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1、 上海海事大學上海海事大學 中國(上海)自貿區供應鏈研究院中國(上海)自貿區供應鏈研究院 長三角電動船充換電基礎設施發展 關鍵問題研究 上海海事大學中國(上海)自貿區供應鏈研究院2022024 4.1 1.5.5致謝致謝 本研究由上海海事大學中國(上海)自貿區供應鏈研究院統籌撰寫,由能源基金會提供資金支持。在本項目研究過程中,研究團隊得到了上海組合港管委會辦公室等部門的大力支持,在此向他們表示誠摯感謝。-報告正文-免責聲明免責聲明 -若無特別聲明,報告中陳述的觀點僅代表作者個人意見,不代表能源基金會的觀點。能源基金會不保證本報告中信息及數據的準確性,不對任何人使用本報告引起的后果承擔責任。-凡
2、提及某些公司、產品及服務時,并不意味著它們已為能源基金會所認可或推薦,或優于未提及的其他類似公司、產品及服務。Disclaimer -Unless otherwise specified,the views expressed in this report are those of the authors and do not necessarily represent the views of Energy Foundation China.Energy Foundation China does not guarantee the accuracy of the information a
3、nd data included in this report and will not be responsible for any liabilities resulting from or related to using this report by any third party.-The mention of specific companies,products and services does not imply that they are endorsed or recommended by Energy Foundation China in preference to
4、others of a similar nature that are not mentioned.I目目 錄錄 第一章 項目背景與意義.11.1 研究背景.11.2 研究意義.51.3 研究范圍界定.6第二章 內河電動船舶經濟效益分析.82.1 電動客船經濟效益分析.82.2 電動集裝箱船經濟效益分析以“港航船途 01”為例.112.3 電動公務船船經濟效益分析.122.4 分析結論.13第三章 長三角內河船舶電動化前景與成本投入分析.153.1 分析思路和依據.153.2 長三角內河船舶電動化發展前景預測基于不同政策環境.303.3 分析結論.48第四章 長三角內河電動船舶與充換電基礎設施
5、現狀梳理.504.1 長三角內河電動船統計情況.504.2 長三角內河電動船舶充換電技術情況.534.3 長三角內河電動船舶充換電設施統計.594.4 分析結論.61第五章 長三角內河電動船舶充電、換電設施需求分析.635.1 整體思路.63II5.2 不同船型對充換電設施的需求特征.635.3 電動客船充電設施需求測算.645.4 電動公務船充電設施需求測算.705.5 電動集裝箱船換電設施測算.745.6 分析結論.81第六章 長三角內河充換電配套基礎設施發展關鍵問題分析.826.1 標準規范方面.826.2 運營管理方面.886.3 支持政策方面.916.4 資源保障方面.956.5 關
6、鍵問題推進解決主體.98第七章 電動汽車配套基礎設施發展過程的經驗借鑒.1017.1 電動汽車充換電配套基礎設施發展現狀.1017.2 電動車配套基礎設施發展的經驗借鑒.104第八章 發展目標與思路.1098.1 發展目標.1098.2 基本思路.110第九章 對策建議.1129.1 建立并完善內河電動船舶充電、換電標準規范.1129.2 強化充電、換電設施建設運營激勵手段應用.1169.3 優化我國內河電動船發展政策環境.120III附表:長三角三省一市內河電動船及配套設施數量(20252035).125 1 第一章第一章 項目背景與意義項目背景與意義 1.1 研究背景研究背景 1.1.1
7、契合我國契合我國“雙碳雙碳”戰略要求戰略要求 由溫室氣體排放引起的氣候變化問題已成為全球共同面對的重大挑戰之一。世界經濟論壇(World Economic Forum)報告提出,從長期風險角度來看,未來十年的全球五大風險全部與環境相關,其中“氣候變化緩和與調整措施失敗”位列首位1。凝聚全球力量,共同應對氣候變化帶來的長期影響已刻不容緩。聯合國報告顯示,化石燃料是迄今為止造成全球氣候變化的最主要原因,占全球溫室氣體排放的 75%以上,占所有二氧化碳排放的近 90%。減少化石燃料使用,增加可再生能源的利用,降低碳排放,是全球各國應對氣候變化的共識之一。我國已將碳達峰、碳中和納入生態文明建設整體布局
8、,以降碳為重點戰略方向,推動減污降碳協同增效。世界銀行數據顯示,交通運輸業產生的二氧化碳約占全球燃料燃燒所排放 二氧化碳的 23%。我國交通運輸領域石油消耗量達 2.56 億噸,約占一次能源消費總量的 57%,增幅和增速遠超其他行業。交通運輸業已成為三大碳排放來源之一,占比 11%,是溫室氣體和大氣污染物排放的重點領域2。與公路、鐵路和航空相比,水路運輸溫室氣體排放強度最低(船舶 2g CO2/tkm、航空 1700 g CO2/tkm、道路運輸 20-300g CO2/tkm)3,但增長快,同時承擔了“公轉水”運輸量,排放量較為可觀。據 2019 年數據,我國水運碳排放量占交通領域碳排放的
9、6.47%4。此外,內河航運中小型船舶占比高,航運企業多且規模小,減碳減排難度大。1 The Global Risks Report 2020,World Economic Forum,2020 2 宇恒可持續交通研究中心,能源基金會,城市交通大氣污染物與溫室氣體協同控制技術指南 2.0 版報告,2021 3 劉功臣,趙芳敏,低碳交通,中國環境出版社,2015 4 李曉易,譚曉雨等,交通運輸領域碳達峰、碳中和路徑研究.中國工程科學,2021,23(6):15-21.2 據交通運輸部內河航運發展綱要,我國 2035 年和 2050 年現代化內河千噸級航道將達 2.5104 km,內河貨物周轉量占
10、全社會比重達 9%??梢灶A期,我國內河航運將會穩步發展,內河船舶電動化對我國交通運輸行業減排降碳具有積極的促進作用。1.1.2 內河航運本身高質量發展的要求內河航運本身高質量發展的要求 近年來,我國密集出臺政策,支持內河航運發展。2021年 11月,國務院印發關于深入打好污染防治攻堅戰的意見提出要加快大宗貨物和中長途貨物運輸“公轉鐵”、“公轉水”,大力發展公鐵、鐵水多式聯運。同年 12 月,國務院印發了“十四五”現代綜合交通運輸體系發展規劃。交通運輸部綠色交通“十四五”發展規劃和水運“十四五”發展規劃明確“十四五”時期新增及改善內河航道里程 5000km,內河高等級航道里程到 2025 年將達
11、到 1.85104km,即到 2025 年將新增國家高等級航道 2500km,營運船舶單位運輸周轉量 CO2排放較2020年下降3.5%等。此外,上海、江蘇、浙江、安徽等地也不斷加大內河航道建設力度,拓展內河航道通航里程,加大航道網密度。伴隨著我國內河航道條件的不斷改善,我國內河船舶在大型化、標準化發展方面成效顯著,但在綠色化、智能化等方面與綠色低碳發展要求仍有差距。純電動船舶可實現使用過程零排放,同時兼具推進結構簡單、推進效率高、使用成本低、易于實現智能化控制等優勢,是內河船舶智能化、綠色化發展的必然產物。受到良好的市場前景吸引,我國電動船舶發展迅速,產業創新要素集聚。中央和地方政府分別出臺
12、舉措,支持電動船舶發展。從國家層面來看,交通運輸部聯合多部委印發關于推進長江航運高質量發展的意見,提出長江航運發展應堅持生態優先、綠色發展,走低碳、循環、可持續發展之路,到 2025 年,基本建立發展綠色化、設施網絡化、船舶標準化、服務品質化、治理現代化的長江航運高質量發展體系,到 2035年,建成長江航運高質量發展體系。2022年3 9月,工業和信息化部等五部委關于加快內河船舶綠色智能發展的實施意見提出,加快發展電池動力船舶,重點推動純電池動力技術在中短途內河貨船、濱江游船及庫湖區船舶等應用。意見提出以貨船為試點,開展標準化箱式電源換電技術研究與應用。2022 年 11 月 10 日,生態環
13、境部等 15 部門聯合印發深入打好重污染天氣消除、臭氧污染防治和柴油貨車污染治理攻堅戰行動方案,包括重污染天氣消除攻堅行動方案臭氧污染防治攻堅行動方案柴油貨車污染治理攻堅行動方案3個行動方案,其中,柴油貨車污染治理攻堅行動方案“非道路移動源綜合治理行動”提出,提高輪渡船、短途旅游船、港作船等使用新能源和清潔能源比例,研究推動長江干線船舶電動化示范。2023 年4 月 7 日,交通運輸部長江航務管理局針對合力推進“電化長江”總體工作方案征求意見,提出以公務船艇、中短途客船及貨運船舶等為重點,在充分試點示范的基礎上逐步推廣鋰電池、燃料電池、甲醇等新能源技術的應用,積極支持配套基礎設施建設、新技術應
14、用和產業布局調整。從地方層面來看,2023 年,江蘇出臺江蘇省新能源船舶產業高質量發展三年行動方案(2023-2025 年),支持電動集裝箱等船型發展。江蘇省無錫市提出“電化運河”倡議,推進大運河綠色智能航運產業發展。浙江省從 2019 年開始,開展包括船舶電池動力系統在內的節能環保產業等重點領域提升發展工作,對入圍的市縣給予 5002000 萬元的財政專項激勵,并將船用高荷電蓄電池組納入浙江省高端裝備制造業發展重點領域目錄,對企業符合條件的船舶電池動力系統關鍵核心技術攻關項目,經競爭性立項,通過省科技重大專項給予支持。2022 年 4 月,福建省工業和信息化廳和福建省財政廳印發實施2022
15、年福建省電動船舶產業發展試點示范實施方案,其中明確推進內湖、江河、沿海船舶電動化,對福建省電動船舶制造企業,在電動船舶交付且運行一定里程后,按交付船舶(含新建和改造)電池動力推進系統價格的 40%給予補助,其中省級首批次示范項目按 60%給予補助,單船補助不超過 1500 萬元。2022 年 7 月,上海印發了上海市交通節能減排專項扶持資金管理辦法,其4 中明確對于電動船舶項目,按照船舶動力系統成本(包括電池及電力推進系統)的 30予以補貼,其中營運客船給予 40的補貼,單船最高補貼額度不超過500 萬元。2023 年,上海市 2023 年碳達峰碳中和及節能減排重點工作安排中提到,新增和更新的
16、蘇州河游船、黃浦江游覽船、輪渡客輪、公務用船全部采用純電動船舶。2023 年,湖北省印發湖北省支持綠色智能船舶產業發展試點示范若干措施,落實湖北省推動綠色智能船舶產業發展試點示范有關方案,支持液化天然氣(LNG)、電池、甲醇、氫燃料、混合動力等綠色動力船舶和智能船舶的研發、設計、制造、應用及配套,加快湖北省內江、河、湖、庫綠色智能船舶試點示范項目建設,支持充(換)電配套基礎設施、綠色航運綜合服務區等配套基礎設施建設或升級改造。實踐表明,電動船舶符合我國內河船舶裝備綠色化、智能化發展方向,是實現我國內河航運和船舶智能裝備產業鏈高質量發展的有效路徑。1.1.3 電動船舶適合內河航運場景電動船舶適合
17、內河航運場景 我國內河船舶數量多,船型和船隊規模多樣。近年來,學術界與產業界圍繞液化天然氣(LNG)、甲醇、氫、鋰電池等清潔能源開展了系列內河航運的應用研究和工程實踐。比較來看,從LNG作為內河船用燃料角度而言,根據LNG氣體燃料發動機類型的不同,溫室氣體減排潛力僅為 10%-23%,而其主要構成甲烷本身也是溫室氣體,且其溫室效應是二氧化碳的28倍5,使用過程中出現的甲烷逃逸將進一步降低 LNG 的減碳效果,無法實現零碳排放。甲醇燃料可實現溫室氣體減排約 6%-10%,然而,受甲醇價格、燃料艙艙容、加注基礎設施等因素的影響,船用甲醇燃料供應系統、船用甲醇發動機目前海船應用較多,少見內河船舶應用
