安徽省新能源船舶綠色發展探討

夏中垠

（安徽省地方海事（港航）管理服務中心，安徽 合肥 230011）

1 研究背景

國際海事組織（IMO）海上環境保護委員會2016年第70 屆會議，決定自2020 年1 月1 日起在全球范圍內實施船用燃油硫含量不超過0.50% m/m 的規定，2018年第72 屆會議，通過航運業產生的二氧化碳（CO2）總排放量至2050 年應減少50%，并努力逐步實現“零”排放。為保障全球限硫令在我國有效實施，減少船舶大氣污染物排放，促進綠色航運發展，2019 年10 月交通運輸部海事局發布《2020 年全球船用燃油限硫令實施方案》，自2020 年1 月1 日起，國際航行船舶進入我國內河船舶大氣污染物排放控制區的，應當使用硫含量不超過0.10% m/m 的燃油。2020 年9 月我國確立了3060 雙碳目標。從國際到國內，航運業的節能減排，船舶動力新能源和清潔能源的使用是必然趨勢。

2 安徽LNG 動力船舶發展及存在的問題

2.1 安徽LNG 動力船舶發展概況

依據交通運輸部《2021 年交通運輸行業發展統計公報》，至2021 年12 月底，全國擁有水上運輸船舶12.59 萬艘，其中內河運輸船舶11.36 萬艘。長江水系擁有內河運輸船舶10.53 萬余艘，安徽省水上運輸船舶2.6 萬余艘，其中內河運輸船舶2.5 萬余艘，這些船舶主要以柴油為動力燃料。目前全國已有LNG 動力船舶290 余艘，主要航行于長江、京杭運河等水域[1]。我省已新建LNG-柴油雙燃料船舶2 艘，改造LNG-柴油雙燃料船舶7 艘，共計完成皖江-巢湖水運應用LNG綜合示范船舶9 艘。安徽省沿江目前LNG 加注站投入使用的有兩個均在蕪湖港。隨著2011 年長江首艘內河柴油-LNG 混合動力船“紅日166”在蕪湖改建完成，拉開了安徽LNG 動力船舶的序幕，但由于諸多原因，LNG 動力船舶整體在安徽及全國發展的態勢并未達到預期的效果。

2.2 安徽LNG 動力船舶發展存在的問題

2.2.1 LNG 加注碼頭較少

LNG 加注碼頭工藝主要為四種：罐車加注、岸基加注、躉船加注、LNG 加注船加注。安徽省沿江目前LNG 加注站投入使用兩個是：蕪湖港三山港區（岸基）長江LNG 船舶加注站、蕪湖港新溝黃興圩（躉船）中長燃新溝LNG 油氣合一加注站。2021 年12 月底，全國內河加注碼頭22 座，其中長江沿線建成9 座，規劃長江沿線共45 座，京杭運河19 座[2]。

依據2021 年12 月安徽省能源局關于印發安徽省“十四五”油氣發展規劃的通知，以長江、淮河、江淮運河等主干航道為重點，布局建設沿江（河）LNG 加注、岸電等綜合能源供應服務站，根據條件設置或預留加氫功能。可見安徽省政府積極參與長三角、及全國整體布局，謀劃LNG 加注碼頭等的布設。但LNG 加注碼頭岸線布局既要考慮安徽省內布局也要綜合跨省和國家層面的大區域布局，其投入成本較大、運行成本較高、加注碼頭安全責任大、審批難，作為基礎設施建設政府前期投入較少，而內河運輸船舶航線隨貨源而變化帶有不確定性，因而造成加氣難，LNG 動力船舶發展陷入困局。

2.2.2 LNG 價格波動較大和LNG 動力船舶制造成本較高

LNG 價格主要受如下條件制約：①地緣政治事件的影響、國際環境日趨復雜，是影響價格的一個重要因素。我國2021 年LNG 進口量超過日本，成為全球最大的液化天然氣進口國，這主要歸因于中國經濟發展穩健，天然氣強勁的需求。據統計，2021 年我國液化天然氣進口量為7993.1 萬噸，同比增長19.07%；②受季節性用氣的影響較大。由于季節性用氣的不均衡性，LNG 價格受季節性用氣的影響而波動較大，LNG消費速度加快，造成LNG 價格整體不斷上漲，LNG 動力船舶運營成本增加。當LNG 價格優勢不在，這勢必會影響企業發展LNG 動力船舶的意愿。

