【电力】港口岸电为何难上船（附港口储能运行模式及代表案例）

华气能源猎头 2022-04-22

来源：中国能源报作者：李玲

前言：港口如何合理利用电能、如何清洁发展也得到越来越多的关注。电储能技术可辅助实现绿色港口电网的节能效益和经济效益。如承担改善电能质量、削峰填谷，以及岸电储能系统提供电能，有效改善船舶带来的空气污染等作用。但实际上港口岸电发展并不理想。

船舶受电设施改造成本太高，即使靠岸电和燃油的差价来弥补，回收期也非常长，船东使用意愿不大；且岸电并不是简单地船上、岸上都有设施就可以接入使用，目前低压岸电接口缺乏统一标准，大大影响岸电使用率。受访专家均建议尽快制定使用岸电的规章制度，明确船舶靠港时优先使用岸电，建立接口设备通用标准。

港口岸电，即在船舶靠港期间为船舶提供电能的设施。与船舶自身燃油发电相比，其可大幅减少船舶靠港期间的硫化物、氮氧化物、颗粒物等污染物排放，是建设绿色港航、实现节能减排的重要途径。

因此，国家主管部门曾先后出台多项政策鼓励岸电建设。据估算，若按照交通运输部《港口岸电布局方案》中的规划实施，到2020年，通过岸电能实现二氧化碳减排42万吨，硫氧化物减排0.34万吨，氮氧化物减排近3万吨。

岸电使用率偏低

船舶靠港期间主要利用燃油发电满足船上的通讯、照明、生活等电力需求，这也成为城市大气污染的最主要来源之一。上海船级社曾以硫化物排放为指标做过计算，一艘大型国际邮轮靠泊一小时的硫化物排放量约等于十几万辆机动车行驶一小时的排放量。

船舶靠港使用岸电相当于将污染源集中在电厂，电厂采取集中脱硝脱硫等处理措施，使船舶使用岸电的大气污染物排放远低于使用普通燃料油或低硫油的排放。交通运输部水运科学研究院节能中心提供的数据显示，船舶靠港使用岸电与低硫油相比，硫氧化物降低率为81.4%—87.9%，氮氧化物降低率为97.4%—98.3%，细颗粒物降低率为77.1%—85.1%，具有明显的环保效益。

然而记者在采访中了解到，目前我国港口岸电的发展并不理想。

交通运输部水运科学研究院统计数据显示，截至2018年6月底，全国已建成岸电设备2400余套，覆盖泊位3200多个，主要港口以及排放控制区内港口岸电设施覆盖率达40%。而相较之下，具有受电设施的船舶较少，航运企业已完成约358套（3000吨级及以上）船舶受电设施改造，占在运船只数量的比例不足1%。

“按照这个建设进度，基本可以实现布局方案中规定的到2020年50%的岸电覆盖目标。但相较之下，船舶受电设施数量较少，并且进展缓慢，目前也没有专门针对船舶受电设施改造的目标和计划。”交通运输部水运科学研究院节能中心研究员李海波说，“所以目前港口岸电设施使用率并不高，即便在发展相对较好的深圳，使用岸电的船舶占比也不到10%。”

船舶改造成本高

船舶受电设施改造率为何这么低？

据了解，目前港口对船方收取的电费为1.2—2.0元/度，而提供相同电能所耗费的燃油成本也差不多在这个范围内。有些地方政府为了鼓励船舶使用岸电，会对岸电电价进行限制。比如上海就将电价限制在0.4—0.6元/度之间，剩下的电费成本再由当地政府补贴给港口方；深圳对船舶使用岸电的收费是使用燃油发电成本的30%—50%。

但即使这样，船东对使用岸电的热情仍不高。“最主要原因是船舶受电设施改造成本太高，即使靠岸电和燃油的差价来弥补，回收期也非常长。”上海市交通委员会科技信息处副主任科员张英杰告诉记者。一艘大型集装箱船的改造成本在600万元左右，而受电设施只有在船舶靠港期间使用，一艘船平均一次靠港10小时，大部分时间都在航行，靠岸时的能耗量相较于航行的能耗量非常低。

据悉，对于上述船舶改造的设备购置费，我国财政部也有相应补贴政策，2016—2018年分别予以60%、50%、40%的补贴，并且相关部门正在争取持续补贴政策。“但总的来说，船东还是觉得不比使用燃油更经济。”李海波说。