18、。氫的生產成本主要取決于制取方法,根據美國能源信息署(EIA)2019 年統計數據,中國電網電解水制氫成本最高約 5.5 美元/公斤,煤制氫成本最低約 1 美元/公斤。未來要實現全生命周期的零排放,制氫途徑要從5 數據來源:北京綠色金融與可持續發展研究院。5 化石能源轉向可再生能源。此外,與液氫相比,液氨體積能量密度具有明顯優勢,且儲存及供應相對容易,是較為理想的能量載體,適用于續航里程較長的船舶。相比而言,基于鋰電池的船舶動力方案,經過近十年的發展,在內河航運領域展現出一定的技術優勢、環境優勢與成本可行性,并初步具備了產業化的條件。受益于我國電動汽車產業的發展,近幾年我國船用動力鋰電池技術發
19、展迅速,鋰電池的成本價格在過去十年中降幅達 80%以上,動力電池的經濟性不斷提高。同時,由于內河生態系統較為復雜,污染負荷較低,而內河電動船舶對環境污染極低,對保護內河水資源與生態資源具有積極意義。此外,電動船舶結構簡單、傳動部件少、工作可靠,運營成本相對較低,更適于內河航運。1.2 研究意義研究意義 作為世界航運大國,我國內河船舶數量 10.9 萬艘6,在船舶減排治理中發揮重要角色。長三角三省一市共擁有內河貨運船舶6.0 萬艘,長三角水路貨運量、貨物周轉量分別約占全國的 53.2%和 47.1%7,長三角內河船舶電動化將對我國內河航運減排起到關鍵示范作用。近年來,電動船舶技術環境趨于成熟,船
20、用電池技術、電力推進技術、船舶能源管理和控制、電動船舶產業鏈等日趨完善,內河船舶電動化對技術條件已初步具備。純電動船舶產業的蓬勃發展源于國家對于“雙碳”戰略的重大需求,具有鮮明的需求導向和目標導向,其社會意義和經濟意義巨大。近年來,產業界、學術界相關人員圍繞電動船的推廣與應用開展了大量工作,取得了積極進展。數據顯示,長三角內河電動船舶發展較快,各類內河電動船舶設計、建造及下水投運的熱度逐年提升。然而,現階段電動船的全面推廣仍然存在一定的困難與瓶頸,我國內河船舶新能源普及率嚴重不足,內河船舶動力來源絕大多數為傳統化石能源。6 2022 年數據。7 數據來源:長三角內河水運報告 2022。6 我國
21、內河電動船舶在應用推廣上主要面臨著初期投入大、充換電配套基礎設施缺乏、法規標準缺失等亟待解決的問題,成為阻礙電動船舶發展的主要約束力。其中,在電動船舶的初期投入經濟性方面,集裝箱船、散貨船、客船、公務船等不同船型有所不同,但總體來看,電動船舶初期成本投入較大,主要由于磷酸鐵鋰電池價格相對較高,就目前市場行情來看,單位千瓦時的價格在2000 元左右,以一艘搭載 1500kWh 動力電池的集裝箱船為例,動力電池成本達300萬。在充換電配套基礎設施建設方面,在電動船舶推廣未形成規模效應之前,充換電站投資建設項目的經濟性較差。在充換電運營管理和充換電配套服務方面,我國內河港口充電、換電配套基礎設施建設
22、及充電、換電操作缺少統一標準規范,缺乏關于船用動力電池充電、換電配套基礎設施的選址及建設要求,對于船舶充換電過程中存在的風險及如何規范操作缺少系統的研究,對集裝箱式移動電源(下文簡稱箱式電源)的存儲及運輸存在一定的限制。上述因素相互制約、相互關聯,阻礙了內河船舶電動化的可持續推進。在這一背景下,以長三角地區作為代表性示范區域,開展長三角內河電動船舶充換電配套基礎設施與運營管理研究,梳理電動船舶在充換電運營與設施配套服務等方面存在的政策障礙和制度瓶頸,并構建適用于電動船舶充換電運營的政策體系,提出相應的對策建議,對我國內河電動船舶全面應用和推廣具有較強的實踐意義。1.3 研究范圍界定研究范圍界定
23、 在前期電動船舶成本投入與減碳效益等研究基礎上,本課題聚焦長三角內河電動船舶充電、換電配套基礎設施,分析判斷長三角內河電動船舶發展前景,預測長三角內河電動船舶及其對充電、換電設施的需求,梳理長三角現有電動船舶和充電、換電設施的數量、特征和分布情況等現狀,調研分析當前充電、換電設施發展過程中面臨的關鍵問題,得出長三角內河電動船舶充電、換電需求與當前供給之間的差距,以此為據,在借鑒電動汽車充電、換電設施發展的7 基礎上,提出長三角內河電動船舶充電、換電配套基礎設施發展的目標、思路與對策,為電動船舶領域各類企業主體、政策制定者等提供決策依據。8 第二章第二章 內河電動船舶經濟效益分析內河電動船舶經濟
24、效益分析 本研究分別以客船、集裝箱船和公務船為對象,構建了船舶成本測算模型,選取了具有代表性的選取實船案例,對比研究了電動船與傳統柴油船舶的成本投入。內河船舶的成本主要包括建造成本、營運成本和航次成本等。其中,建造成本包括船舶造價或租金、船舶折舊等費用;營運成本即船公司為保證船舶正常的航行服務,從而產生的經常性維持費用,包括船員工資、船上必備的物料、保險、船舶維修保養費用、潤料費,以及相關的管理費用等;航次成本即船舶在航行任務中產生的一系列費用成本,主要要素為電費、港口費用、運河及各種傭金。由于充換電設施的商業模式仍在探索中,因此案例中暫不考慮充換電設施的投資成本。如果考慮充換電設施建設成本,
25、可將該成本體現在充電價格中。2.1 電動客船經濟效益分析電動客船經濟效益分析 本研究選取一艘上海輪渡電動船和一艘黃浦江電動游覽船進行測算。(1)電動輪渡船)電動輪渡船經濟效益分析經濟效益分析以以“上海輪渡上海輪渡11”為例為例 該輪渡船往返于黃浦江兩岸,其運行基本信息如下表所示。數據顯示該船百公里電耗較高,達到 11333kwh。其主要原因是輪渡船單次航行距離較短,頻繁啟停和加減速。表表2-1:典型內河輪渡船動態數據信息:典型內河輪渡船動態數據信息 名稱名稱 參數參數 次均航行距離(km)0.6 每天班次數 37 百公里電耗(kwh/百公里)11333 次均耗電量(kwh)68 電池容量(kw
26、h)3132 該船年耗電量約 91.83萬 kwh。同等噸位、同等載客量的柴油船舶年柴油消耗量約 270.9 噸,年岸電使用量約 2150kwh。調研數據顯示,該船充電價格為 1元/kwh,柴油價格按 8000 元/噸計。9 基于以上數據,計算結果顯示,在運營成本方面,該電動輪渡船年用電成本約 91.83 萬元;柴油船年柴油成本約 189.64 萬元,年岸電使用成本約 0.22 萬元;年維護成本約 20 萬元,比柴油船舶約少 10 萬元。在建造成本方面,電動船舶的建造成本約 1250 萬元,比傳統柴油船舶約多 600 萬元;兩種船舶其他成本假設相同。電動船與柴油船成本對比如表 2-2 所示。表
27、表2-2:內河輪渡柴油船與電動船成本對比:內河輪渡柴油船與電動船成本對比 類別類別 柴油船柴油船 電動船電動船 建造成本(萬元)650 1250 年維護成本(萬元)20 10 年柴油成本(萬元)189.64 0 年用電成本(萬元)0.22 91.83 結果表明:電動船相比于柴油船增加的投資成本約 600 萬元,年節省運維成本約 135 萬元。進一步分析顯示,按照現行充電價格(1元/kwh),在電池生命周期內(以10 年計)電動船無需增加額外投入(與柴油船相比)。所選取的電動輪渡船運行約 5 年可收回成本。在零補貼情況下,充電電價平衡點為 1.81 元/kwh。即在電價為 1.81 元/kwh時
28、,電動船在 10 年內總成本與柴油船總成本相同。此外,由于運營里程也會影響年運營成本,進一步計算可得在電價為 1 元/kwh 時,運營里程的平衡點約為3244 公里。即在電價為 1 元/kwh 下,電動船年航行距離約為 3244 公里時其 10年內總成本與柴油船總成本相同。電動船分析結果如下表所示。表表2-3:電動輪渡船成本分析數據:電動輪渡船成本分析數據 名稱名稱 參數參數 電價 1元/kwh下電池生命周期內(10年)電動船需增加投入(萬元)-電動船回本期(年)5 電池壽命周期內(10年)電價平衡點(元/kwh)1.81 電價 1元/kwh下電池生命周期內(10年)里程平衡點(萬公里)324
29、4(2)電動游覽船)電動游覽船經濟效益分析經濟效益分析以以“上海久事號上海久事號”為例為例 本研究選取一艘上海久事黃浦江電動游覽船,該船總長 41.51米、型寬 10.9米、載客 150 人,2023 年 9 月試運營,航線為世博航線十六鋪盧浦大橋十六鋪,其運行基本信息如下表所示。10 表表2-4:內河電動游覽船信息:內河電動游覽船信息 名稱名稱 參數參數 次均航行距離(km)59.3 年航次 365 百公里電耗(kwh/百公里)2300 次均耗電量(kwh)1363 電池容量(kwh)2500 該船年耗電量約 49.75萬 kwh。同等噸位、同等載客量的柴油船舶年柴油消耗量約 64.89 噸
30、。調研數據顯示,該電動游覽船平均充電價格為 2.1 元/kwh(含充電服務費 1 元/kwh),柴油價格按 8000 元/噸計?;谝陨蠑祿?,計算結果顯示,在運營成本方面,該電動游覽船年用電成本約 104.48 萬元;柴油船年柴油成本約 51.92 萬元;年維護成本約 40 萬元,比柴油船舶約少 20 萬元。在建造成本方面,電動船舶的建造成本約 4400 萬元,比傳統柴油船舶約多 900 萬元;兩種船舶其他成本假設相同。電動船與柴油船成本對比如表 2-5 所示。表表2-5:內河游覽柴油船與電動船成本對比:內河游覽柴油船與電動船成本對比 類別類別 柴油船柴油船 電動船電動船 建造成本(萬元)35
31、00 4400 年維護成本(萬元)60 40 年柴油成本(萬元)51.92 0 年用電成本(萬元)0 104.48 結果表明:電動船相比于柴油船增加的投資成本約 900 萬元,年增加運維成本約 33 萬元。進一步分析顯示,按照現行充電價格(2.1 元/kwh),電動船在投資成本和運維成本上都高于柴油船,不具有成本優勢,在該電價下船舶生命周期內無法收回成本。在零補貼情況下,充電電價平衡點為負,因此不存在電價平衡點在零補貼情況下,充電電價平衡點為負,因此不存在電價平衡點。在此高電價下,因電動船運維成本高于柴油船,因此里程越長虧損越大,不存在里程平衡點。電動船分析結果如下表所示。表表2-6:電動游覽
32、船成本分析數據:電動游覽船成本分析數據 11 名稱名稱 參數參數 電價 2.1元/kwh下電池生命周期內(10年)電動船需增加投入(萬元)1226 電動船回本期(年)-電池壽命周期內(10年)電價平衡點(元/kwh)-電價 2.1元/kwh下電池生命周期內(10年)里程平衡點(萬公里)-2.2 電動集裝箱船經濟效益分析電動集裝箱船經濟效益分析以以“港航船途港航船途01”為例為例 本研究以電動集裝箱船“港航船途 01 輪”進行測算。該船為 73 米 3000 噸級內河集裝箱船,長 73 米,寬 13.8 米,設計吃水 3.8 米,載貨總噸 2624 噸,110個箱量。該船航線起止港口為蕪湖港和合
33、肥港,其運行基本信息如下表所示。表表2-7:典型內河集裝箱船舶動態數據信息:典型內河集裝箱船舶動態數據信息 名稱名稱 參數參數 次均航行距離(km)145 年航次 185 百公里電耗(kwh/百公里)897 次均耗電量(kwh)1300 電池容量(kwh)1540 該船年耗電量約 24.05萬 kwh。同等噸位、同等箱量的柴油船舶年柴油消耗量約 62 噸,年岸電使用量約 3000kwh。調研數據顯示,該船充電價格為 1.2 元/kwh,柴油價格按 8000 元/噸計?;谝陨蠑祿?,計算結果顯示,在運營成本方面,該電動船年用電成本約28.86 萬元,柴油船年柴油成本約 49.33 萬元,年岸電使
34、用成本約 0.36 萬元;年維護成本約 60 萬元,比柴油船舶約少 20 萬元。在建造成本方面,該電動船舶的建造成本約 900 萬元,比傳統柴油船舶約多 100 萬元(不包含電池價格)。電池價格約 308 萬元,電池壽命按 10 年計。兩種船舶其他成本如港口使用費、保險費用等假設相同。電動船與柴油船成本對比如表 2-8 所示。表表2-8:內河集裝箱柴油船與電動船成本對比:內河集裝箱柴油船與電動船成本對比 類別類別 柴油船柴油船 電動船電動船 建造成本(萬元)800 900 集裝箱電池成本(萬元)0 308 年維護成本(萬元)80 60 年柴油成本(萬元)49.33 0 年用電成本(萬元)0.3
