在從以化石能源為主逐漸向低碳化能源轉(zhuǎn)變，電動化趨勢漸升，開始在船舶上得到大力推廣應(yīng)用。
2025年市場規(guī)模35.41GWh
電動船舶具有綠色環(huán)保、零污染、安全以及使用成本低等優(yōu)點，其運行成本明顯低于柴油和LNG燃料船舶。此外，電動船舶的結(jié)構(gòu)簡單、運行穩(wěn)定、維護(hù)成本低，更適應(yīng)未來環(huán)保趨勢。
電動船舶需要攜帶較多數(shù)量的電池，對電池的放電倍率、循環(huán)性、成本的要求也較高。
在電池類型選擇上，和鉛酸電池相比，磷酸鐵鋰電池在安全性、能量密度、循環(huán)性能等方面優(yōu)勢明顯。不過磷酸鐵鋰電池目前較多應(yīng)用在新能源客車以及儲能等領(lǐng)域較多，應(yīng)用于電動船舶上的磷酸鐵鋰電池將面臨較多技術(shù)驗證，需要更嚴(yán)格的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品價格較高。
就具體應(yīng)用而言，現(xiàn)階段鋰電池只運用在少量混合動力型船舶上，超過5000噸級的中大型船舶完全鋰電化難度較大，未來將成逐年遞增趨勢。
數(shù)據(jù)顯示，2019年、2022年以及2025年的電動船舶鋰電化滲透率按照0.035%、0.55%、18.5%計算，截至2025年，電動船舶用鋰電池市場將達(dá)到35.41GWh。
基于對船舶鋰電市場未來發(fā)展巨大潛力的判斷，相關(guān)企業(yè)已開始提前布局。
安全是重中之重
中國船舶重工集團(tuán)公司第七一二研究所副所長李明勇曾就船舶的電動化談了觀點：內(nèi)河，游船、渡船和作業(yè)船這些固定航區(qū)船舶要達(dá)到零排放，能源主要是電池系統(tǒng)，當(dāng)前最主要的是鋰電池，下一個階段應(yīng)該是氫燃料電池技術(shù)。
從船艙電池艙設(shè)計到電源系統(tǒng)的設(shè)計，到電源模塊到電芯，是分層次分架構(gòu)的設(shè)計方式，中國船級社規(guī)范里明確提出，以分層進(jìn)行檢驗，我們提出在船舶里面的電池系統(tǒng)要基于電芯創(chuàng)立的柔性成組技術(shù)，就是將電池或者說電化學(xué)技術(shù)和電力電學(xué)達(dá)到高度集合，達(dá)到高安全性大容量的需求。
通過與電力電池的結(jié)合這種方式來達(dá)到電池組隨意擴充。未來的方向我們認(rèn)為是燃料電池發(fā)動機加上鋰電池組合的能源形態(tài)。推進(jìn)系統(tǒng)效率方面，除了電機本身的效率還有推進(jìn)器或者螺旋槳的效率；另外就是低振動，船舶對振動的要求比較高；第三個就是機槳一體化，為此我們提出來船舶需要的推進(jìn)系統(tǒng)關(guān)注的是吊艙式的推進(jìn)器。
關(guān)于充電，有關(guān)充電接口問題較受關(guān)注。船舶在水上運動，對充電過程提出一些特殊要求。目前，已經(jīng)實船應(yīng)用的充電方式有有線和無線兩種。
產(chǎn)業(yè)難點與瓶頸
國家對于船舶動力電池的發(fā)展高度重視。去年，科技部在對十三屆全國人大二次會議第5889號建議的答復(fù)中指出：近年來，受環(huán)境保護(hù)、減少有害氣體排放等政策的影響，液化天然氣、鋰電池、燃料電池、太陽能、風(fēng)能、岸電等清潔能源以及余熱發(fā)電等技術(shù)正在船舶上得到應(yīng)用，船舶能源種類從以化石能源為主的局面逐漸向低碳化能源轉(zhuǎn)變。多種能源的接入推動了船舶動力系統(tǒng)朝著電氣化方向發(fā)展，未來船舶的能源種類將多種多樣，能源應(yīng)用形式呈現(xiàn)多元化、混合化。
大功率純電池動力的安全性、能量功率密度提升、一次性成本太高等問題，將是純電池動力在船舶推廣應(yīng)用的難題，需加強技術(shù)研發(fā)，進(jìn)行充分測試驗證，確保安全可靠應(yīng)用和經(jīng)濟(jì)性。科技部將持續(xù)加強動力電池、燃料電池等關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，不斷深入開展交通電動化轉(zhuǎn)型研究，為交通領(lǐng)域節(jié)能減排和減少污染物排放提供科技支撐。
安全、循環(huán)及倍率方面綜合性能更優(yōu)的磷酸鐵鋰方形動力電池為主流。并且隨著未來磷酸鐵鋰電池應(yīng)用在電動船舶領(lǐng)域的比例增多，產(chǎn)品的價格將會呈現(xiàn)下降趨勢。
有關(guān)機構(gòu)預(yù)測，電動船舶市場的發(fā)展整體呈現(xiàn)兩個階段，2018-2021年增速緩慢，2022-2025年增速加快。若電動船舶用鋰電池市場鋰電化滲透率達(dá)到50%，將帶動鋰電池市場90GWh以上的規(guī)模。
未來，船舶鋰電化趨勢將主要集中在沿江沿海城市渡船、觀光船，內(nèi)河貨船，港口拖船市場等，部分大中型船舶使用鋰電替代鉛酸，進(jìn)而促進(jìn)鋰電池船用化加速。
但是，當(dāng)前船用電池檢測還停留在電芯級，檢測項目也與車載動力電池項目類似，船用電池完善安全規(guī)范體系和內(nèi)湖、內(nèi)江小型船舶市場規(guī)范性運營體系也需要進(jìn)一步完善。
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