接口标准不一

除此之外，很多船即使有受电设施，也并不愿意使用，甚至从未接过岸电。

“岸电并不是简单地船上、岸上都有设施就可以接入使用。”张英杰说。据介绍，当前港口岸电分为高压和低压两种，但目前国际上只是对高压（1100V以上）部分的接口有明确标准，而对低压范围内的接口并无统一标准。因此，对于使用高压的邮轮和集装箱船舶来说，接口一般是按照国际的统一标准来建造的，使用时可与岸电很好地匹配；而对于大型的散货船来说，既可以使用高压技术模式也可以使用低压技术模式，但航线上的港口岸电，并不全部都是高压或低压，并且低压的接口也不一致，这大大影响了岸电的使用率。

另外，船舶靠港后岸电设施的连接过程也较为复杂。“靠港后电缆连接，快的也接近半个小时，之后拆卸还得半个小时，有些低压上船的线缆非常粗，需要用吊机来操作，对船东来说影响航行效率，工人也嫌麻烦。”李海波说，“所以在并没有强制使用的情况下，船东不会主动使用。”

让船东存在疑虑的还有岸电上船的安全性问题。记者了解到，船舶在首次接入岸电时需要工程师在现场调试，这对船方和岸方要求都比较高，船方可能会担心连接过程中出现意外。据悉，从2017年到现在全国大概发生了数十起故障，导致船上电路跳闸或电机损坏。

如何破解困境

对于目前存在的种种问题，受访专家均建议应尽快制定岸电使用的规章制度，明确船舶靠港时优先使用岸电。

据了解，当前国际上仅有美国加州通过立法的形式推动使用岸电，因此其岸电发展较好，使用率很高。我国走美国加州航线的船，也均能很好地使用岸电。

“这首先要解决的是目前具有岸电受电设施的船舶常态化使用岸电的问题。”李海波说，“船东方和港口方可以签订岸电使用协议，通过合作的形式，提高使用意愿度。”

张英杰也表示，许多船公司暂时还没养成使用岸电的习惯，若加强相关政策力度，能够较好提高岸电使用率。“另外，地方也可出台支持政策，船舶在通航、靠泊，特别是极端天气出现压港情况下，可以对使用岸电的船舶给予一定优先权。”

此外，对于标准不统一的问题，专家建议港方可配备两个泊位，一个满足高压，一个满足低压，以满足船方要求，同时应尽快建立船舶使用岸电的接口设备通用标准。

而对于目前大量在运但无受电设施的船舶，李海波建议应继续加大船舶受电设施改造的资金补贴力度，同时对运行费用也予以一定补贴。“与经济效益相比，岸电设施更多的是环保效益和社会效益。目前岸电正处于推广期，需要政策的扶持，待形成一定规模之后，便可更多地由市场化模式推动岸电发展。”

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文：北极星储能网

随着经济不断发展、港口规模不断扩大，传统港口会带来更多的能源消耗和有害气体排放、噪声等环境污染，船舶废气成为中国港口城市的主要大气污染源之一。港口如何合理利用电能、如何清洁发展也得到越来越多的关注。电储能技术可辅助实现绿色港口电网的节能效益和经济效益。

港口主要用电负荷：

1.反复使用，短时间工作制的起重运输机械设备
2.皮带运输机等连续使用的用电设备
3.需要经常性的充电的电瓶车和吊车
4.功率比较大的照明设备
5.大型专业化码头用电设备多且多数需使用高压
6.以及停泊在港口的船舶用电

储能的运行模式

改善电能质量

港口设备负荷特性变化频繁，供电网络的电能质量难以保证，目前比较常用的是增大供电系统容量来解决此类问题，但该方式投资成本大，且会造成资源浪费。港口主要用电负荷集中在大功率、长时间工作的设备，这些大功率设备在工作时，其起升机构在载运货物下降过程中的制动产生大量的电能，储能技术将重载设备制动能量回收，能够达到节能和改善电能质量的目的，并且实现回收再利用的功效。

削峰填谷

港口用电采用峰谷差价进行计费，白天基本为高峰电价，负荷作业多在此时段，晚上多为低谷电价，负荷作业时间相对较短。若能够充分利用峰谷电价差，必然会为港口带来可观收益。港口利用储能技术实现峰谷电能的转移，能够在港口内部供电网络中实现对负荷用电功率的控制，不会影响到上级供电网络的稳定性，同时能够降低港口装机容量，节约大量成本。

电力故障保障

若在用电侧将电能平滑地存储起来，并通过简单可靠的控制技术，能够确保输出高质量的电能。储能系统可以作为备用电源，为港口供电网络出现电力供应不足或电网断电故障时提供可靠保障。