35、6 28.86 結果表明:電動船相比于柴油船增加的投資成本約 408 萬元,年節省運維成本約 40.83 萬元。12 進一步分析顯示,按照現行充電價格(1.2 元/kwh),在電池生命周期內(10 年)電動船相比于柴油船無需增加投入。電動船運行 10 年可收回成本。在零補貼情況下,充電電價平衡點為 1.2 元/kwh。即在電價為 1.2 元/kwh 時,電動船在 10 年內總成本與柴油船總成本相同。由于運營里程也會影響年運營成本,進一步計算可得在電價為 1.2 元/kwh 時,運營里程的平衡點約為 2.68 萬公里(目前實船運營里程約 2.7 萬公里/年)。即在電價為 1.2 元/kwh 下,
36、電動船年航行距離約為 2.68 萬公里時其 10 年內總成本與柴油船總成本相同。在換電模式下,若電池成本不計入總成本,測算結果顯示,電動船每年節省的柴油成本和維護成本在 3 年左右將覆蓋電動船舶增加的建造成本。因此,在換電模式不考慮電池成本的情況下,電動船舶在成本和排放上都具有優勢。電動船成本分析結果如下表所示。表表2-9:電動集裝箱船成本分析數據:電動集裝箱船成本分析數據 名稱名稱 參數參數 充電充電 換電換電 電價 1.2元/kwh下電池生命周期內(10年)電動船需增加投入(萬元)-電動船回本期(年)10 3 電池壽命周期內(10年)電價平衡點(元/kwh)1.2-電價 1.2元/kwh下
37、電池生命周期內(10年)里程平衡點(萬公里)2.7-2.3 電動公務船船經濟效益分析電動公務船船經濟效益分析 本研究選取一艘總噸為 230 的公務船進行測算,其運行基本信息如下表所示。表表2-10:典型內河公務船動態數據信息:典型內河公務船動態數據信息 名稱名稱 參數參數 次均航行距離(km)120 年航次 92 百公里電耗(kwh/百公里)1500 次均耗電量(kwh)1800 電池容量(kwh)3000 該船年耗電量約 16.56 萬 kwh。同等噸位的柴油船舶年柴油消耗量約 55.2噸。充電價格按 1 元/kwh 計,柴油價格按 8000 元/噸計?;谝陨蠑祿?,計算結果顯示,在運營成本
38、方面,電動船年用電成本約13 16.56 萬元,柴油船年柴油成本約 44.16 萬元;年維護成本約 40 萬元,比柴油船舶約少 18 萬元。在建造成本方面,電動船舶的建造成本約 1400 萬元,比傳統柴油船舶約多 600 萬元,兩種船舶其他成本假設相同。電動船與柴油船成本對比如表 2-11 所示。表表2-11:內河公務柴油船與電動船成本對比:內河公務柴油船與電動船成本對比 類別類別 柴油船柴油船 電動船電動船 建造成本(萬元)800 1400 年維護成本(萬元)58 40 年柴油成本(萬元)44.16 0 年用電成本(萬元)0 16.56 結果表明:電動船相比于柴油船增加的投資成本約 600
39、萬元,年節省運維成本約 45.6 萬元。進一步分析顯示,按照現行充電價格(1元/kwh),在電池生命周期內(10年)電動船比柴油船需增加投入 144 萬元。電動船在其生命周期內(以 12 年計)無法收回成本。在零補貼情況下,充電電價平衡點為 0.13 元/kwh。即在電價為 0.13 元/kwh時,電動船在 10 年內總成本與柴油船總成本相同。進一步計算可得在電價為 1元/kwh 時,運營里程的平衡點約為 1.68 萬公里。即在電價為 1 元/kwh 下,電動船年航行距離約為 1.68萬公里時其 10年內總成本與柴油船總成本相同。成本分析數據如下表所示。表表2-12:電動公務船成本分析數據:電
40、動公務船成本分析數據 名稱名稱 參數參數 電價 1.2元/kwh下電池生命周期內(10年)電動船需增加投入(萬元)144 電動船回本期(年)-電池壽命周期內(10年)電價平衡點(元/kwh)0.13 電價 1.2元/kwh下電池生命周期內(10年)里程平衡點(萬公里)1.68 2.4 分析結論分析結論 本研究通過實船案例研究,對不同類型電動船的經濟效益進行了分析,結14 果表明:(1)電動輪渡船由于航次密集、建造成本相對較低,能夠在較短時間內實現收益。以本研究選取的電動輪渡船為例,在現行電價下,約 5 年即可回收成本。與之相比,電動游覽船由于航次較少、建造成本相對較高,若不進行補貼,在整個生命
41、周期內均無法回收成本。電動集裝箱船由于單位公里電耗相對較低,能夠實現較低成本運營,即便不進行補貼,若能將電價控制在 1.2 元/kWh,10年內總投入成本與柴油船相當。(2)充電電價對電動船運營經濟性起到了決定性作用。由于電動船造價相比柴油船高,充電電價的高低直接決定了航運公司能否實現電動船的正常運營。例如,本研究所選取的內河游覽船,若按照現行充電價格(2.1 元/kWh),運營成本比柴油船高出一倍左右。電動集裝箱船充電電價也在 1.2 元/kWh 以上,有些甚至在 2 元/kWh 以上(如“江遠百合”號),難以實現市場化運營。15 第三章第三章 長三角內河船舶電動化前景與成本投入分析長三角內
42、河船舶電動化前景與成本投入分析 3.1 分析思路和依據分析思路和依據 3.1.1 分析思路分析思路 從世界范圍來看,全球航運監管政策和各國政府的航運監管政策顯著影響新能源船舶的發展。具體到我國,在當前技術發展水平下,內河電動船舶發展主要受政策環境、技術環境、內河航運環境(如內河客貨運水平)、產業轉型升級等因素影響。根據長三角三省一市交通運輸發展規劃、水運發展規劃、內河船舶相關統計資料、內河航道貨運量統計與規劃資料等,本研究采用調查分析方法,對長三角新增各類內河船舶的增長情況進行了預測;同時,結合長三角存量內河船舶數據,考慮三種不同政策約束下存量和新增內河船舶的電動化轉換率,對2025 至 20
43、35 年長三角內河電動船舶的比例進行了預測。3.1.2 分析依據分析依據(1)內河電動船舶政策環境)內河電動船舶政策環境 近年來,中共中央國務院、交通運輸部、工信部、生態環境部等分別出臺政策,支持內河電動船舶發展,國家層面的支持政策不斷豐富。湖北、福建、廣東、長三角三省一市也陸續推出發展綠色船舶的優惠與補貼政策,能夠帶動電動船舶數量的有效提升。16 表表3-1 長三角內河船舶電動化測算依據長三角內河船舶電動化測算依據 序號 政策 印發部門 年份 1 關于推進長江航運高質量發展的意見 交通運輸部 2019 2 關于加快內河船舶綠色智能發展的實施意見 工信部等 2022 3 柴油貨車污染治理攻堅行
44、動方案 生態環境部等 2022 4 “電化長江”倡議 交通運輸部 2023 5 2022年福建省電動船舶產業發展試點示范實施方案 福建 2022 6 上海市交通節能減排專項扶持資金管理辦法 上海 2022 7 湖北省支持綠色智能船舶產業發展試點示范若干措施 湖北 2023 8 上海市內河港區規劃(修編)上海 2021 9 江蘇省“十四五”水運發展規劃 江蘇 2021 10 江蘇省新能源船舶產業高質量發展 三年行動方案(2023-2025年)江蘇 2023 11 現代化內河航運體系示范省實施方案(征求意見稿)浙江 2022 12 浙江水運十四五規劃 浙江 2021 13 浙江省建設現代化內河航運
45、體系示范省實施方案 浙江 2023 14 安徽內河航運發展綱要實施意見 安徽 2021 15 安徽水運十四五發展規劃 安徽 2021(2)內河電動船舶技術與市場環境)內河電動船舶技術與市場環境 隨著船用電池系統、船舶推進系統、大容量動力電池管理技術、船舶純電池組網與控制技術、高效充電技術、電動船舶系統監控與運維技術的不斷發展與成熟,電動船舶相關技術的可用性和經濟性正在不斷改善,通過規?;茝V應用降低成本的可行性正在逐步提升。此外,由于電動船舶在降低運營成本、提升駕乘體驗、推動船舶智能化等17 方面所具備的獨特優勢,市場較為看好,尤其是在航程短、航次密集、排放要求高、政策性強的場景下獲得了普遍認
46、可,船型不斷豐富,市場普遍認為內河場景的船舶電動化已在快速增長前夕。(3)長三角內河貨物吞吐量情況)長三角內河貨物吞吐量情況 1)上海)上海 2022 年,上海內河碼頭吞吐總量約 0.59 億噸,內河碼頭裝卸貨種以礦建材料為主,約占內河吞吐總量的 60%80%。隨著上海市產業結構的調整及燃煤電廠的逐步關停,上海內河碼頭煤炭吞吐量大幅下降,鋼鐵吞吐量小幅上漲,其他貨種主要為糧食、化工產品、建筑垃圾、生活垃圾等,近年來吞吐量大幅增加。上海內河水運到達量主要來自江蘇、浙江、安徽、江西和湖北等地,并以江蘇、浙江為主,2020 年江蘇、浙江運抵上海內河碼頭的運量占到達總量的78%,到達貨種以礦建材料、鋼
47、鐵為主,占比 90%以上。內河水運發送量主要發往江蘇、浙江、安徽和江西等地,同樣以江蘇、浙江為主,2020 年從上海內河碼頭發送至兩省的貨物占發送總量的 79%,發送貨種以礦建材料、鋼鐵、糧食為主,占比 50%左右。據上海市內河港區規劃(修編),預測 2025年、2035年上海市內河吞吐總量分別為 1.55 億噸、1.62 億噸;2025 年、2035 年外貿集裝箱內河吞吐量將分別達到 50 萬 TEU、100 萬 TEU。2)浙江)浙江 2022年,浙江內河港口貨物吞吐量3.79億噸,內河港口集裝箱吞吐量143.3萬 TEU。據現代化內河航運體系示范省實施方案、浙江省建設現代化內河航運體系示
48、范省實施方案等規劃,到 2027 年,浙江內河港口貨物吞吐量達4.7 億噸,集裝箱吞吐量 260 萬標箱。內河船舶平均噸位超 650 噸,內河水路貨運量 3 億噸,水路客運量超過 1500 萬人次。同時,內河千噸級航道翻一番,達18 到 1000公里,千噸級航道“市市通”。新建 500噸級及以上內河碼頭泊位 40個。3)江蘇)江蘇 2022 年,江蘇內河貨運量 9.99 億噸,其中煤炭、糧食、危險品等貨物運輸量下降,礦建貨運量有所上升,從占比來看,礦建和煤炭合計貨運量共 6.26 億噸,占全省內河貨運量的 62.7%。集裝箱貨運量 83.3 萬標箱,較 2021 年增長11.3%。內河客運量
49、1582 萬人次,較 2021 年下降 26.1%。江蘇水路運輸以內河運輸為主,據江蘇省“十四五”水運發展規劃,預測到 2025 年,內河港口貨物吞吐量 5.7億噸;內河集裝箱吞吐量 120萬標箱,年均增長率 15%,綜合通過能力達到 8.6 億噸。4)安徽)安徽 2022年,安徽水路運輸量超過14億噸,居全國首位,貨物周轉量達到6736億噸公里。2022 年,安徽內河港口集裝箱吞吐量 214 萬標箱,同比增長 4.9%,吞吐量達到 6.08 億噸,同比增長 4.2%,主要貨種為煤炭及制品、金屬礦石、鋼鐵、礦建材料、水泥等大宗貨物。其中長江水系港口吞吐量貢獻突出,億噸級大港數量由 2015年的
50、 1個增加至 2020年的 3個。集裝箱吞吐量增長較快,達到194.4 萬 TEU,年均增速 15.3%,主要分布在蕪湖、馬鞍山、安慶、池州、銅陵、合肥、蚌埠等港口。內河客運量 87 萬人次,同比下降較為明顯(主要受疫情影響)。據安徽內河航運發展綱要實施意見和安徽水運十四五發展規劃,預測到 2025 年,水路運輸量、港口吞吐量分別為 13.5 億噸和 6 億噸,年均增長率分別為 1.3%和 2.1%。其中,礦建材料、水泥和煤炭及制品占總量比重下降約5個百分點,集裝箱吞吐量達到 260萬標箱,年均增長率為 6%。到 2035年,建成高等級航道里程超過 3200 公里,港口設計年通過能力達到 9
51、億噸,內河千噸級航道達到 2000 公里;內河貨物周轉量占全社會比重進一步提升。19 表表3-2 長三角三省一市內河貨運情況長三角三省一市內河貨運情況 省/市 貨物吞吐量(億噸)水路運輸量(億噸)集裝箱吞吐量(萬 TEU)上海 2022 0.59 0.468-2025(規劃)1.55-50 2035(規劃)1.62-100 江蘇 2022-9.99 83.3 2025(規劃)5.7-120 2035(規劃)-浙江 2020 3.79 2.31 143 2025(規劃)4.5-200 2027(規劃)4.7 3 260 安徽 2022 5.4 14 194.4 2025(規劃)6 13.5 26
