關于電廠專用碼頭推進船舶岸電系統的分析和建議

1 分析

船舶靠港時通常采用船舶輔機發電來滿足船舶用電需求。輔機在工作過程中燃燒重油驅動發電機發電，其能效較低并排放大量污染物，對周邊環境造成污染。美國洛杉磯等一些國外主要港口為減少船舶污染物排放，已經禁止船舶在停靠碼頭期間使用船舶輔機，以降低能源消耗、減少排放而代之以碼頭岸電系統。國內的一些大型港口也開展了類似的探索，以促進港口節能減排工作。

另外，從航運企業角度來看，能源緊缺造成的國際原油價格的不斷攀升也使得靠港船舶使用燃油發電的成本不斷升高，如果使用岸電技術，船舶靠港的運營成本將會有所降低。

在碼頭實施船舶接岸電，既滿足政府提出的減排要求，也是建設“綠色港口”和提高碼頭競爭力的需要。

若在國內沿海各發電集團的電廠自有碼頭實施岸電項目，還可有效利用電廠廠用電成本相對工業用電成本更低的優勢降低航運企業一部分運行成本，實現增盈或減虧。

2 工作原理

船舶由于來自不同國家，使用的供電電制也會有區別，有國內船舶使用三相三線制380V/50Hz交流電制，也有外輪多以三相三線制440V/60Hz交流電制為主。為滿足國內、外船舶供電容量和電制不同的要求，需要選型并安裝可以調節電壓的大功率變頻裝置同時兼顧如下事項：

（1）岸電箱要考慮安全性與方便性；

（2）插接設備的選用，既要考慮能夠保證船用電與岸電相序的一致性，又要有效的防止斷電，同時適應碼頭高溫、高濕、高腐蝕性等惡劣的環境；

（3）安裝計量電表，對靠港船舶接用岸電情況準確計量，便于結算。

3 岸電系統效益分析

3.1 社會效益

按照每電廠年設計消耗1000.0萬噸煤炭計算，需要10萬噸級船舶一年100個航次。以船舶每次停靠碼頭3天，每天輔機耗燃油2.5噸計算，累計靠泊期間全年輔機耗油為750噸。

通過折算，燃燒750噸燃油，需排放2370噸CO2、2.99噸SOX、39.8噸NOX，數量可觀，對港區環境改善將起到重要作用。如果此項技術在國內的相關電廠加以推廣，采用岸電技術，船舶在港區期間每年預計將減排上萬噸CO2及其排放物，減排效益十分可觀。

由此可見，通過實施該項目，可以緩解船舶在港期間對港區大氣環境的影響，有效改善區域環境，對節能減排工作做出積極貢獻。

3.2 經濟效益

相比于燃油機發電，船舶停泊一次（按停泊時間平均3天計算），需要燃料資金：2.5噸/天*3天*4500元/噸=33750元；

接用岸電后，船舶停泊一次需要用電18000千瓦時，按0.8元/千瓦時計算，需要14400元；兩者相比，船舶每靠泊一次接用岸電將節省資金19350元左右。按一年航次100班計，將能節省190萬余元燃料費，能夠有效降低生產成本。若對主、副機暖缸系統、燃油系統增加電加熱裝置，在船舶靠碼頭期間停用鍋爐，則經濟效益還將增加。

3.3 隱性效益

船舶靠碼頭接岸電后可以減少輔機等設備的工作時間，還可以節約船舶設備的部分修理和備件費用

4 方案介紹

目前在國內、外普遍采用的岸電供電方式有兩種，有高壓和低壓供電兩種方式：

4.1 高壓供電

高壓供電有如下特點：

（1）電源容量大：一根電纜、高壓上船。比起常規的船舶供電，高壓電源所提供的供電容量大，可供船舶在靠港期間的常規作業用電。

（2）連接便捷化：一個接口、操作簡便。操作員只需將一個插頭從船上放下，接至碼頭高壓接線箱插座內，即可完成船岸對接。

（3）操作自動化：一鍵操作、不間斷供電。船上僅需一鍵操作就能實現船岸自動并網、自動負載轉移、自動切斷發電機供電。

4.2 低壓供電

低壓供電的特點：

（1）電源容量相對較小：需要至少3根最多9根電纜上船，以保證船舶正常作業需要。

（2）連接操作比較麻煩：需要至少連接3根以上電纜。

（3）能實現一鍵操作、船舶不間斷供電。

上述高壓、低壓兩種岸電供電方式比較，可以看到高壓供電方便、簡單可靠，有交通部發布的碼頭船舶岸電實施建設技術規范可依據，且已經通過了相關CCS和KR船級社的認證。低壓供電系統目前還沒有相關的技術規范和船級社認證資料可參考和依據。

高壓供電碼頭和船舶的初投資比較大，經測算碼頭方面投資約為400.0萬元人民幣，船舶相應改造和添加設備投資約為150.0萬元人民幣。

低壓供電碼頭和船舶的初投資相對較少，經估計碼頭方投資約250.0萬元人民幣，每艏船舶改造和加裝設備投資約60.0萬元人民幣。

5 結論

使用高壓供電系統，5-10萬噸級船舶可在4-5年內可以收回投資。鑒于船舶使用高壓岸電供電系統已有技術規范和相關船級社的認證可依據，及電廠現有高壓電的有利條件，建議船舶使用高壓岸電系統。

【參考文獻】

[1]碼頭船舶岸電實施建設技術規范[S].

[2]船舶高壓岸電系統檢驗指南[S].

[責任編輯：周娜]