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港口岸电技术作为航运领域最具发展前景的节能减排技术之一,对推动我国能源结构的转型,加快实现碳达峰及碳中和的目标具有非常重要的作用。船舶在港口靠泊时燃料消费量占5%,排放污染物占港口总污染物的60%以上,引起港口城市大气污染严重。港口岸电技术是推动“绿色港口”建设,助推双碳目标的达成的重要举措。

01 什么是岸电系统

岸电系统指在船舶正常营运靠港期间港口向船舶供电的设备,包括船载装置和岸基装置;通过岸基供电取代船舶燃油供电,以“电”代“油”,从源头上实现 “零油耗”,“零排放”的目标。其中岸电电源额定电压(相间电压)1KV以下的为低压岸电,额定电压(相间电压)为 1kV 至15kV为高压岸电。

高压岸电由于其功率大,连接方便,可实现无缝切换等优势,受到大型船舶的青睐。船舶岸电系统如图所示。

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图1 船舶岸电系统

02 岸电系统的实践应用

瑞典哥德堡港是世界上第一个应用岸电技术的港口。1989年,哥德堡港首先在客滚船使用岸电。2000年,世界上第一台高压岸电系统(电压:6.6kV / 10kV)在哥德堡港交付使用,其在船舶靠泊期间可以减少产生94%-97%的大气污染物,显著改善港口环境[1]。

随后,欧洲的其他主要港口也接踵使用了船舶岸电。2001年,美国阿拉斯加州朱诺港首先在邮轮码头使用了船舶岸电,目前美国16个港口建设并应用了岸电技术,其高压岸电主要应用在邮轮、冷藏货物船、集装箱和油轮,低压岸电主要应用在拖轮和渔船上。各大港口的高压岸电系统技术规格相似,并且均满足国际通用标准,但是低压岸电系统的技术规格具有相对较大的差别。

我国港口岸电技术的发展较迟。2009年,青岛港领先其他沿海港口进行了低压岸电技术的改造,但其应用范围小,仅用于5000吨国内贸易支线码头,不易推广。2010年,连云港港首次在“中韩之星”邮轮中应用高压岸电技术。2016年国家电网与宁波舟山港共同建设的国内首个高压低频岸电项目正式投产。2017年,我国交通运输部印发《港口岸电布局方案》,,具体岸电布局方案如图1所示。据交通运输部统计数据显示,截至2019年12月,我国已建成港口岸电设施5400多套,覆盖泊位7000多个(含水上服务区),总体完成率达81%。

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图2 我国港口岸电布局情况(已建岸电设施泊位数:截至2016年7月,已建容量在200kVA以上岸电设施的泊位数量;应具备岸电供应能力的泊位数:港口已建泊位中,需建设岸电设施的泊位总数;总泊位数:港口已建泊位总数)

03 岸电助推碳达峰碳中和发展的建议

统一标准,规范作业

美国加州通过立法的方式为远洋船舶提供强制性减排要求,并且对船舶岸电挂靠次数占比进行了规定,违反规定给与一定罚款[8]。美国加州这一方式促进了港口岸电设施的推广和发展。目前我国在《大气污染防治法》中提到“靠港船舶应有限使用岸电”,但并没有提出相应的强制性政策与处罚政策。我国需要补充强制性船舶岸电使用政策,并且明确相应的法律责任,推动靠港船舶岸电的使用。岸电技术相关标准不成熟,存在很多空白,需要出台相关的规范标准弥补空白,船舶岸电受电设施、船岸连接接口、岸电接电操作流程以及变频计量方面均需要出台统一建设标准,兼顾沿海和内河港口,规范船舶岸电作业。

政策支持,加大优惠

我国各大港口目前岸电设施的建设仍然处于初级阶段,仅依靠船运和港口企业对岸电技术的推广远远不够,需要国家和各省市有关部门出台一系列的政策,给与支持,以促进港口岸电技术的高速发展。政府可设立岸电建设专项支持基金、岸电运营补贴和降低岸电售电电价等一系列措施,降低港口和船运企业的投资成本,减少企业对岸电的投资压力,从而促进港方和船方对岸电建设的积极性。

技术创新,攻克难点

岸电技术的应用环境复杂,存在较多的技术难题。国内外电制不同,需要结合国内实际情况,开发适合我国国情的核心技术设备,为岸电技术的推广应用提供技术保障。港口企业、船运企业、电力企业以及高校科研机构应加强合作,加强岸电技术自主创新能力,攻克岸电的建设难题,突破岸电应用所存在的“卡脖子技术”,例如岸电系统建设过程中的带载转移技术、港船信息交互技术、岸电电缆管理和船岸接口问题。此外,政府应加强对岸电研发技术的支持和帮助,对研发投入和产权保护等方面给与一定的政策倾斜。

完善机制,提高效益

目前,我国各港口供电机制、收费模式和收费标准不一致,船运、港口和电网公司在电费收益模式存在分歧与博弈,使得港、船两方对于岸电技术的使用无法得到直接收益,缺乏主动性,增加了岸电推广的难度。2019年,我国新发布的《关于进一步共同推进船舶靠港使用岸电工作的通知》,各省市应结合港口实际情况,完善供售电机制,明确港口的售电资质以及岸电技术应用后的售电收益分配情况,推动我国供售电机制的市场化,增加港口岸电的接电率。

样板工程,示范效应

我国各大沿海港口和内河港口都在积极推进岸电系统建设,建议梳理各大港口岸电系统建设、使用和实践方面的经验,建立港口岸电样板工程和示范港口,发挥样板港口的示范效应和激励作用。其他各大港口积极主动去样板港口学习经验,加快自身岸电系统的建设,推动我国各大港口的升级转型。

多方合作,互惠共赢

岸电系统的建设涉及政府、供电企业、港口企业和船运企业等多方力量,需要各方力量互相合作,互惠共赢。政府作为管理者和标准政策的制定者,对岸电进行统一管理与推广。企业作为岸电设施的建设的执行者,是市场经营活动的主体,三方应协同合作,积极落实岸电各项政策,加快岸电系统的建设。