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                        綠能船舶駛上黃金水道

                        “長江三峽1”號、“三峽氫舟1”號等在長江下水航行

                          綠能船舶駛上黃金水道

                          不久前,中國首艘入級中國船級社氫燃料電池動力船——“三峽氫舟1”號,在湖北宜昌三峽游客中心(九碼頭)完成首航,標志氫燃料電池技術在內河船舶應用實現零的突破。一年多前,也是在宜昌,由中國自主研制的全球載電量最大的純電動游輪——“長江三峽1”號成功首航。

                          近年來,純電、氫燃料、液化天然氣(LNG)等綠色動力關鍵技術不斷取得新突破,內河船舶采用綠色能源替代傳統燃油作為動力的步伐不斷加快。在長江黃金水道最繁忙水域之一的湖北宜昌市,一批綠色智能船舶成功下水航行,助力生產生活方式綠色低碳轉型和長江航運高質量發展。日前,記者走進宜昌的碼頭、船廠等地,實地探訪這些綠色船舶下水背后的故事。

                          從電能到氫能,綠色動力技術加快發展

                          夜幕降臨,長江兩岸流光溢彩,燈火璀璨。近處的樓宇、樹木,遠方的橋梁、山脈,都倒映在波光粼粼的江水中,將夜色妝點得更加動人。記者登上“長江三峽1”號游輪的頂層甲板憑欄賞景時,既沒有聽到柴油發動機的轟鳴聲,也聞不到刺鼻的油煙味。

                          自去年3月29日在三峽大壩壩首第一港——秭歸新港首航,這艘純電動大型游輪在宜昌經典旅游線路“兩壩一峽”間往返穿梭,帶游客領略“高峽出平湖”的雄奇壯闊美景和“水漲船高”的新奇過壩體驗,已成為夜游宜昌的標志性“打卡”項目之一。

                          據悉,“長江三峽1”號由三峽集團所屬長江電力和宜昌城發集團所屬湖北三峽旅游集團共同投資建造,汾西重工、中船重工、北京理工大學、寧德時代等單位共同參與研制。全船可容納1300人,設計總長100米,上面配備了容量達7500千瓦時的船用動力電池,相當于上百輛純電動汽車的電池容量總和。

                          “如此大容量的動力電池用于內河船舶,在國內尚屬首次!遍L江游輪有限公司副經理劉軍介紹,與常規動力船舶相比,“長江三峽1”號大大降低了船舶對環境的影響。經過測算,該游輪一次充電可續航100公里,每年可替代燃油530噸,減少有害氣體排放1660噸。

                          不只是純電動船,近年來,新能源動力推進技術應用已經成為綠色船舶的重要發展方向。10月11日,在2023中國(宜昌)綠色能源發展大會上,由長江電力、中國船舶集團有限公司第七一二研究所、長江三峽通航管理局、中國船級社等單位共同研發建造的“三峽氫舟1”號,向世界展示了中國在氫能船舶研發和應用方面的決心和實力。

                          “三峽氫舟1”號采用鋼鋁復合結構,總長49.9米,使用氫燃料電池動力系統,最高航速28公里/小時,續航里程可達200公里,交付后用于三峽庫區及三峽—葛洲壩兩壩間交通、巡查、應急等工作。

                          “氫燃料電池將氫氣和氧氣的化學能直接轉換成電能,這個過程不通過燃燒,不存在熱能和機械能的轉換,發電效率更高,而且反應產物是水,具有無污染、可再生、高效率的優勢!遍L江電力檢修廠水工檢修部專業師梁強說,據測算,“三峽氫舟1”號相比傳統燃油動力船舶,預計每年可替代燃油103.16噸,減少二氧化碳排放343.67噸。

                          從設計到建造,新能源電池技術船舶應用實現“從0到1”

                          走進位于“長江三峽1”號一層的電池艙,一排排“小盒子”映入眼簾,這是磷酸鐵鋰動力電池包,船上共有4個電池艙,720個電池包,配備總電量約7500千瓦時的電池系統,組成了游輪的“造血系統”。

                          早在2017年底,“長江三峽1”號就開始了前期的論證和設計!拔覀冊M織專家團隊到國外調研,發現當時全球載電量最大的電動渡輪長度有50多米,排水量只有幾百噸,電池容量4300千瓦時!眲④娬f,而根據設計方案,“長江三峽1”號排水量達2000噸,電池容量大了近一倍。當時港口岸電容量很小,如何解決如此大功率的充電問題?