52、0 2035(規劃)-(4)長三角內河船舶保有情況)長三角內河船舶保有情況 1)保有量情況)保有量情況 截至 2020 年,在長三角地區海事管理機構在冊登記的正常運營狀態的船舶達 7.5萬余艘,其中,客船 2121艘,公務船/港作船 1576艘,集裝箱船 677艘。其中,上海共有內河船舶 1567 艘,散貨船占 677 艘(占比 43.2%),公務/港作船的數量 157 艘,客船 131 艘,集裝箱船共 44 艘。2020 年,上海內河運輸量 4680 萬噸,內河貨物周轉量 256.44 億噸公里。表表3-3 長三角地區內河船舶信息(單位:艘)長三角地區內河船舶信息(單位:艘)省/市 船舶總量
53、 客船 公務船/港作船 集裝箱船 散貨船 其他 上海 1567 131 157 44 677 558 江蘇 36371 383 499 138 33242 2109 浙江 13479 1277 484 158 9287 2273 安徽 24539 330 336 337 23459 77 總計 75956 2121 1476 677 66665 5017 20 表表3-4 上海地區內河船舶類型分布上海地區內河船舶類型分布 類型 集裝箱船 客船 散貨船 公務/港作船 其他船舶 數量 44艘 131艘 677艘 157艘 558艘 平均大小 86TEU 321客位 596噸/江蘇共有船舶 3932
54、0 艘,其中內河船舶 36371 艘(占比 92%)。散貨船數量超過 3.3萬艘(遠超長三角地區其他省市),公務船、港作船的數量近 500艘,集裝箱和客船共計超過 500 艘。表表3-5 江蘇地區內河船舶類型分布江蘇地區內河船舶類型分布 類型 集裝箱船 客船 散貨船 公務/港作船 其他船舶 數量 138艘 383艘 33242艘 499艘 2109艘 平均大小 138TEU 107客位 840噸/浙江省內河船舶 13479艘,散貨船數量 9287艘,客船數量 1277艘(占長三角地區的 60%),集裝箱船和公務船、港作船分別為 158艘(運力為 7018TEU)和 184 艘,其他船舶 257
55、3 艘。表表3-6浙江地區內河船舶類型分布浙江地區內河船舶類型分布 類型 集裝箱船 客船 散貨船 公務/港作船 其他船舶 數量 158艘 1277艘 9287艘 484艘 2273艘 平均大小 44TEU 42客位 558噸/安徽省共有內河船舶 24539 艘,合計約 5058 萬凈載重噸。其中,散貨船數量 23459 艘,集裝箱船 337 艘(為長三角地區最多),客船和公務船、港作船的數量都達到 330 以上,其他船舶 77 艘。安徽集裝箱運力快速增長,集裝箱箱位由 2015 年的 3.7 萬 TEU 增長到 2020 年的 13.7 萬 TEU,年均增速 29%。船舶大型化趨勢明顯,平均噸
56、位首次突破 2000 噸,預測 2025 年,船舶平均噸位達到2200 噸,標準化率達到 70%。21 表表3-7 安徽地區內河船舶類型分布安徽地區內河船舶類型分布 類型 集裝箱船 客船 散貨船 公務/港作船 其他船舶 數量 337艘 330艘 23459艘 336艘 77艘 平均大小 208TEU 42客位 2012噸/2)船舶噸位情況)船舶噸位情況 長三角區域 60%以上船舶總噸在 300 總噸以下,總噸在 500 以下的船舶超過 80%,500-600 之間的船舶比例較少(僅 8%左右),1200 總噸以上的船舶占比略高于 5%,1600 總噸以上的船舶占比不到 2%。其中,所有集裝箱船
57、總噸都超過 200,但是 40%的集裝箱船都在 600總噸以內,且總噸超過 1600 的占比不超過 1%。對于客船,小于等于 100 總噸的船舶占比近 75%,且 300 總噸客船占比近 90%。對于散貨船,近 80%的貨船噸位都超過了 200 總噸,但是 600 總噸以下的占比超過 95%,同集裝箱船一樣,只有不到 1%的貨船總噸超過 1600總噸。超過 85%的公務船/港作船總噸不超過 50,近 98%公務船/港作船總噸不超過 200。(a)集裝箱船(b)客船 (c)普通貨船(d)公務/港作船 圖 3-1 長三角地區分船型船舶總噸結構分布 22 3)船齡情況)船齡情況 長三角內河集裝箱船舶
58、船齡相對較小,近 3 年長三角地區新增集裝箱船舶數量占比超過 45%,超過 90%的集裝箱船舶船齡在 11 年以內,超過 15 年的集裝箱船舶占比僅 2%。對于客船,船齡在 3年內的占比約 15%,3-11年之間的船舶占比約 35%,11 年-15 年之間的船舶數量占比近 20%,超過 15 年船齡的船舶占比也接近25%。對于散貨船,船齡結構老化現象更加明顯,3年內新增船舶占比僅為 7%,超過 60%的船齡在 11年以上,且 15年以上的船舶占比也超過 30%。對于公務船、港作船,其船舶船齡結構分布同客船類似,15 年以上船齡的船舶也超過 20%。(a)集裝箱船(b)客船 (c)普通貨船(d)
59、公務/港作船 圖 3-2 長三角地區分船型船齡結構分布 4)船舶更新情況)船舶更新情況 對不同時期內不同類型船舶到達報廢年限的船舶進行計算,相關數據見下表 8。內河公務船根據船體的材質不同(玻璃鋼或者鋁/鋼材),其報廢時間為 5年或者 12 年不等,其報廢的數量將會遠超現有的數量(因使用年限較短,為滿足需求報廢后需新增)。23 表表3-8 強制報廢狀態下不同時間到達報廢年限的船舶數量強制報廢狀態下不同時間到達報廢年限的船舶數量 船型船型 2025年年 2030年年 2035年年 集裝箱船集裝箱船 2 8 20 客船客船 158 352 532 散貨船散貨船 5586 15397 20799 同
60、時,對于長江流域老舊船舶的淘汰,一般船齡超過 15 年(即為超齡船舶)時,部分船舶會進行報廢拆解。因此,基于此計算出不同時間段船舶報廢的船舶數量如下表所示。表表3-9 鼓勵拆解狀態下不同時間到達報廢年限的船舶數量鼓勵拆解狀態下不同時間到達報廢年限的船舶數量 船型船型 2025年年 2030年年 2035年年 集裝箱船集裝箱船 156 413 548 客船客船 2121 1429 1060 散貨船散貨船 66665 54665 41732(5)長三角新增內河船舶發展趨勢)長三角新增內河船舶發展趨勢 從全國來看,我國內河船舶數量穩步減少,船舶凈載重噸穩步提升,內河船舶大型化、規?;?、集約化發展趨勢
61、明顯。截至 2020 年底,全國擁有內河運輸船舶 11.5萬艘,約占總運輸船舶的 90.69%,同比下降 3.77%,相比 2010年船舶數量下降了 29%。十三五期間,我國內河企業數量減少 8.8%8。2021年,我國內河船舶數量進一步下降,同比降 1.2%。2021年內河船舶凈載重噸為14676.92,同比增長7.3%,是2010年的1.5倍多。2011年至2021年,我國內河船舶平均噸位由 500 多載重噸提高到近 1300 載重噸,增加了 144%。2021年,內河船舶單位載重噸完成貨運量較 2011年提高 19%,貨物周轉量提高60%。同時,內河船舶客位呈現下降趨勢。2020年內河載
62、客量 60.07萬客位,較2019年減少 2.65萬客位(部分受疫情影響),同比下降 4.23%,相比 2010年載客量下降了 27%。此外,內河集裝箱箱位穩步增長。2020 年,內河集裝箱箱位8 數據來源:交通運輸部水科院中國內河航運中長期低碳發展路徑研究,2022 24 51.31 萬 TEU,同比增長 30.99%,相比 2010 年集裝箱箱位增加了 301%。圖圖3-3 我國內河船舶數量、船舶凈載重量、載客量及集裝箱位(我國內河船舶數量、船舶凈載重量、載客量及集裝箱位(2010-2020)9 就長三角內河船舶而言,發展趨勢與全國相近,數量總體呈下降趨勢。例如,2022 年,長三角區域共
63、有內河貨運船舶約 6.2 萬艘,比 2020 年下降約 17%,比 2016 年下降約 22.5%。船舶凈載重量和集裝箱箱位數量逐步上升。例如,2022 年,內河貨運船舶平均凈載重量 2517 噸/艘,相比 2016 年增加約 1.4 倍,船舶大型化趨勢明顯。2022年,長三角三省一市共擁有內河客運船舶共 1919艘,相比 2021 年下降 5.5%。根據內河船舶數量發展趨勢,公務船數量維持穩定,集裝箱船數量呈緩慢上升趨勢,客船數量穩中有降。長三角三省一市集裝箱船和客船的保有量預測數據如下表所示。表表3-10 三省一市集裝箱船保有量預測數據三省一市集裝箱船保有量預測數據 三省一市 集裝箱船保有
64、量 2025 2030 2035 上海 56 72 91 江蘇 176 225 287 浙江 202 257 328 安徽 430 549 701 總量 864 1103 1407 9 數據來源:交通運輸部水科院中國內河航運中長期低碳發展路徑研究,2022 25 表表3-11 三省一市客船保有量預測數據三省一市客船保有量預測數據 三省一市 客船保有量 2025 2030 2035 上海 112 97 83 江蘇 329 282 243 浙江 1097 942 809 安徽 283 243 209 總量 1821 1564 1343(6)長三角內河船舶航次數量變化趨勢)長三角內河船舶航次數量變化
65、趨勢 長三角內河船舶 2019 至 2021 年總航次數據如下表所示。表表3-12 三省一市三省一市2019-2021年內河航次數據年內河航次數據 船舶 航次 2019年 2020年 2021年 集裝箱船 79788 82022 84975 客船 3299452 3216966 3194447 散貨船 6930107 6826155 6778372 其他船舶 1418532 1412575 1410032 數據顯示集裝箱船航次數量年增長約 3.2%,客船航次數量年下降約 1.6%,散貨船航次數量年下降約 1.1%,其他船舶航次數量年下降約 0.3%。以 2021 年各港口航次數量(見表 3-1
66、2)為基準,各港口 2025、2030 和 2035 年的預測航次數據如表 3-13 至表 3-15 所示。數據顯示,由于集裝箱船數量呈現上升趨勢,因此航次數量也總體呈現上升趨勢,但受到船舶大型化的影響,其增長率小于船舶數量的增長率??痛拓涍\船舶航次數呈現下降趨勢,主要是由于客船和貨運船舶數量逐步減少。其他船舶(包括公務船、港作船等)航次數也呈現下降趨勢,主要由于此類船舶總量呈現下降趨勢。26(7)小結)小結 結合內河電動船舶發展的政策環境、技術環境、三省一市內河貨運現狀與未來發展規劃、內河船舶保有情況和發展趨勢,可以得出如下結論:1)電動船舶政策環境不斷改善,內河電動船舶發展路徑更加清晰。
67、內河船舶電動化與電動汽車類似,發展初期階段受政策環境影響很大。近年來,從中央到地方,支持內河電動船舶發展的共識正在達成,支持電動船舶發展的政策頻繁出臺。在各部委和地方政府的支持政策中,內河電動船舶發展路徑更加清晰,內河電動船舶即將迎來較快發展。2)電動船舶技術基本成熟,內河船舶電動化應用前景廣泛。與氫能、甲醇燃料、氨燃料相比,電動船舶技術更加成熟;與 LNG 動力船舶相比,電動船舶減排效果更好。綜合來看,內河船舶的新能源轉型將是多種技術路線并存的局面,其中,電動船舶技術與內河航運特征匹配度較好,是內河船舶新能源轉型的主要選擇。3)長三角內河航道等級持續提高,內河貨運量穩步提升。從三省一市發展現
68、狀與未來規劃來看,長三角內河集裝箱吞吐量保持快速增長趨勢,干散貨比重穩步下降,更多貨物采用集裝箱運輸,支持內河集裝箱運輸進一步發展。4)內河船舶數量總體呈下降趨勢,船舶凈載重量和集裝箱箱位數量逐步上升,船舶大型化趨勢明顯。表表3-13 2021年長三角港口不同類型船舶航次數據年長三角港口不同類型船舶航次數據 港口港口 2021年航次數量年航次數量 集裝箱船集裝箱船 客船客船 散貨船散貨船 其他船舶其他船舶 上海港上海港 50946 1208639 1189098 205518 寧波舟山港寧波舟山港 0 85681 51835 28542 嘉興港嘉興港 3607 598 634933 53379
