基于客運(yùn)安全的新能源純電池動(dòng)力客船發(fā)展分析

姜 磊，梁 強(qiáng)，陳 攀

(1.交通運(yùn)輸部水運(yùn)科學(xué)研究院，北京 100088；2.中國(guó)長(zhǎng)江電力股份有限公司檢修廠，湖北 宜昌 443000；3.中國(guó)艦船研究設(shè)計(jì)中心，湖北 武漢 430064)

現(xiàn)代航運(yùn)業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行發(fā)展息息相關(guān)，然而伴隨而來的還有日益突出的排放污染。近年來，圍繞大氣污染防治、能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、生態(tài)文明建設(shè)，相關(guān)部門發(fā)布實(shí)施了一系列鼓勵(lì)船舶應(yīng)用電能等清潔能源的政策措施。新能源純電池動(dòng)力客船(以下簡(jiǎn)稱純電池動(dòng)力客船)運(yùn)營(yíng)期間具有振動(dòng)小，噪聲低以及NOx、SOx、CO2、PM“零排放”的優(yōu)點(diǎn)，并可大幅減少含油污水排放，能夠有效防治船舶大氣污染、水污染，改善人居環(huán)境，優(yōu)化航運(yùn)能源結(jié)構(gòu)，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

1 新能源純電池動(dòng)力客船發(fā)展現(xiàn)狀

在節(jié)能減排綠色發(fā)展為主題的當(dāng)代，純電池動(dòng)力船舶發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁。根據(jù)中國(guó)造船工程學(xué)會(huì)統(tǒng)計(jì)，全球運(yùn)營(yíng)中和擬建造的電動(dòng)船舶超過150艘。北歐地區(qū)的挪威是目前全球大中型純電池動(dòng)力客船運(yùn)營(yíng)最多的國(guó)家，世界首艘電池動(dòng)力汽車渡船“Ampere”號(hào)于2015年在挪威投入運(yùn)營(yíng)，2017年挪威運(yùn)輸公司在兩家歐洲船廠下單訂造7艘電池動(dòng)力車客渡船。挪威純電池動(dòng)力客渡船見圖1。北歐地區(qū)現(xiàn)有純電池動(dòng)力船舶幾乎全部為客運(yùn)船舶，載客量集中在50～80人，主要運(yùn)行在沿海島嶼間的固定往返航線。歐盟制定了“E-Ferry”項(xiàng)目作為Horizon 2020發(fā)展計(jì)劃中交通領(lǐng)域科研創(chuàng)新重點(diǎn)項(xiàng)目，計(jì)劃在歐盟范圍內(nèi)大力推廣純電動(dòng)渡船。

圖1 挪威純電池動(dòng)力客渡船

我國(guó)純電池動(dòng)力客船發(fā)展起步稍晚，但發(fā)展速度較快。自2013年以來，我國(guó)已建和在建的純電池動(dòng)力客運(yùn)船舶超過50艘。國(guó)內(nèi)純電池動(dòng)力游船見圖2。近年來國(guó)家各部委和地方也出臺(tái)了一系列鼓勵(lì)純電池動(dòng)力船舶發(fā)展的政策措施，如國(guó)務(wù)院發(fā)布的《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃》(國(guó)發(fā)〔2018〕22號(hào))、交通運(yùn)輸部發(fā)布的《關(guān)于推進(jìn)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶綠色航運(yùn)發(fā)展的指導(dǎo)意見》《關(guān)于全面加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)堅(jiān)決打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的實(shí)施意見》《加快長(zhǎng)江干線推進(jìn)靠港船舶使用岸電和推廣液化天然氣船舶應(yīng)用的指導(dǎo)意見》等均明確提出推廣使用電力等新能源船舶、推動(dòng)電動(dòng)船舶建造和改造，深圳市和廣州市等地出臺(tái)了對(duì)純電池動(dòng)力客船建造給予30%～40%補(bǔ)貼資金的政策措施。在此背景下，國(guó)內(nèi)航運(yùn)公司發(fā)展純電池動(dòng)力客船的積極性高漲，如鎮(zhèn)江、廣州、深圳、舟山等地30余艘客運(yùn)船舶已開展純電池動(dòng)力應(yīng)用的前期工作。