內河LNG 動力船舶建造成本高，目前LNG 動力船舶的建造成本高于柴油動力船舶5%-20%左右，且圖紙設計、建造廠的技術力量、船舶檢驗相關檢驗周期等方面因素，會造成整個建造周期的增長。如果現有船舶改造為油-LNG 雙燃料動力船舶，以目前2022 年10 月的LNG 和柴油價格測算，差價1416 元/噸，混燃后柴油替代率70%，全柴油時年消耗柴油120 噸，改造成本以60 萬測算，投資回收期近6 年[3]。綜合混燃機器改建時間、維護成本、船舶生命周期等因素，如果政府沒有財政補貼或相應的稅費政策支持，船東改建的意愿并不強。

2.2.3 LNG 動力船舶帶來的排放污染

船舶尾氣排放主要污染物主要為CO、NOX、SOX、TVOC 及顆粒（PM）。通過LNG 動力船舶大氣污染物排放特征監測，船舶主機啟動時，船舶尾氣污染物排放濃度波動較大，船舶轉速穩定時，尾氣排放污染物瞬時濃度排放平穩，尾氣排放的NO、NO2、TVOC 和PM 的排放量較少[4][5]。使用LNG 動力船舶相較于柴油動力船舶可減排CO 約90%，SOX減排效果明顯，二氧化碳減排約25%，但LNG 動力船舶易產生甲烷（CH4）的排放，主要是：閃蒸氣（BOG），和甲烷逃逸如氣閥重疊期間甲烷逃逸、燃燒室內的狹隙效應、壁面淬息等原因造成。

甲烷作為主要的溫室氣體，我國2016 年溫室氣體排放以二氧化碳當量比照，二氧化碳排放占溫室氣體排放總量的62%，甲烷占30%。2022 年10 月世界氣象組織（WMO）發布最新《溫室氣體公報》，指出全球2022 年二氧化碳、甲烷和氧化亞氮三種主要溫室氣體在地球大氣濃度中均創新高，甲烷濃度增幅創紀錄最高，甲烷自40 年前開始系統測量以來，甲烷濃度同比增幅最大。

雖然LNG 動力船舶尾氣排放能夠滿足現行的排放要求，但其排放氣體中二氧化碳和甲烷作為主要的溫室氣體，仍是制約該類船舶發展的重要因素。隨著國家的3060 雙碳目標、IMO 限硫令和巴黎協定等深入推進，探索可再生能源及綠色能源注定是大勢所趨，LNG 動力船舶可能作為一段時間內節能減排的過渡性船型。

3 安徽純電動船舶發展及存在的問題

3.1 安徽純電動船舶發展概況

電動船舶可分為純電動船舶、柴電混合動力船舶及燃料電池船舶等，目前安徽省主要為純電動船舶。2022 年10 月安徽省港航集團所屬港航物流公司與船途科技，聯合建造完工國內首艘3000 噸級內河純電動集裝箱船舶“港航船途01”，該船配備2 套箱式磷酸鐵鋰電池，通過hiFleet 網站查詢該航線航程合肥港國際集裝箱碼頭到蕪湖港國際集裝箱碼頭水路約72nm（如圖1），該船作為“港航巴士”投入到合肥-蕪湖航線。

圖1 合肥港國際集裝箱碼頭到蕪湖港國際集裝箱碼頭水路航程

3.2 安徽純電動船舶發展亟待解決的問題

3.2.1 純電動船舶船用電池使用亟待解決的問題

①純電動船舶電池主要選用的是船用三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池，純電動船舶在上游產業鏈中是否真正的節能減排，取決于電池的充電來源，若電力來源于煤炭火力等發電，則并未達到全產業鏈雙減的初衷。②避免電池的二次污染。電池報廢后的二次污染問題目前未得到充分的重視，應規范處置報廢電池的流程及提高處置報廢電池技術。③船舶檢驗和船用產品檢驗可借鑒的經驗少、檢驗周期長。“港航船途01”輪采用2 個箱式電源作為動力，純電動船舶實船較少，而箱式電源產品檢驗只能是一個完整的檢驗程序，而不是傳統意義的船用產品批次檢驗的模式，則延長了船舶建造的周期。④技術法規尚未完善，檢驗的依據仍具有局限性。⑤相關技術的船員培訓明顯滯后。純電動船舶運營過程中，電力推進系統、電池等日常維護，特別是箱式電源的維護，均需要經培訓專業的技術船員。