69、 臺州港臺州港 0 17330 140 524 溫州港溫州港 0 175792 13402 807 湖州港湖州港 3180 644 744640 61126 杭州港杭州港 619 268972 542256 102804 27 紹興港紹興港 163 6209 86737 5692 連云港港連云港港 54 0 38291 1396 南通港南通港 4440 104675 465072 178521 張家港港張家港港 2130 74075 188816 150451 常熟港常熟港 626 26446 150968 39282 太倉港太倉港 6811 15515 114539 98375 泰州港泰州港
70、 853 77701 442031 59583 江陰港江陰港 1391 51488 359953 75490 常州港常州港 1121 34019 292706 72240 鎮江港鎮江港 1407 457781 277661 61284 揚州港揚州港 1602 352596 120532 29616 南京港南京港 3076 59943 193810 87396 鹽城港鹽城港 0 0 181379 6221 徐州港徐州港 92 0 45778 10299 宿遷港宿遷港 153 0 27083 5016 淮安港淮安港 345 2645 88162 9768 馬鞍山港馬鞍山港 316 28705 67
71、386 14511 蕪湖港蕪湖港 978 78864 154465 19227 銅陵港銅陵港 116 421 78879 7810 合肥港合肥港 610 0 55104 4111 池州港池州港 40 13476 26013 6148 安慶港安慶港 268 52232 101152 11014 滁州港滁州港 4 0 25718 1200 蚌埠港蚌埠港 27 0 19833 2681 表表3-14 2025年長三角港口不同類型船舶航次預測數據年長三角港口不同類型船舶航次預測數據 港口港口 2025年航次數量年航次數量 集裝箱船集裝箱船 客船客船 散貨船散貨船 其他船舶其他船舶 上海港上海港 577
72、87 1133123 1137635 203063 寧波舟山港寧波舟山港 0 80328 49592 28201 嘉興港嘉興港 4091 561 607454 52741 臺州港臺州港 0 16247 134 518 溫州港溫州港 0 164808 12822 797 湖州港湖州港 3607 604 712412 60396 杭州港杭州港 702 252167 518788 101576 28 紹興港紹興港 185 5821 82983 5624 連云港港連云港港 61 0 36634 1379 南通港南通港 5036 98135 444944 176388 張家港港張家港港 2416 694
73、47 180644 148654 常熟港常熟港 710 24794 144434 38813 太倉港太倉港 7726 14546 109582 97200 泰州港泰州港 968 72846 422900 58871 江陰港江陰港 1578 48271 344374 74588 常州港常州港 1272 31893 280038 71377 鎮江港鎮江港 1596 429179 265644 60552 揚州港揚州港 1817 330566 115315 29262 南京港南京港 3489 56198 185422 86352 鹽城港鹽城港 0 0 173529 6147 徐州港徐州港 104 0
74、 43797 10176 宿遷港宿遷港 174 0 25911 4956 淮安港淮安港 391 2480 84346 9651 馬鞍山港馬鞍山港 358 26912 64470 14338 蕪湖港蕪湖港 1109 73937 147780 18997 銅陵港銅陵港 132 395 75465 7717 合肥港合肥港 692 0 52719 4062 池州港池州港 45 12634 24887 6075 安慶港安慶港 304 48969 96774 10882 滁州港滁州港 5 0 24605 1186 蚌埠港蚌埠港 31 0 18975 2649 表表3-15 2030年長三角港口不同類型船舶
75、航次預測數據年長三角港口不同類型船舶航次預測數據 港口港口 2030年年 集裝箱船集裝箱船 客船客船 散貨船散貨船 其他船舶其他船舶 上海港上海港 67644 1045328 1076426 200035 寧波舟山港寧波舟山港 0 74104 46923 27781 嘉興港嘉興港 4789 517 574771 51955 臺州港臺州港 0 14988 127 510 溫州港溫州港 0 152039 12132 785 湖州港湖州港 4222 557 674082 59495 杭州港杭州港 822 232629 490875 100061 29 紹興港紹興港 216 5370 78518 55
76、40 連云港港連云港港 72 0 34663 1359 南通港南通港 5895 90531 421005 173758 張家港港張家港港 2828 64066 170925 146437 常熟港常熟港 831 22873 136663 38234 太倉港太倉港 9043 13419 103686 95751 泰州港泰州港 1133 67202 400147 57993 江陰港江陰港 1847 44531 325846 73476 常州港常州港 1488 29422 264971 70313 鎮江港鎮江港 1868 395926 251352 59649 揚州港揚州港 2127 304953 1
77、09111 28826 南京港南京港 4084 51844 175446 85064 鹽城港鹽城港 0 0 164193 6055 徐州港徐州港 122 0 41440 10024 宿遷港宿遷港 203 0 24517 4882 淮安港淮安港 458 2288 79808 9507 馬鞍山港馬鞍山港 420 24826 61001 14124 蕪湖港蕪湖港 1299 68208 139829 18714 銅陵港銅陵港 154 364 71405 7602 合肥港合肥港 810 0 49883 4001 池州港池州港 53 11655 23548 5984 安慶港安慶港 356 45174 91
78、567 10720 滁州港滁州港 5 0 23281 1168 蚌埠港蚌埠港 36 0 17954 2609 表表3-16 2035年長三角港口不同類型船舶航次預測數據年長三角港口不同類型船舶航次預測數據 港口港口 2035年年 集裝箱船集裝箱船 客船客船 散貨船散貨船 其他船舶其他船舶 上海港上海港 79182 964335 1018511 197053 寧波舟山港寧波舟山港 0 68362 44399 27366 嘉興港嘉興港 5606 477 543846 51180 臺州港臺州港 0 13827 120 502 溫州港溫州港 0 140259 11479 774 湖州港湖州港 4942
79、 514 637815 58608 杭州港杭州港 962 214604 464464 98569 30 紹興港紹興港 253 4954 74294 5458 連云港港連云港港 84 0 32798 1338 南通港南通港 6901 83517 398353 171168 張家港港張家港港 3311 59102 161729 144254 常熟港常熟港 973 21100 129310 37664 太倉港太倉港 10586 12379 98107 94323 泰州港泰州港 1326 61995 378618 57129 江陰港江陰港 2162 41081 308314 72381 常州港常州港
80、1742 27143 250715 69264 鎮江港鎮江港 2187 365249 237828 58760 揚州港揚州港 2490 281325 103241 28396 南京港南京港 4781 47827 166006 83796 鹽城港鹽城港 0 0 155359 5965 徐州港徐州港 143 0 39211 9875 宿遷港宿遷港 238 0 23198 4809 淮安港淮安港 536 2110 75514 9366 馬鞍山港馬鞍山港 491 22903 57719 13913 蕪湖港蕪湖港 1520 62923 132306 18435 銅陵港銅陵港 180 336 67563
81、7488 合肥港合肥港 948 0 47199 3942 池州港池州港 62 10752 22281 5895 安慶港安慶港 417 41674 86641 10560 滁州港滁州港 6 0 22029 1151 蚌埠港蚌埠港 42 0 16988 2571 3.2 長三角內河船舶電動化發展前景預測長三角內河船舶電動化發展前景預測基于不同政策環境基于不同政策環境 本研究考慮三種不同政策環境下公務船、客船(包括客滾船、客渡船)和集裝箱船三種類型船舶的電動化發展前景。其中,三種不同政策環境下三類船舶的電動化率主要基于長三角三省一市現有電動船發展情況調研及交通運輸部水運科學研究院船舶中心對不同噸位船
82、舶電動化的研究,水科院的研究結論主要基于全球不同溫升導向下(如 2 度、1.5 度)我國內河航運的溫室氣體排放量的預測值。此外,本研究設定的三種政策環境包括:31(1)維持現有政策。即延續當前船舶電動化的趨勢和政策環境,不出臺促進電動船發展的相關政策措施,不干預電動船發展,依賴市場對內河船舶動力來源形式進行選擇。(2)溫和的政策環境。即遵循技術中性原則,出臺支持政策,支持不同新能源船舶穩步發展,適時調整政策走向。鼓勵存量老舊船舶淘汰,鼓勵新建船舶采用新能源形式,同時依靠政府和市場的力量,提高新造船舶電動化比例。(3)積極的政策環境。即基于內河船舶電動化的技術優勢,出臺鼓勵政策,加強補貼力度,全
83、面支持內河船舶采用鋰離子電池作為動力,加速存量老舊船舶淘汰,支持新造船舶全面采用純電動技術,全力推進內河船舶電動化。3.2.1 公務船公務船(1)發展預測)發展預測 船舶發展趨勢顯示公務船總體數量比較平穩。這里假設公務船總量維持不變,因此不考慮新增公務船的電動化情況,只考慮老舊船舶淘汰更新的電動化情況。老舊船舶更新數量可根據船齡分布情況獲得。內河公務船根據船體的材質不同,其報廢年限差異較大,從 5 年到 15 年不等??紤]三種政策環境,這里分別假設維持現有政策下,船舶報廢年限為 15 年;溫和政策環境下,船舶報廢年限為 10 年,積極政策環境下,船舶報廢年限為 5 年。由此,可獲得現有公務船在
84、不同政策環境下的更新數量。公務船噸位分布顯示 100%的船舶噸位小于 500 總噸。根據交通運輸部水運科學研究院(以下簡稱水科院)船舶中心對不同噸位船舶電動化比例預測數據,更新的公務船在維持現有政策、溫和政策和積極政策三種政策環境下 2025 年、2030 年和 2035 年預計電動化比率如下表所示。32 表表3-17 基于水科院數據在不同政策環境下測得的電動化率基于水科院數據在不同政策環境下測得的電動化率 政策環境 電動化率 2025 2030 2035 維持現狀 5.0%20.0%48.0%溫和政策 8.0%29.0%56.0%積極政策 14.0%40.0%64.0%根據在建以及規劃建造的
85、電動公務船數量,預計公務船電動化率 2025 年、2030 年和 2035 年分別為 1.3%、5.2%和 10.7%。計算中,維持現狀政策下的電動化率我們采用實際預測電動化率。針對溫和政策和積極政策,我們結合水科院預計比率和實際預計電動化比率。根據專家意見,基于水科院數據預測的電動化比率在 2025年、2030年和 2035年的平均權重分別為 0.4、0.8和 1,由此可得公務船在不同政策環境下的電動化比率。不同政策環境下的船舶電動化率和船齡假設如下表所示。由以上數據,可獲得公務船至 2035 年的電動船數量。表表3-18 不同政策環境下公務船報廢年限與預計電動化率不同政策環境下公務船報廢年