船舶岸电

船舶停靠港口作业期间，需要开动船上的辅助发电机发电以提供必要的动力，由此会产生大量的有害物质排放。根据统计，船舶靠港停泊期间所产生的碳排量占港口总量的40%至70%，是影响港口及所在城市空气质量的重要因素。船舶岸电系统就是船舶停靠在码头的时候，停止使用船舶上的自备辅助发电机，转而使用陆地电源向主要船载系统供电。若使用岸电储能系统提供电能，可有效改善船舶带来的空气污染。

风光储

独立式风+光+储能发电系统具有较大灵活性，其能够充分利用港口的地理优势，利用海边的风能和太阳能进行发电，对港区内负荷进行供电。同时，利用储能系统对太阳能发电和风力发电的功率波动进行有效的平抑，改善电网对新能源的消纳能力。独立式风+光+储能发电系统可以对港区内负荷进行供电，能够构建独立的发电、供电、用电系统，为港口带来可观的经济效益。

代表项目

项目一：

2016年7月3日，南方电网首个港口岸电项目在广东中山投产，投产后，中山港口码头动力将“油改电”，港口停靠船只将关闭自备辅助发电机，转而使用陆地的电源向主要船载系统供电，预计项目年减排二氧化碳可达474吨。

项目二：

截至2018年6月，江苏全省已累计建成各类岸电系统4423套(高压15套、低压609套、小容量3799套)，2018年1-5月单独装表计量岸电电量1215万千瓦时，在全国率先实现了江、河、湖、海港口岸电全覆盖，率先实现了航道水上服务区岸电系统互联互通。

据报道，力信能源、北控清洁能源等单位合作、国网江苏电力公司牵头的2018年度国网公司科技项目《储能在岸电系统中规划配置与协调运行关键技术研究与应用》项目，拟在江苏连云港港口岸电系统中建设5MW(1MW超级电容+4MW锂电)储能电站，满足总量10MW以上以及单个泊位3MW以上岸电接入需求，岸电满负荷运行的情况下，满足多种随机性电源和负荷的接入需求。连云港是长三角港口群三大主体港之一，具有较好的岸电发展基础，示范案例的运行，对探索并验证未来绿色港口发展新技术和新模式，具有重大意义。

项目三：

近日，上海肯帕储能技术有限公司与天合光能股份有限公司旗下全资子公司天合智慧能源投资发展(江苏)有限公司签署战略合作协议，协议明确双方将在港口轮胎吊“油改电”、岸电系统、港口分布式能源+储能三个业务模块进行深度的战略合作。

项目四：

国外一些国家也有采用绿色航运、排放基金以及差别化航道费等激励计划，鼓励船舶使用清洁燃料和绿色技术。德国工业集团西门子将推出锂离子电池为主的储能解决方案Blue Vault，计划在挪威建设自动化与数位化工厂，并在该工厂开发和生产用于离岸钻油、海事、风力发电应用的储能技术，西门子希望可借由该技术与知识打造低排放离岸平台。

政策文件引领

国务院在《“十三五”节能减排综合工作方案》中要求：推动能源结构优化，利用电力等优质能源替代燃煤使用，在港口码头等领域推动电能替代，减少燃油消费。

交通运输部曾印发《靠港船舶使用岸电2016~2018年度项目奖励资金申请指南》，江苏、浙江、上海、深圳等各省市地方政府相继出台了港口岸电设施财政补贴、岸电服务指导价格等配套支持政策。

交通运输部公布《深入推进绿色港口建设行动方案(2018—2022年)》(征求意见稿)提出，在优化能源消费结构方面，一是要构建清洁低碳的港口能源体系，二是着力推动靠港船舶使用岸电;在节约和循环利用资源方面进行设施设备节能改造，推广应用绿色照明、港口储能。

近日，交通部发布《交通运输部办公厅关于加快长江干线推进靠港船舶使用岸电和推广液化天然气船舶应用的指导意见》，积极争取财政资金，研究建立船舶受电设施改造优先补助绿色通道，鼓励地方政府出台岸电运营补贴政策，推动完善供售电机制;2018年底前编制或修订完成供电、检测、受电等方面技术标准。

总结

大容量储能技术可实现峰谷电能的转移，可作为备用电源，为电力供应不足或电网断电故障提供支持，还能将重载设备制动能量回收，达到节能和改善电能质量的目的，辅助实现绿色港口电网的节能效益和经济效益。综合以上，港口岸电系统是储能的重要应用场景。

来源：中国能源报作者：李玲&北极星储能网

编辑：华气能源猎头（微号：energyhunt）

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