近年來(lái)，在全球減碳背景下，航運(yùn)業(yè)綠色發(fā)展路徑逐漸指向新能源船舶，低碳、零碳排放船舶的發(fā)展已成趨勢(shì)。其中電池動(dòng)力船成為船舶動(dòng)力行業(yè)的焦點(diǎn)之一。目前內(nèi)河航運(yùn)已具備電動(dòng)化的基本條件，但是我國(guó)電動(dòng)船舶發(fā)展仍處于初期階段，諸多瓶頸問題有待解決，船舶電動(dòng)化的成熟發(fā)展和大規(guī)模普及應(yīng)用還有很長(zhǎng)的路要走。

 電動(dòng)船是發(fā)展趨勢(shì)

 2018年7月，國(guó)務(wù)院印發(fā)《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃》，提出調(diào)整擴(kuò)大船舶排放控制區(qū)范圍、推動(dòng)內(nèi)河船舶改造、推動(dòng)靠港船舶使用岸電、加快油品質(zhì)量升級(jí)等；隨后，交通運(yùn)輸部發(fā)布的《船舶排放控制區(qū)調(diào)整方案》提出，自2020年1月1日起，船舶在沿海控制區(qū)內(nèi)航行應(yīng)使用硫含量不大于0.5%的船用燃油，靠岸停泊期間不大于0.1%，內(nèi)河控制區(qū)應(yīng)按照《大氣污染防治法》要求使用合規(guī)燃油，船舶可采用尾氣后處理、清潔能源、岸電等替代措施。環(huán)保政策的密集出臺(tái)帶給航運(yùn)業(yè)不小的減排壓力，船舶減排使內(nèi)河船舶制造向綠色轉(zhuǎn)型。

 眼下，船舶對(duì)環(huán)保要求的提升讓電動(dòng)船舶的發(fā)展勢(shì)頭更加強(qiáng)勁。中國(guó)船級(jí)社（CCS）武漢規(guī)范研究所專家黃朝霞博士接受記者采訪時(shí)表示，“繼國(guó)家發(fā)布實(shí)施‘雙碳’政策后，業(yè)界普遍認(rèn)為零碳排放的純電池動(dòng)力船舶減碳效果是立竿見影的。截至目前，國(guó)內(nèi)的電動(dòng)船舶已有將近300艘，包括純電池動(dòng)力船舶250多艘，其中大部分是以內(nèi)河旅游觀光船為主。”

 據(jù)悉，目前內(nèi)河電池動(dòng)力應(yīng)用船型有客船、渡船、公務(wù)船、干散貨船等，電動(dòng)船舶已然成為內(nèi)河航運(yùn)的“綠色風(fēng)潮”。2020年，長(zhǎng)江首艘千噸級(jí)電動(dòng)貨船“中天電運(yùn)001”于常州下水，國(guó)內(nèi)首艘大型全電動(dòng)商旅游船“君旅”號(hào)穿梭于武漢長(zhǎng)江之上；2021年，“金龍魚號(hào)”“珠江公主號(hào)”“珠江王子號(hào)”3艘純電動(dòng)游船在珠江投入運(yùn)營(yíng)；2022年，長(zhǎng)江流域最大載重噸位電動(dòng)貨船“船聯(lián)1號(hào)”在南京首航，該船填補(bǔ)了我國(guó)大噸位燃油貨船全電改造領(lǐng)域的空白……此外，純電動(dòng)的打撈船、拖輪、執(zhí)法船等也迅速投用于水上交通領(lǐng)域，為水上交通綠色發(fā)展提供強(qiáng)勁動(dòng)能。

 “降低船舶能耗、減少環(huán)境污染，提高航運(yùn)能力成為了內(nèi)河航運(yùn)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)?！痹诘谖鍖弥袊?guó)船電技術(shù)峰會(huì)——內(nèi)河純電動(dòng)船舶技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用高峰論壇上，七一二研究所所長(zhǎng)桂文彬表示，具有“零噪音、零排放”等特點(diǎn)的純電動(dòng)船舶，是未來(lái)內(nèi)河船舶行業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。未來(lái)船舶電動(dòng)化的發(fā)展和普及呈現(xiàn)“勢(shì)在必行”的趨勢(shì)。