86、限與預計電動化率 政策環境 報廢年限(年)預計電動化率 2025 2030 2035 維持現狀 15 1.3%5.2%10.7%溫和政策 10 3.6%24.4%56.0%積極政策 5 6.2%33.0%64.0%結果顯示,公務船的電動化率增長較快。因公務船總量假設維持不變,電動公務船總量主要包括老舊船舶更新的電動船舶,而沒有因總量增加而新增的電動船舶。在現有政策環境下,公務船電動化率從 2025 年的 1.3%增加到 2035年 10.7%。在溫和的政策環境下,老舊船舶淘汰數量更大且更新船舶電動化比率也更高,因此公務船總電動化率進一步增大,預計從 2025 年的 3.6%增長到2035 年的
87、 56%。在積極的政策環境下,公務船老舊船舶淘汰的數量將大幅增加,同時更新船舶的電動化比率更加高,由此總電動化率也大幅提升,預計 2025 年公務船電動化比率將達到 6.2%,到 2035 年可達到 64%。33 圖圖3-4公務船在不同政策環境下總電動化率公務船在不同政策環境下總電動化率 根據船舶的電動化率,以 2020 年長三角三省一市內河公務船保有數量為基礎,可獲得到 2035 年不同政策環境下電動公務船數量,如圖 3-5 至 3-7 所示。具體電動船舶數量如表 3-18 至 3-20 所示。圖圖3-5現有政策環境下現有政策環境下2025-2035年電動公務船數量年電動公務船數量 0.00
88、%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%60.00%70.00%202520302035公務客船總電動化率公務客船總電動化率年份年份維持現狀溫和政策020406080100120140160180202520302035電動公務船數量電動公務船數量年份年份現有政策環境現有政策環境上海江蘇浙江安徽總量34 圖圖3-6溫和政策環境下溫和政策環境下2025-2035年電動公務船數量年電動公務船數量 圖圖3-7積極政策環境下積極政策環境下2025-2035年電動公務船數量年電動公務船數量 表表3-19 現有政策環境下三省一市電動公務船數量預測現有政策環境下三省一市電動公務船數量預
89、測 三省一市 電動船數量 2025 2030 2035 上海 2 8 17 江蘇 6 26 53 浙江 6 25 52 安徽 4 17 36 總量 19 77 158 02004006008001000202520302035電動公務船數量電動公務船數量年份年份溫和政策環境溫和政策環境上海江蘇浙江安徽總量02004006008001000202520302035電動公務船數量電動公務船數量年份年份積極政策環境積極政策環境上海江蘇浙江安徽總量35 表表3-20 溫和政策環境下三省一市電動公務船數量預測溫和政策環境下三省一市電動公務船數量預測 三省一市 電動船數量 2025 2030 2035 上
90、海 6 38 88 江蘇 18 122 279 浙江 18 118 271 安徽 12 82 188 總量 54 360 827 表表3-21積極政策環境下三省一市電動公務船數量預測積極政策環境下三省一市電動公務船數量預測 三省一市 電動船數量 2025 2030 2035 上海 10 52 100 江蘇 31 165 319 浙江 30 160 310 安徽 21 111 215 總量 91 488 945 結果顯示,由于電動化率不同,不同政策環境下電動公務船數量也隨之變化。在現有政策環境下,針對 2025、2030 和 2035 年電動公務船數量,上海分別為 2、8和 17艘;江蘇分別為
91、6、26和 53艘;浙江分別為 6、25和 52艘;安徽分別為 4、17和 36艘;三省一市總量分別為 19、77和 158艘。在溫和政策環境下,針對2025、2030和2035年電動公務船數量,上海分別為6、38和88艘;江蘇分別為18、122和279艘;浙江分別為18、118和271艘;安徽分別為12、82 和 188 艘;三省一市總量分別為 54、360 和 827 艘。在積極政策環境下,針對 2025、2030 和 2035 年電動公務船數量,上海分別為 10、52 和 100 艘;江蘇分別為 31、165 和 319 艘;浙江分別為 30、160 和 310 艘;安徽分別為 21、1
92、11和 215 艘;三省一市總量分別為 91、488 和 945 艘。36(2)成本投入)成本投入 課題組前期研究結果顯示,在現有電價(1元/kwh)下,公務船電動化需增加投入平均約 150 萬元每艘。結合電動船數量發展趨勢,可得三省一市需要增加的總投入。以溫和政策為例,三省一市需增加總投入如下所示。在溫和政策環境下,針對 2025、2030 和 2035 年電動公務船增加投入,上海分別為 856、5745和13188萬元;江蘇分別為2722、18259和41916萬元;浙江分別為2640、17710 和 40656 萬元;安徽分別為 1833、12294 和 28224 萬元;三省一市總量分
93、別為 8051、54007 和 123984 萬元。圖圖3-8溫和政策環境下溫和政策環境下2025-2035年三省一市電動公務船增加投入年三省一市電動公務船增加投入 表表3-22 溫和政策環境下三省一市電動公務船增加投入溫和政策環境下三省一市電動公務船增加投入 三省一市 電動船數量 2025 2030 2035 上海 856 5745 13188 江蘇 2722 18259 41916 浙江 2640 17710 40656 安徽 1833 12294 28224 總量 8051 54007 123984 3.2.2 客船客船(1)發展預測)發展預測 船舶發展趨勢顯示客運量和客船數量整體呈下降
94、趨勢。2017-2021 年長三角020000400006000080000100000120000140000202520302035電動公務船增加投入(萬元)電動公務船增加投入(萬元)年份年份溫和政策環境溫和政策環境上海江蘇浙江安徽總量37 內河客船數量顯示,客船年平均增長率為-3%,呈下降趨勢,因此這里不考慮新增客船的電動化情況,只考慮老舊船舶淘汰更新的電動化情況。老舊船舶更新數量可根據船齡分布情況獲得。其中在三種政策環境下,分別假設維持現有政策下,船舶報廢年限為 30 年;溫和政策環境下,船舶報廢年限為 20 年,積極政策環境下,船舶報廢年限為 10 年。由此,可獲得現有客船在不同政策
95、環境下的更新數量。新增船舶數量根據歷史數據擬合獲得??痛瑖嵨环植硷@示 94%的船舶噸位小于 400 噸。根據水科院船舶中心對不同噸位船舶電動化比例預測數據,客船在維持現有政策、溫和政策和積極政策三種政策環境下 2025 年、2030 年和 2035 年預計電動化比率如下表所示。表表3-23 基于水科院數據在不同政策環境下測得的電動化率基于水科院數據在不同政策環境下測得的電動化率 政策環境 電動化率 2025 2030 2035 維持現狀 14.3%23.7%45.0%溫和政策 20.7%34.9%54.8%積極政策 39.2%55.8%72.0%根據現有、在建以及規劃電動客船數量,預計客船電動
96、化率 2025 年、2030年和 2035 年分別為 9.6%、17.4%和 25.6%。計算中,維持現狀政策下的電動化率我們采用實際預測電動化率。針對溫和政策和積極政策,我們結合水科院預計比率和實際預計電動化比率。根據專家意見,基于水科院數據預測的電動化比率在 2025年、2030年和 2035年的平均權重分別為 0.6、0.8和 1,由此可得客船在不同政策環境下的電動化比率。不同政策環境下的船舶電動化率和船齡假設如下表所示。由以上數據,可獲得客船至 2035 年的電動船數量。表表3-24 不同政策環境下客船報廢年限與電動化率不同政策環境下客船報廢年限與電動化率 政策環境 報廢年限(年)電動
97、化率 2025 2030 2035 維持現狀 30 9.6%17.4%25.6%溫和政策 20 16.3%31.4%54.8%積極政策 10 27.3%48.1%72.0%38 圖圖3-9客船在不同政策環境下總電動化率客船在不同政策環境下總電動化率 因客船總量呈下降趨勢,電動客船總量主要包括老舊船舶更新的電動船舶,而沒有因總量增加而新增的電動船舶。結果顯示,在維持現有政策環境下,由于鼓勵老舊船舶更新,客船總電動化率較高,且增長也較快,從2025年的9.6%增加到 2035 年 25.6%左右。在溫和的政策環境下,老舊船舶淘汰數量有所增加且更新船舶電動化比率也有所提高,因此客船總電動化率進一步提
98、升,預計從2025年的 16%增長到 2035年的 55%。船齡分布顯示較大船齡的客船占比較高,因此在積極的政策環境下,客船老舊船舶淘汰的數量將大幅增加,同時更新船舶的電動化比率也較高,由此總電動化率也大幅提升,預計 2025 年客船總電動化比率就將達到 27%,到 2035 年將增加到 72%。根據船舶的電動化率,以 2020 年長三角三省一市內河客船保有數量為基礎,可獲得不同政策環境下客船至2035年的電動船舶數量,如圖3-10至3-12所示。具體電動船舶數量如表 3-23 至 3-25 所示。0.00%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%60.00%70.00%8
99、0.00%202520302035客船總電動化率客船總電動化率年份年份維持現狀溫和政策積極政策39 圖圖3-10現有政策環境下現有政策環境下2025-2035年電動客船數量年電動客船數量 圖圖3-11溫和政策環境下溫和政策環境下2025-2035年電動客船數量年電動客船數量 圖圖3-12積極政策環境下積極政策環境下2025-2035年電動客船數量年電動客船數量 表表3-25 現有政策環境下三省一市電動客船數量預測現有政策環境下三省一市電動客船數量預測 050100150200250300350400202520302035電動客船數量電動客船數量年份年份現有政策環境現有政策環境上海江蘇浙江安徽
100、總量0200400600800202520302035電動客船數量電動客船數量年份年份溫和政策環境溫和政策環境上海江蘇浙江安徽總量020040060080010001200202520302035電動客船數量電動客船數量年份年份積極政策環境積極政策環境上海江蘇浙江安徽總量40 三省一市 電動船數量 2025 2030 2035 上海 11 17 21 江蘇 32 49 62 浙江 105 164 207 安徽 27 42 53 總量 175 272 344 表表3-26 溫和政策環境下三省一市電動客船數量預測溫和政策環境下三省一市電動客船數量預測 三省一市 電動船數量 2025 2030 20
101、35 上海 18 30 45 江蘇 54 89 133 浙江 179 296 443 安徽 46 76 115 總量 297 491 736 表表3-27積極政策環境下三省一市電動客船數量預測積極政策環境下三省一市電動客船數量預測 三省一市 電動船數量 2025 2030 2035 上海 31 46 60 江蘇 90 136 175 浙江 300 453 582 安徽 77 117 150 總量 498 753 967 結果顯示,由于船舶總量和電動化率不同,不同政策環境下電動客船數量也隨之變化。在現有政策環境下,針對 2025、2030 和 2035 年電動客船數量,上海分別為11、17和21
102、艘;江蘇分別為32、49和62艘;浙江分別為105、164和 207 艘;安徽分別為 27、42 和 53 艘;三省一市總量分別為 175、272 和 344艘。在溫和政策環境下,針對 2025、2030 和 2035 年電動客船數量,上海分別41 為 18、30 和 45 艘;江蘇分別為 54、89 和 133 艘;浙江分別為 179、296 和 443艘;安徽分別為 46、76和 115艘;三省一市總量分別為 297、491和 736艘。在積極政策環境下,針對 2025、2030 和 2035 年電動客船數量,上海分別為 31、46 和 60 艘;江蘇分別為 90、136 和 175 艘;