圖2 國(guó)內(nèi)純電池動(dòng)力游船

航運(yùn)公司發(fā)展純電池動(dòng)力客船十分積極，但實(shí)際應(yīng)用中受多因素影響，純電池動(dòng)力客船應(yīng)用推廣進(jìn)程緩慢，其中尤以政策和規(guī)范的限制影響較為突出。長(zhǎng)期以來客船都是我國(guó)水路交通領(lǐng)域重點(diǎn)監(jiān)管的對(duì)象，主要是考慮客船載客人數(shù)較多、安全風(fēng)險(xiǎn)大，尤其是容易發(fā)生重特大事故，且政治敏感度高、社會(huì)影響大。為了加強(qiáng)水上客運(yùn)安全管理，近年來交通運(yùn)輸部相繼發(fā)布了一系列關(guān)于客船改建的政策規(guī)定，但部分規(guī)定從一定程度上限制了純電池動(dòng)力客船的應(yīng)用推廣。以上客船包括普通客船、高速客船、旅游船、郵船、客滾船、客渡船、汽渡船、火車輪渡、載貨汽車滾裝船等。

2 現(xiàn)有柴油動(dòng)力客船改建為純電池動(dòng)力面臨限制

1)《關(guān)于加強(qiáng)水上客運(yùn)安全管理的意見》。2014年，交通運(yùn)輸部發(fā)布的《關(guān)于加強(qiáng)水上客運(yùn)安全管理的意見》(交海發(fā)〔2014〕142號(hào))，其中在第五條加強(qiáng)客運(yùn)船舶檢驗(yàn)中明確規(guī)定“禁止再對(duì)客運(yùn)船舶開展重大改建，不得為重大改建的客運(yùn)船舶簽發(fā)檢驗(yàn)證書。對(duì)于其他非重大改建客船，應(yīng)按不低于初始建造檢驗(yàn)核定的穩(wěn)性、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度指標(biāo)以及現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行審圖和檢驗(yàn)發(fā)證。”

2)《關(guān)于加強(qiáng)長(zhǎng)江客運(yùn)安全管理工作的實(shí)施意見》。2016年，交通運(yùn)輸部辦公廳發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)長(zhǎng)江客運(yùn)安全管理工作的實(shí)施意見》，提出要進(jìn)一步落實(shí)長(zhǎng)江客運(yùn)企業(yè)安全生產(chǎn)主體責(zé)任，嚴(yán)格客運(yùn)市場(chǎng)準(zhǔn)入和管理，嚴(yán)格客船檢驗(yàn)管理，進(jìn)一步加強(qiáng)客運(yùn)安全監(jiān)管4部分22條具體要求。

3)《船舶檢驗(yàn)管理規(guī)定》。2016年，交通運(yùn)輸部發(fā)布的《船舶檢驗(yàn)管理規(guī)定》(中華人民共和國(guó)交通運(yùn)輸部令2016年第2號(hào))中明確了重大改建的范圍：①船舶的主尺度；②船舶類型；③船舶的分艙水平；④船舶的承載能力；⑤乘客居住處所；⑥主推進(jìn)系統(tǒng)；⑦影響船舶穩(wěn)性；⑧海事局認(rèn)定的涉及船舶主要性能與安全的其他情況。

4)船級(jí)社重大改裝檢驗(yàn)管理程序。2018年，中國(guó)船級(jí)社在重大改裝檢驗(yàn)管理程序中也明確列出“根據(jù)交通運(yùn)輸部《關(guān)于加強(qiáng)水上客運(yùn)安全管理的意見》，禁止對(duì)客船進(jìn)行重大改裝”。因此，中國(guó)船級(jí)社目前尚不受理客船重大改建。