                          一開始有人提出,用普通低壓電,多用幾根充電線來解決。經過測算,這需要組織大量人工將電纜接駁到電動船上,人力成本太高,而且充電時間特別長。長江游輪有限公司提出高壓直接上船的方案,設計單位一開始持反對意見,認為安全性有待驗證。

                          經過多次試驗、反復論證,綜合考慮勞動強度、充電時長、安全性等因素,“長江三峽1”號最終采用了“高壓充電+低壓補電”的全新模式:在葛洲壩下游九碼頭、三峽大壩上游秭歸港建設專屬高壓充電樁,通過船載變壓器把10千伏高壓岸電變為低壓,再轉化為直流電給電池充電,實現充電7至8小時續航100公里;而在黃柏河、三斗坪、太平溪等游輪碼頭,多個港口建設高壓充電設施和低壓補電點,帶動了長江三峽“兩壩一峽”航區港口新能源船舶基礎設施優化完善。

                          在宜昌船舶工業園內,臨江而建的宜昌鑫匯船舶修造有限公司廠區,高大的龍門塔吊林立,一艘艘初見雛形的船體正在緊張建造中!伴L江三峽1”號正是出自這里。

                          該公司總工程師葉寶介紹,2020年底剛拿到設計圖紙的時候,他們心里并沒底,“時間緊、任務重,沒有現成經驗可供參考”。船東、船廠、施工單位、設計單位等協同創新,摸著石頭過河,攻克了電磁干擾等技術難題,經過分段制作、船體合攏、設備進艙、船舶下水、舾裝、設備調試、航行試驗等多個工序,終于在2021年底成功完成建造。

                          “三峽氫舟1”號的設計和建造同樣是協同創新的結果。作為船東,長江電力牽頭各單位開展了氫燃料電池動力系統在船舶上的適用性與安全布置分析,以及氫燃料電池與鋰電池能量管理、氫燃料船舶加注操作流程等一系列技術研究,實現了氫燃料電池技術在船舶應用領域“從0到1”的跨越。

                          從下水到推廣,配套基礎設施建設不斷完善,讓更多船舶用上清潔能源

                          綠色船舶建造,重要的是在全流域推廣。據交通運輸部長江航務管理局有關負責人介紹,目前,長江經濟帶15000余艘運輸船舶受電設施已完成改造升級,沿江主要港口岸電設施基本覆蓋。

                          同時,隨著“三峽氫舟1”號等一批代表船型陸續建造,300余艘新能源和清潔能源動力船舶在長江水系投用。據統計,今年1至9月,長江水系船舶靠港使用岸電累計76.9萬艘次、9094.5萬千瓦時,同比分別增長39%、67%。

                          相比電動船和覆蓋范圍比較廣的岸電設施,氫能船舶起步晚,推廣難度更大!皻淙剂想姵鼐哂心芰哭D化率高、能量密度高、振動噪聲低和零碳排放等優勢,但在船舶領域大規模應用還要解決諸多難題!敝袊凹瘓F有限公司第七一二研究所燃料電池事業部系統集成研究室主任王振說。

                          比如,作為船舶動力來源的氫氣從哪里來?2021年6月,長江電力啟動“中國三峽綠電綠氫示范站”項目,為內河氫燃料電池動力船提供加氫服務!斑@是中國首個內河碼頭型制氫加氫一體站,可以一站式完成氫能的制備和加注!遍L江電力科學技術研究中心研究員關蘇敏介紹,示范站位于三峽工程下游楊家灣碼頭,利用三峽電站發出的綠電進行電解水制氫,再將制得的氫氣經過壓縮、儲存、加注等環節,直接供給氫能源船舶。

                          氫氣來源解決了,怎么加注到船內?關蘇敏說,汽油是液態儲存,便于管控,而氫是以高壓氣體形式儲存,管控難度大,同時,船舶加氫具有加注量大、持續時間長的特點,因此,加注設備不宜采用陸用加氫槍,應采用更加可靠的加注連接方式。通過對多種技術方案比較和選擇,項目組最終采用了“折疊機械臂牽引高壓軟管”的加氫方式,每小時可加氫240公斤,滿足氫燃料電池船舶續航200公里。

                          不只是加氫站,地處長江上、中游的分界點,又是三峽航運樞紐所在地的宜昌,在綠色智能船舶配套基礎設施建設上早已提前布局。8年前,三峽庫區首個岸電試點工程在沙灣錨地正式建成送電。如今,宜昌已在長江流域率先實現規范性岸電全覆蓋,岸電覆蓋宜昌江段的63個經營性碼頭和2個錨地,累計為2.6萬余艘次船舶提供清潔岸電3483萬千瓦時。

                          11月16日,漢江首艘純電動集裝箱示范船“華航新能1”輪在湖北武漢陽邏港首航,這是中國首艘用于長江支線貨物運輸、支持更換電池的集裝箱班輪,該船由位于宜昌船舶工業園的盛懋船業有限公司建造。目前,宜昌市具有修造船舶許可資質的企業19家,占湖北省總量的三成以上。

                          越來越多的“宜昌造”綠色船舶走出宜昌,走向全國各地。按照規劃,到2026年底,宜昌市綠色智能船舶制造產業鏈總產值將達500億元,打造2到3個百億元級園區,綠色智能船舶年建造量超300艘。

                         

                        文章來源:人民日報海外版



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