 攻克難題任重道遠(yuǎn)

 電動(dòng)船舶作為船舶行業(yè)的前沿發(fā)展之一，其優(yōu)勢(shì)十分明顯。首先，電動(dòng)船舶節(jié)能減排效果出色且具備低能耗的特點(diǎn)，因采用直流推進(jìn)能效非常高，基本可達(dá)到95%以上的能效轉(zhuǎn)換率；其次，與柴油動(dòng)力系統(tǒng)燃油成本較高且排放污染問題嚴(yán)重等情況相比，投用電動(dòng)船舶可大幅度節(jié)省燃油消耗，純電動(dòng)船舶還具備低噪音、高舒適度等特點(diǎn)，對(duì)內(nèi)河生態(tài)建設(shè)發(fā)展大有裨益。

 當(dāng)前，電動(dòng)船舶作為零碳排的主流船型依舊具有“雙面性”。一方面，受電池能量密度技術(shù)方面的限制，目前電池動(dòng)力船的應(yīng)用基本集中在中短途的內(nèi)河水域和近海港口，因電池能量密度有限，船舶儲(chǔ)存空間有限引發(fā)的“續(xù)航焦慮”唯有即時(shí)充電才能解決，但目前大部分電動(dòng)船舶都是自備充電裝置，定航線定碼頭運(yùn)營(yíng)，港口提供的岸電系統(tǒng)并沒有實(shí)現(xiàn)規(guī)?；\(yùn)用，依舊存在覆蓋面不夠廣、儲(chǔ)能容量不足和設(shè)備不兼容等問題。

 另一方面，電動(dòng)船舶的電池系統(tǒng)未做到本質(zhì)安全。黃朝霞表示，目前電動(dòng)船面臨的最關(guān)鍵問題是關(guān)于鋰電子熱失控的安全風(fēng)險(xiǎn)。“類比目前多起電動(dòng)車自燃事故分析來(lái)看，鋰離子電池一旦起火，并無(wú)有效手段能夠控制火勢(shì)蔓延，除了逃生別無(wú)選擇。而船舶水上航行，逃生環(huán)境相比電動(dòng)汽車更加惡劣?！彪姵叵到y(tǒng)作為船舶動(dòng)力的唯一能量源，一旦出現(xiàn)問題全船將失去電力和動(dòng)力，后果不堪設(shè)想，由此可知，電池動(dòng)力系統(tǒng)直接決定并影響了船舶航行的安全性。

 除了船舶技術(shù)和安全方面的限制，電動(dòng)船舶的成本造價(jià)和產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)化完善也是制約著電動(dòng)船舶普及發(fā)展的重要因素。黃朝霞認(rèn)為，電動(dòng)船舶造價(jià)成本受動(dòng)力電池成本影響，鋰電池成本較高，電池壽命一般為5—8年，但船舶壽命周期有30年，期間更換成本較高，雖然從用電角度考慮，后期船舶運(yùn)營(yíng)方面有一定的優(yōu)勢(shì)，但是前期所需的資金投入會(huì)給船東們帶來(lái)不小的經(jīng)濟(jì)壓力。

 此外，電動(dòng)船舶的配套設(shè)施和產(chǎn)業(yè)鏈還需要更加健全的建設(shè)?！半妱?dòng)船舶相對(duì)其他船種來(lái)說(shuō)屬于‘新生一代’，目前還處于發(fā)展初期，其產(chǎn)品配套設(shè)施，包括它的船用、動(dòng)力產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化制定等都有待開發(fā)，并且還需產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)協(xié)同合作‘鏈’出完整有序的運(yùn)作線路。與此同時(shí)，電動(dòng)船舶產(chǎn)業(yè)鏈的綠色化發(fā)展同等重要，船舶設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝以及電池回收處置利用全流程綠色發(fā)展都是今后所要達(dá)成的目標(biāo)?！秉S朝霞說(shuō)。