5)交通運(yùn)輸部安委會(huì)《關(guān)于近期涉客船舶水上交通事故警示通報(bào)》。2019年，交通運(yùn)輸部安委會(huì)《關(guān)于近期涉客船舶水上交通事故警示通報(bào)》(交安委明電[2019]11號(hào))中再次強(qiáng)調(diào)：禁止對(duì)客船開展增加乘客定額、降低船舶安全技術(shù)指標(biāo)的重大改建，不得為違規(guī)重大改建的客運(yùn)船舶簽發(fā)檢驗(yàn)證書。

目前國(guó)內(nèi)常規(guī)柴油動(dòng)力客船改造為純電池動(dòng)力客船，由于需采用電力推進(jìn)系統(tǒng)，其主推進(jìn)系統(tǒng)發(fā)生變化。采用電池和電推系統(tǒng)后的純電池動(dòng)力客船，船體質(zhì)量相比原來柴油機(jī)動(dòng)力船舶發(fā)生變化，對(duì)其承載能力和穩(wěn)性均會(huì)產(chǎn)生一定的影響，船舶的載重線及噸位會(huì)發(fā)生變化。由于鋰電池和電控系統(tǒng)相關(guān)布置要求，可能對(duì)船舶的結(jié)構(gòu)和分艙水平產(chǎn)生影響。此外，由于鋰電池的特性，船舶的防火設(shè)施和要求也會(huì)發(fā)生變化。鑒于以上情況，根據(jù)《船舶檢驗(yàn)管理規(guī)定》，常規(guī)柴油動(dòng)力客船改造為純電池動(dòng)力客船屬于重大改建的范圍，而客船重大改建面臨上述政策和規(guī)范的限制。

3 新建純電池動(dòng)力客船受制于運(yùn)力調(diào)控

面對(duì)現(xiàn)有客船改造面臨政策限制，各航運(yùn)企業(yè)紛紛轉(zhuǎn)向發(fā)展新建純電池動(dòng)力客船，但同時(shí)發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)新建客船受到運(yùn)力調(diào)控，發(fā)展空間受到限制。

1)《關(guān)于加強(qiáng)水上客運(yùn)安全管理的意見》。2014年，交通運(yùn)輸部發(fā)布的《關(guān)于加強(qiáng)水上客運(yùn)安全管理的意見》(交海發(fā)〔2014〕142號(hào))中明確規(guī)定“提高新增客運(yùn)企業(yè)、客運(yùn)運(yùn)力和航線的安全要求，從嚴(yán)審批和調(diào)控新增客運(yùn)企業(yè)、運(yùn)力和航線，嚴(yán)格控制新增單船公司”。

2)《關(guān)于加強(qiáng)長(zhǎng)江干線省際旅客運(yùn)輸市場(chǎng)調(diào)控的通告》。2014年，長(zhǎng)航局發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)長(zhǎng)江干線省際旅客運(yùn)輸市場(chǎng)調(diào)控的通告》，對(duì)長(zhǎng)江干線省際旅客運(yùn)輸(跨省客船)市場(chǎng)進(jìn)行調(diào)控，嚴(yán)格控制增加新的經(jīng)營(yíng)主體、嚴(yán)格控制新增運(yùn)力、延緩新增運(yùn)力投放。

3)《關(guān)于加強(qiáng)長(zhǎng)江客運(yùn)安全管理工作的實(shí)施意見》。2016年，交通運(yùn)輸部辦公廳發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)長(zhǎng)江客運(yùn)安全管理工作的實(shí)施意見》(交辦安監(jiān)〔2016〕2號(hào))，明確了嚴(yán)格客運(yùn)市場(chǎng)準(zhǔn)入和管理：水路運(yùn)輸管理部門應(yīng)嚴(yán)控新增客運(yùn)經(jīng)營(yíng)主體；嚴(yán)控新增客船運(yùn)力，按規(guī)定實(shí)施“以舊換新”更新運(yùn)力，調(diào)整運(yùn)力結(jié)構(gòu)；嚴(yán)控客船延伸航線，客船延伸航線必須滿足現(xiàn)行船舶檢驗(yàn)規(guī)范要求。