3.2.2 純電動船舶建造及營運成本存在的困境

①目前全國出臺純電動船舶補貼政策的省份較少，安徽省各市對純電動船舶未出臺相關補貼政策，也未出臺相關的營運優惠政策。②純電動船舶推進系統是柴油動力船舶推進系統成本的2.2 至2.5 倍。③電池具有一定的衰減率，電池生命周期一般為8 至10 年，船舶周期一般為20 至30 年，船舶使用周期內需更換3 至4 次電池，電池的更換增加了運營成本。④純電動船舶受沖、換電條件、電池容量、續航里程、貨源穩定性等因素影響，因而更適用于定線船舶或短途、小型船舶，如箱式電源充電時間較長，若直接整箱更換又會增加運營成本。因而成本問題也是阻礙純電動船舶發展的重要因素之一。

4 氫能船舶發展的機遇與挑戰

從化石能源到可再生能源，從節能減排到無碳零排，也是航運業積極尋求的能源之路。作為核能、太陽能、風能，和生物燃油、甲醇、氫等燃料能源中，氫能源能量密度高、零污染、通過電解水制備氫則為綠氫，氫能作為商用船舶動力具有明顯的優勢。國家發改委、國家能源局2022 年3 月聯合印發了《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035 年）》，明確了氫能發展的戰略地位。2022 年9 月工信部聯合交通運輸部等五部委發布《關于加快內河船舶綠色智能發展的實施意見》，指出到2025 年，LNG、電池、甲醇、氫燃料等動力關鍵技術取得突破。我國高度重視并積極推動氫能技術與產業發展。美國、日本、歐盟等也均在積極開展氫能的研發和使用，氫能源的利用也被認為是全球未來可持續發展的重要趨勢。

氫動力船舶的發展與氫內燃機、氫燃料電池以及儲氫技術相關聯，發展氫動力船舶則面臨以下挑戰：①我國與美國、日本等國家，燃料電池技術還存在一定的差距，氫燃料動力船舶的研究起步較晚；②加氫站等氫燃料動力船舶的基本配套設施不完善；③政府相應的配套政策還未細化，對于氫動力船舶建造、營運等期間的相關的財政補貼、稅收優惠等扶持政策未明確；④我國氫內燃機技術主要集中在汽車領域，氫內燃機在船舶領域的研究還有待加強，氫內燃機在船舶領域的使用標準和規范還處于缺失狀態。

5 安徽新能源動力船舶發展建議

（1）結合國家和長三角區域的相關政策，做好全省新能源（清潔能源）船舶政策的宏觀設計。①依據船舶流量、地理位置的重要度、長三角區域的規劃等重要因素，優先布局一定數量的LNG 加注碼頭，使LNG 動力船舶省內省外有氣可加；②對新能源（清潔能源）船舶，加大一定的政策扶持力度，通過財政補貼、稅費減免、鼓勵新能源（清潔能源）船舶的發展；③依據能源自身的特點，針對沿海、內河不同區域的具體船型，多維度綜合評判，制定相應的激勵政策。

（2）推進純電動船舶在中短途內河固定航線貨運船舶、渡運船舶、淮河和新安江等短途游船、庫湖區船舶、公務船舶等應用，實現有代表性地區示范應用，推進標準化箱式電源船舶的研究與應用，形成可復制、可推廣的經驗。

（3）提前布局綜合能源供應服務站。LNG 動力和純電動船舶可能會作為節能減排的過渡性船型，綠色節能動力的智能船舶才是最終目標。在重要的服務站，應布設具有加油、LNG 加注、充換電等功能，提前預留氫等未來綠色能源的加注或者更換等功能。

（4）提高船舶排放智能化檢測水平。對船舶采取尾氣排放、噪音檢測等固定和流動式檢測點模式進行監測，通過監管的形式促進船舶技術升級和動力能源轉型。

（5）推動氫動力船舶等未來綠色節能船型的發展，推動智能化船舶的發展，鼓勵船舶EEDI 智能評估，通過政策激勵的方式，鼓勵相關航運企業和科研院所參與此類船型的技術研發與應用，進而完善綠色節能船舶智能化發展所需的標準和規范。

6 結束語

本文對安徽省在發展新能源（清潔能源）船舶的一些好的做法進行了闡述，并就各類船型在安徽發展中遇到的問題進行分析，針對此類問題提出了筆者的建議，希望能夠對新能源船舶綠色發展起到拋磚引玉的效果。