 需多方面協(xié)同發(fā)展

 如今，船舶電動(dòng)化風(fēng)潮“水漲船高”，電動(dòng)船舶的產(chǎn)量迅速增長(zhǎng)，未來(lái)市場(chǎng)規(guī)模將逐步壯大。但目前電動(dòng)船舶的發(fā)展依舊處于起步階段，船舶電動(dòng)化的大規(guī)模推廣依舊受制于技術(shù)、基礎(chǔ)設(shè)施、企業(yè)模式等各種因素，作為未來(lái)節(jié)能減排和綠色轉(zhuǎn)型的船舶新星，接下來(lái)電動(dòng)船舶行業(yè)該如何發(fā)展？對(duì)此，黃朝霞建議從三個(gè)方面穩(wěn)步推進(jìn)。

 首先，需要國(guó)家層面政策法規(guī)的支持?！半妱?dòng)船舶發(fā)展應(yīng)該遵循‘自上而下’的規(guī)律，關(guān)于政策、船舶規(guī)范方面的制定是影響發(fā)展的絕對(duì)因素。產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要國(guó)家的統(tǒng)籌布局和資金扶持，相應(yīng)的政策支持更能推進(jìn)電動(dòng)船舶的發(fā)展進(jìn)度；同時(shí)有關(guān)部門對(duì)船舶配套電池的標(biāo)準(zhǔn)化制定、船舶檢驗(yàn)法規(guī)和建造規(guī)范等也仍需進(jìn)一步完善?！秉S朝霞說(shuō)。

 其次，鼓勵(lì)電動(dòng)船舶核心技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。CCS《航運(yùn)低碳發(fā)展展望2021》報(bào)告指出，目前鋰離子電池主要有鈷酸鋰電池、三元鋰電池（鎳鈷錳）、錳酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池和鈦酸鋰電池，且不同的鋰離子電池有不同的電池性能。能量密度和安全性是重點(diǎn)關(guān)注的兩方面性能。目前，磷酸鐵鋰電池在實(shí)際使用中具有耐高溫、安全穩(wěn)定性強(qiáng)、循環(huán)性能更好的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于船舶而言，安全性能的優(yōu)先度高于續(xù)航里程，現(xiàn)階段磷酸鐵鋰電池更符合船舶安全發(fā)展的需要。同時(shí)，黃朝霞表示，“未來(lái)，相比傳統(tǒng)鋰電子電池，固態(tài)鋰電池的安全性能更好、能量密度更高，可以成為船舶電池發(fā)展的新選擇。鋰電子電池做到本質(zhì)安全，船舶電動(dòng)化的普及發(fā)展之路才會(huì)行穩(wěn)致遠(yuǎn)?！?/span>

 最后，建立全面的監(jiān)管平臺(tái)系統(tǒng)?！翱紤]在電池應(yīng)用的壽命期間，能夠合理控制電池帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)第一要素就是在前期發(fā)展中對(duì)電池產(chǎn)品的性能、工藝等方面進(jìn)行嚴(yán)格的把控。此外，對(duì)生產(chǎn)電池的企業(yè)進(jìn)行規(guī)范和監(jiān)管同等重要。”黃朝霞指出，目前電動(dòng)船舶處于發(fā)展初期，從一開始就該制定好“行業(yè)規(guī)則”，維護(hù)電動(dòng)船舶的良好發(fā)展環(huán)境，那么今后就可以更進(jìn)一步地確保船舶的安全運(yùn)營(yíng)?！按送?，我建議電動(dòng)船舶行業(yè)建立一個(gè)第三端的船舶監(jiān)測(cè)平臺(tái)，可以運(yùn)用大數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控對(duì)事故提前預(yù)測(cè)控制，對(duì)電池動(dòng)力船舶進(jìn)行安全隱患篩查和視情維護(hù)等，這樣可以確保電池動(dòng)力船舶向著比較健康、安全、有序的方向發(fā)展?！?/span>