4)《國(guó)內(nèi)水路運(yùn)輸管理規(guī)定》。2016年，交通運(yùn)輸部發(fā)布的《國(guó)內(nèi)水路運(yùn)輸管理規(guī)定》(交通運(yùn)輸部令2016年第79號(hào))中第十四條規(guī)定：水路運(yùn)輸經(jīng)營(yíng)者新增客船運(yùn)力，應(yīng)當(dāng)經(jīng)其所在地設(shè)區(qū)的市級(jí)人民政府水路運(yùn)輸管理部門向具有許可權(quán)限的部門提出申請(qǐng)；具有許可權(quán)限的部門根據(jù)運(yùn)力運(yùn)量供求情況對(duì)新增運(yùn)力申請(qǐng)予以審查；根據(jù)運(yùn)力供求情況需要對(duì)新增運(yùn)力予以數(shù)量限制時(shí)，依據(jù)經(jīng)營(yíng)者的經(jīng)營(yíng)規(guī)模、管理水平、安全記錄、誠(chéng)信經(jīng)營(yíng)記錄等情況，公開競(jìng)爭(zhēng)擇優(yōu)作出許可決定。

根據(jù)上述政策和規(guī)定可以看出，新建純電池動(dòng)力客船面臨嚴(yán)格的審批和運(yùn)力調(diào)控，其中比較易行的是通過“以舊換新”更新來新建純電池動(dòng)力客船。但總體上來看，在目前新建客船運(yùn)力受到嚴(yán)格調(diào)控的情況下，新建純電池動(dòng)力客船的發(fā)展規(guī)模十分有限。

4 新能源純電池動(dòng)力客船推廣應(yīng)用的建議

純電池動(dòng)力客船具有運(yùn)營(yíng)“零排放”、舒適、節(jié)能、環(huán)保的突出優(yōu)勢(shì)，將會(huì)成為綠色交通節(jié)能減排清潔化的發(fā)展方向。為促進(jìn)新能源純電池動(dòng)力客船推廣應(yīng)用，建議如下。

1)現(xiàn)有客船改建為純電池動(dòng)力客船不應(yīng)被“一刀切”禁止。建議對(duì)現(xiàn)有客船改建為純電池動(dòng)力的，經(jīng)過技術(shù)論證可以實(shí)現(xiàn)改造后船舶性能指標(biāo)高于或不低于原船舶設(shè)計(jì)指標(biāo)的，應(yīng)允許其按照規(guī)定開展改建工作。

2)基于區(qū)域發(fā)展特點(diǎn)針對(duì)性運(yùn)力發(fā)展調(diào)整。建議環(huán)保要求高的旅游景區(qū)等，對(duì)現(xiàn)有客船報(bào)廢后運(yùn)力更新應(yīng)優(yōu)先采用純電池動(dòng)力客船；在運(yùn)力審批時(shí)，主管機(jī)關(guān)優(yōu)先批準(zhǔn)采用純電池動(dòng)力客船；在客船運(yùn)力緊張的地區(qū)，適當(dāng)放松純電池動(dòng)力客船的運(yùn)力調(diào)控限制。

3)加快《法定技術(shù)規(guī)則》和《檢驗(yàn)規(guī)范》等的修訂發(fā)布。針對(duì)目前純電池動(dòng)力客船廣泛采用的磷酸鐵鋰電池模組/電池包、BMS(Battery Management System,電池管理系統(tǒng))和實(shí)際應(yīng)用中普遍存在的防火滅火措施等要求進(jìn)行明確，保障純電池動(dòng)力客船科學(xué)安全發(fā)展。