103、浙江分別為 300、453 和 582 艘;安徽分別為 77、117 和 150 艘;三省一市總量分別為 498、753 和 967 艘。(2)成本投入)成本投入 課題組前期研究結果顯示,在現有電價(1元/kwh)下,客船電動化需增加投入平均約 5 萬元每艘。主要是大部分電動客船在生命周期內能收回成本,需增加的投入為零,因此平均增加投入較低。結合電動船數量發展趨勢,可算得三省一市需要增加的總投入。以溫和政策為例,三省一市需增加總投入如下所示。在溫和政策環境下,針對 2025、2030 和 2035 年電動客船增加投入,上海分別為 92、152 和 227 萬元;江蘇分別為 268、443 和
104、665 萬元;浙江分別為893、1478 和 2216 萬元;安徽分別為 231、382 和 573 萬元;三省一市總量分別為 1483、2454 和 3681 萬元。圖圖3-13溫和政策環境下溫和政策環境下2025-2035年三省一市電動客船增加投入年三省一市電動客船增加投入 05001000150020002500300035004000202520302035電動客船增加投入(萬元)電動客船增加投入(萬元)年份年份溫和政策環境溫和政策環境上海江蘇浙江安徽總量42 表表3-28 溫和政策環境下三省一市電動客船增加投入溫和政策環境下三省一市電動客船增加投入 三省一市 電動船數量 2025 2
105、030 2035 上海 92 152 227 江蘇 268 443 665 浙江 893 1478 2216 安徽 231 382 573 總量 1483 2454 3681 3.2.3 集裝箱船集裝箱船(1)發展預測)發展預測 集裝箱船電動化包括老舊船舶(存量)更新電動化和因船舶總量增加而新增船舶(增量)的電動化。老舊船舶更新數量可根據船齡分布情況獲得。其中在三種政策環境下,分別假設維持現有政策下,船舶報廢年限為 30 年;溫和政策環境下,船舶報廢年限為 20 年,積極政策環境下,船舶報廢年限為 10 年。由此,可獲得現有集裝箱船舶在不同政策環境下的更新數量。新增船舶數量根據歷史數據擬合獲得
106、。船舶發展趨勢顯示集裝箱吞吐量和集裝箱船舶總體呈上升趨勢。2017-2021 年長三角內河集裝箱船舶數量顯示,雖然每年船舶數量有所波動,但總體呈上升趨勢,年平均增長率為 3.5%,由此可獲得新增船舶數量。以 2020 年為基準點,在三種政策環境下長三角三省一市內河集裝箱船累計淘汰更新和新增船舶數量如下表所示。表表3-29 長三角三省一市內河集裝箱船累計淘汰更新和新增船舶數量長三角三省一市內河集裝箱船累計淘汰更新和新增船舶數量 三省一市 累計淘汰更新船舶數量 累計新增船舶數量 維持現狀 溫和政策 積極政策 2025 2030 2035 2025 2030 2035 2025 2030 2035
107、2025 2030 2035 上海 0 0 1 1 10 19 19 44 52 8 18 30 江蘇 0 2 4 4 30 59 59 138 164 26 57 93 浙江 1 2 5 5 35 68 68 158 188 30 65 107 安徽 1 4 10 10 74 145 145 337 400 63 138 227 總量 2 8 20 20 149 291 291 677 804 127 278 457 集裝箱船舶噸位分布顯示 61%的船舶噸位在 601-1600 噸之間,且船舶大型43 化趨勢明顯。根據水科院船舶中心對不同噸位船舶電動化比例預測數據,集裝箱船在維持現有政策、溫
108、和政策和積極政策三種政策環境下 2025年、2030年和2035 年預計電動化比率如下表所示。表表3-30 基于水科院數據在不同政策環境下測得的電動化率基于水科院數據在不同政策環境下測得的電動化率 政策環境 電動化率 2025 2030 2035 維持現狀 3.8%8.7%16.3%溫和政策 5.1%13.8%21.4%積極政策 23.1%46.8%53.9%根據現有、在建以及規劃電動集裝箱船數量,預計集裝箱船電動化率 2025年、2030 年和 2035 年分別為 2.1%、4.9%和 10.2%。計算中,維持現狀政策下的電動化率我們采用實際預測電動化率。針對溫和政策和積極政策,我們結合水科
109、院預計比率和實際預計電動化比率。根據專家意見,基于水科院數據預測的電動化比率在 2025年、2030年和 2035年的平均權重分別為 0.8、0.9和 1,由此可得集裝箱船在不同政策環境下的電動化比率。不同政策環境下的船舶電動化率和船齡假設如下表所示。由以上數據,可獲得集裝箱船舶至 2035 年的電動船數量。表表3-31 不同政策環境下集裝箱船報廢年限與電動化率不同政策環境下集裝箱船報廢年限與電動化率 政策環境 報廢年限(年)電動化率 2025 2030 2035 維持現狀 30 2.1%4.9%10.2%溫和政策 20 4.5%12.9%21.4%積極政策 10 18.9%42.6%53.9
110、%44 圖圖3-14 集裝箱船舶在不同政策環境下總電動化率集裝箱船舶在不同政策環境下總電動化率 結果顯示,在維持現有政策環境下,一方面由于老舊船舶淘汰數量較少,另一方面由于新增或更新船舶電動化比率較低,集裝箱船舶總電動化率較低,且增長緩慢,到 2035 年總電動化率僅為 10.2%左右。因集裝箱船呈增長趨勢,電動集裝箱船總量既包括老舊船舶更新的電動船舶,也包括因總量增加而新增的電動船舶。在溫和的政策環境下,一方面老舊船舶淘汰數量有所增加,且新增或更新船舶電動化比率也有所提高,因此集裝箱船舶總電動化率有所提升,預計從 2025 年的 4.5%增長到 2035 年的 21%。在積極的政策環境下,由
111、于老舊船舶淘汰數量和新增或更新船舶電動化比率的大幅提升,集裝箱船舶總電動化率也大幅提升,預計從 2025 年的 19%提升到 2035 年的 54%。根據船舶的電動化率,以 2020 年長三角三省一市內河集裝箱船保有數量為基礎,可獲得不同政策環境下集裝箱船至 2035年的電動船舶數量,如圖 3-15至3-17 所示。具體電動船舶數量如表 3-29 至 3-31 所示。結果顯示,由于船舶總量和電動化率不同,不同政策環境下電動集裝箱船數量也隨之變化。在現有政策環境下,針對 2025、2030 和 2035 年電動集裝箱船數量,上海分別為2、4和10艘;江蘇分別為4、12和30艘;浙江分別為5、13
112、 和 34 艘;安徽分別為 10、27 和 72 艘;三省一市總量分別為 21、56 和 146艘。在溫和政策環境下,針對 2025、2030 和 2035 年電動集裝箱船數量,上海0.0%10.0%20.0%30.0%40.0%50.0%60.0%202520302035集裝箱船總電動化率集裝箱船總電動化率年份年份維持現狀溫和政策積極政策45 分別為 3、10 和 20 艘;江蘇分別為 8、29 和 62 艘;浙江分別為 10、34 和 71艘;安徽分別為 20、71 和 150 艘;三省一市總量分別為 41、144 和 303 艘。在積極政策環境下,針對 2025、2030 和 2035
113、年電動集裝箱船數量,上海分別為11、31和 50艘;江蘇分別為 34、96和 155艘;浙江分別為 39、110和 178艘;安徽分別為 82、234 和 378 艘;三省一市總量分別為 166、471 和 761 艘。圖圖3-15現有政策環境下現有政策環境下2025-2035年電動集裝箱船數量年電動集裝箱船數量 圖圖3-16溫和政策環境下溫和政策環境下2025-2035年電動集裝箱船數量年電動集裝箱船數量 020406080100120140160202520302035電動集裝箱船數量電動集裝箱船數量年份年份現有政策環境現有政策環境上海江蘇浙江安徽總量0501001502002503003
114、50202520302035電動集裝箱船數量電動集裝箱船數量年份年份溫和政策環境溫和政策環境上海江蘇浙江安徽總量46 圖圖3-17 積極政策環境下積極政策環境下2025-2035年電動集裝箱船數量年電動集裝箱船數量 表表3-32 現有政策環境下三省一市集裝箱電動船數量預測現有政策環境下三省一市集裝箱電動船數量預測 三省一市 電動船數量 2025 2030 2035 上海 2 4 10 江蘇 4 12 30 浙江 5 13 34 安徽 10 27 72 總量 21 56 146 表表3-33 溫和政策環境下三省一市集裝箱電動船數量預測溫和政策環境下三省一市集裝箱電動船數量預測 三省一市 電動船數
115、量 2025 2030 2035 上海 3 10 20 江蘇 8 29 62 浙江 10 34 71 安徽 20 71 150 總量 41 144 303 表表3-34積極政策環境下三省一市集裝箱電動船數量預測積極政策環境下三省一市集裝箱電動船數量預測 三省一市 電動船數量 2025 2030 2035 上海 11 31 50 江蘇 34 96 155 浙江 39 110 178 安徽 82 234 378 總量 166 471 761 0100200300400500600700800202520302035電動集裝箱船數量電動集裝箱船數量年份年份積極政策環境積極政策環境上海江蘇浙江安徽總量
116、47(2)成本投入)成本投入 課題組前期研究結果顯示,在現有電價(1.2 元/kwh)下,集裝箱船電動化需增加投入約平均 450 萬元每艘。因部分集裝箱船需裝載多個電池組(如“江遠百合”號需 3 個電池組,漢唐需 4 個電池組),因此平均需增加投入成本較高。結合電動船數量發展趨勢,可算得三省一市需要增加的總投入。以溫和政策為例,三省一市需增加總投入如下所示。在溫和政策環境下,針對 2025、2030 和2035 年電動集裝箱船增加投入,上海分別為 1350、4500 和 9000 萬元;江蘇分別為 3600、13050和 27900萬元;浙江分別為 4500、15300和 31950萬元;安徽
117、分別為 9000、31950 和 67500 萬元;三省一市總量分別為 18450、64800 和136350 萬元。圖圖3-18溫和政策環境下溫和政策環境下2025-2035年三省一市電動集裝箱船增加投入年三省一市電動集裝箱船增加投入 表表3-35 溫和政策環境下三省一市電動集裝箱船增加投入溫和政策環境下三省一市電動集裝箱船增加投入 三省一市 電動船數量 2025 2030 2035 上海 1350 4500 9000 江蘇 3600 13050 27900 浙江 4500 15300 31950 安徽 9000 31950 67500 總量 18450 64800 136350 05000
118、0100000150000202520302035電動集裝箱船增加投入(萬電動集裝箱船增加投入(萬元)元)年份年份溫和政策環境溫和政策環境上海江蘇浙江安徽總量48 3.2.4 蓄電池平均容量蓄電池平均容量 由于現有電動船舶數量較少,基于長三角三省一市現有電動船舶的容量數據,截至 2023 年 5 月,集裝箱船電池容量約 4000-7000kwh,公務船約 1500-4000kwh,客船約 500-2000kwh。平均電池容量取現有船舶的平均值,并結合船舶噸位分布情況,同時考慮船舶大型化的影響,預計集裝箱船年平均容量約增加 4%左右,客船年平均容量約增加 2%左右,公務船平均容量保持穩定,由此可
119、得長三角內河集裝箱船、公務船和客船平均容量估計值,如下表所示。分析結果表明,2025年集裝箱船平均容量約為 6000kwh,2030年和 2035年平均容量增長約 20%,到 2035年集裝箱船平均容量約 8600kwh。2025年客船平均容量約為 1500kwh,2030 年和 2035 年平均容量增長約 10%,到 2035 年公務船平均容量約 1815kwh??痛骄萘勘3植蛔?,約 3000kwh。表表3-36 港口不同類型船舶平均容量預測數據港口不同類型船舶平均容量預測數據 船型船型 平均容量(平均容量(kwh)2025 2030 2035 集裝箱船集裝箱船 6000 7200 86
120、00 公務船公務船 3000 3000 3000 客船客船 1500 1650 1815 3.3 分析結論分析結論 根據長三角內河公務船、客船和集裝箱船在不同政策環境下的電動化率以及電動船舶數量發展預測,可以得出如下結論:(1)根據不同政策下電動船舶數量預測結果,結合當前長三角、長江干線及全國內河電動船舶發展現狀,綜合考慮政策可執行性、船舶電動化總成本以及船東可接受程度等,建議長三角采用溫和的政策環境,積極、穩妥推進內河船舶電動化。在溫和政策環境的良好指引下,長三角三省一市的電動船舶數量預測詳見表 3-37。49 表表3-37 溫和政策環境下長三角三省一市電動船數量預測(溫和政策環境下長三角三
121、省一市電動船數量預測(2025-2035)船型船型/地地區區 上海上海 江蘇江蘇 浙江浙江 安徽安徽 2025 2030 2035 2025 2030 2035 2025 2030 2035 2025 2030 2035 公務船公務船 6 38 88 18 122 279 18 118 271 12 82 188 客船客船 18 30 45 54 89 133 179 296 443 46 76 115 集裝箱集裝箱船船 3 10 20 8 29 62 10 34 71 20 71 150 總量總量 27 78 153 80 240 474 207 448 785 78 229 453(2)基
122、于不同類型船舶電動化率及電動船舶數量的預測,公務船、客船和集裝箱船三種類型船舶的電動化率和電動船數量均呈上升趨勢。因此,未來對電動船舶充換電的需求將逐步增加。在溫和政策環境下,公務船因其電動化率增長較快,因此在 2030 和 2035 年對充電的需求預計將大幅增加。在溫和政策環境下,由于鼓勵加快老舊客船淘汰,且客船基數相對較大,因此客船的充電需求也會有快速的增長,尤其是浙江,其客船數量較大,電動客船的數量和充電需求也較大。集裝箱船雖然現階段總體電動化船舶數量較少,但是在溫和政策環境下將穩步增長。因集裝箱船以換電技術為主,因此對換電的需求也將持續增長。50 第四章第四章 長三角內河電動船舶與充換
123、電基礎設施現狀梳理長三角內河電動船舶與充換電基礎設施現狀梳理 4.1 長三角內河電動船統計情況長三角內河電動船統計情況 目前,長三角地區電動船舶總量相對較小,但整體呈快速發展趨勢,詳細情況如下。(1)上海)上海 截至 2023 年 10 月,上海市內河共有各類新能源船舶(包括 LNG 船、超級電容船、電動船等)120余條,經營航線覆蓋長江中下游干線及支流、黃浦江、蘇州河等區域。其中,電動船舶約 18 艘(含 4 艘在建),大部分為客船,電動集裝箱船 2 艘,無電動散貨船(詳細數據見表 4-1)。表表4-1 上海市內河電動船舶信息統計表上海市內河電動船舶信息統計表 序號序號 船名船名 船舶類型船
124、舶類型 船舶總噸船舶總噸 主機功率或電池容量主機功率或電池容量 1 新生態 車客渡船 1584 625kwh 2 上海久事 游覽船 780 2500kwh 3 上海輪渡 11*10 客渡船 373 200kW2 4 上海輪渡 12*客渡船 373 200kW2 5 中遠海運綠水 01 集裝箱船 8335 57600kwh 6 中遠海運綠水 02 集裝箱船 8335 57600kwh 7 夢清號 普通客船 23 25kW2 8 百禧號 普通客船 23 25kW2 9 廣肇號 普通客船 23 25kW2 10 松陵號 普通客船 23 25kW2 11 沙渡號 普通客船 23 25kW2 12 久事
125、旅游號 普通客船 23 25kW2 10*代表船舶“在建或試航”之中。51 13 元利號 普通客船 12 6kW2 14 志丹號 普通客船 12 6kW2 15 永豫號 普通客船 12 6kW2 16 蘇畔號 普通客船 12 6kW2 17 今潮號 普通客船 12 6kW2 18 賽艇號 普通客船 12 6kW2(2)浙江)浙江 截至 2022 年底,浙江省內河共有 26 艘電動船舶投入營運,其中純電動游覽船 25艘,1艘純電池動力集散兩用貨船(詳細數據見表 4-2)。電動客船總噸和鋰電池容量不大,多數在景區河湖運營。2023年,預計有 27艘純電動客船投入營運(大多為客船)。表表4-2 浙江
126、省內河電動船舶信息統計表浙江省內河電動船舶信息統計表 序號序號 船名船名 船舶類型船舶類型 船舶總噸船舶總噸 主機功率或電池容量主機功率或電池容量 1 秦河號 普通客船 73 37kW 2 石橋號 普通客船 73 37kW 3 燈塔號 普通客船 73 37kW 4 半山號 普通客船 73 37kW 5 善賢號 普通客船 71 37kW 6 皋亭號 普通客船 71 37kW 7 衢州有禮 普通客船 154 55kW2 8 有禮 2號 普通客船 140 55kW2 9 有禮 3號 普通客船 295 90kW2 10 名城 6號 普通客船 68 92.58kW 11 名城 5號 普通客船 68 92
127、.58kW 12 名城 2號 旅游客船 48 103.86kW 52 13 名城 3號 旅游客船 48 103.86kW 14 拱瑞號 普通客船 31 100.8kW 15 永瑞號 普通客船 32 100.8kW 16 浙文渡電 01 客渡船 13 48.4kW 17 名城 19號 普通客船 12 10.08kW 18 名城 18號 普通客船 12 49.5kW 19 名城 17號 普通客船 12 49.5kW 20 名城 16號 普通客船 12 49.5kW 21 名城 15號 普通客船 12 49.5kW 22 九里匯號 普通客船 22 80.4kW 23 白巖橋號 普通客船 22 80.
128、4kW 24 玉海樓號 普通客船 21 80.4kW 25 拱瑞山號 普通客船 21 80.4kW 26 東興 100 多用途船 996 150kW2(3)江蘇)江蘇 截止至 2023 年 10 月,江蘇內河從事水路運輸的各類新能源船舶共有 99 艘。其中,電動船舶2艘(“江遠百合”純電動內河集裝箱船舶、“中天電運001”,詳細數據見表4-3),LNG動力船舶98艘。另外,江蘇計劃2025年投入超過17艘純電動內河集裝箱船。表表4-3 江蘇省內河電動船舶信息統計表江蘇省內河電動船舶信息統計表 序號序號 船名船名 船舶類型船舶類型 總噸總噸或載重噸或載重噸 主機功率或電池容量主機功率或電池容量
129、1 江遠百合 集裝箱船 1469總噸 31540kwh 2 中天電運 001 散貨船 1000載重噸 1458 kWh 53(4)安徽)安徽 截止至 2023 年 10 月,安徽省內河共有純電動船舶 4 艘,詳細數據見表 4-4所示。其中,純電動貨船1艘(“港航船途01”輪電動集裝箱船),客船3艘(均為渡輪)。表表4-4 安徽省內河電動船舶信息統計表安徽省內河電動船舶信息統計表 序號序號 船名船名 船舶類型船舶類型 船舶總噸船舶總噸 主機功率或電池容量主機功率或電池容量 1 港航船途 01 集裝箱船 1578 21540kwh 2 新濱 客渡船/80.6kwh 3 新太白渡 客渡船/4 新姚五
130、渡 客渡船/表表4-5 長三角地區電動船舶統計統計表長三角地區電動船舶統計統計表 地區地區 船舶數量船舶數量 船舶類型船舶類型 上海上海 18艘(含 4艘在建)16艘客船,2艘集裝箱船 浙江浙江 26艘(含油改電 1艘)25艘客船,1艘集散兩用貨船 江蘇江蘇 1艘 1艘集裝箱船 安徽安徽 4艘 3艘客船,1艘集裝箱船 合計合計 49艘 44艘客船,5艘貨船 4.2 長三角內河電動船舶充換電技術情況長三角內河電動船舶充換電技術情況 4.2.1 電動船充換電電動船充換電技術方式選擇技術方式選擇 當前,各類電動船舶主要通過充電或換電兩種方式進行補能,采用換電方式的電動船也可采用充電補能。(1)采用采
131、用充電充電方式方式 大功率動力鋰電池的充電技術較為成熟。結合應用實踐,電動船舶的充電設備主要包括岸基的岸電充電樁和船基的充電接駁箱、充電控制系統、電池管54 理系統等。船舶靠岸時,由岸電動力電池充電樁(人工或自動)對接船上充電接駁箱,并通過充電控制系統對動力電池進行充電與管理,充滿電后岸電斷開,同時允許動力電池與直流母排合閘。根據岸電動力電池充電樁的技術路線不同,可以分為交流充電樁和直流充電樁(詳見 4.2.2 節)。交、直流充電樁通過岸電電源提供電源供給,港口作業碼頭或水上服務區需配套有一定容量的交流高壓電,具備建設岸電充電樁能力,同時可采取增設變壓器的方式進行增容。充電樁固定到岸邊,需要具
132、備一定的戶外使用防護等級,并具備一定的智能管理和遠程通信等功能。結合當前電動船運營特征和標準規范,渡船、游覽船、觀光船等電動客船和電動公務船適宜采用換電方式,目前投入運營的電動客船和電動公務船基本采用充電方式進行補能。(2)采用)采用換電換電方式方式 由于傳統靠岸充電運營模式在一定程度上影響了船舶運營效率,也制約了電動船舶的推廣應用。一方面,船舶能耗需求大,航行環境復雜,里程焦慮問題比電動汽車更突出。另一方面,船舶搭載的動力電池容量大,充電時間長,長時間等待充電影響船舶運營,也占用寶貴的岸線資源,制約了電動船舶未來發展。在這一背景下,市場發展出了船電分離的換電技術路線。近年來,采用換電技術的電
133、動船舶不斷涌現。在這一技術方案中,船舶不配備固定電池動力組,將電池動力組做成可移動的集裝箱式或其他模塊化形式,采用換裝方式為船舶提供電池動力。其中,集裝箱式動力電池因具有國際標準化尺寸和接口,能夠適應各種運輸工具和裝卸設備,且具有容量大,安全可靠的特點,在船用動力電池領域得到了普遍認可。集裝箱式動力電池是指以磷酸鐵鋰電池(未來可能有其他形式的鋰電池加入)為能源載體,采用 20 英尺標準集裝箱為成組單元的高度集成、大容量、可移動的通用模塊化電源系統。集裝箱式動力電池包括電池管理系統、空調系統、消防系統、配電系統等,可實現模塊與電網間便捷、安全地快速接通與脫離,從而實現船舶能量快速補充。例如,中遠
134、海運“綠水 01”和“綠水55 02”電動集裝箱船采用換電方式,裝載 36 個箱式電源,總容量超過 5 萬 kWh,單箱換電作業時間約 10 分鐘。根據換電站選址不同,換電模式可細分為岸邊換電和陸上集中換電等兩種方式。岸邊換電是指換電站建設在港口碼頭或附近岸邊或水上服務區,充電在換電站內或附近完成,通過正面吊或者叉車完成虧電和滿電電池箱運輸作業。例如,“港航船途 01 輪”即采用該方式進行作業。陸上集中換電指建設在毗鄰港口的內陸地區,將多個岸邊換電站的電池集中起來,完成充電后統一配送。例如,“江遠百合號”電動集裝箱船即采用該方式進行作業。換電模式發展前期,電動船數量較少,采用陸上集中換電方式時
135、,動力電池調運時間長,調運成本高,可優先采用岸邊換電的方式。隨著電動船舶的推廣普及,可考慮陸上集中換電方式,形成規模效益??梢哉f,換電模式在保證電池正常周轉的前提下,可結合分時電價表,合理規劃充電時間,一方面節約充電成本,另一方面能夠對能源網進行削峰填谷。這一技術路線結合靈活的商業運營模式,能夠有效解決電動船初始投資成本高的難題,且具有方便快捷,節約充電等待時間的優勢,對于電動船舶未來發展具有很好的適用性。結合當前電動船運營特征和標準規范,電動集裝箱船適宜采用換電方式,減少集裝箱船靠港等待時間,同時可保留充電接口,在??繒r補能。電動客船、電動公務船由于船舶結構、標準規范等方面的約束,目前尚未見
136、采用換電方式的運營船舶。4.2.2 電動船充換電技術電動船充換電技術 在換電技術方面,隨著標準箱式電源的推廣應用,電動船換電技術方案較為單一,沒有出現電動汽車領域中的不同廠商采用不同換電技術的情況,本節重點討論電動船充電技術。在充電技術方面,鑒于內河電動船充電領域尚未出臺統一標準規范,當前實際應用的船舶充電方案較多參考當前較為成熟的電動汽車領域充電技術。同時,結合內河船舶應用場景做出一定的改進。56 由于電網為交流供電,而船用動力電池為直流電,從電網傳輸電能至動力電池需要將交流電轉換為直流電,同時需要有充電控制系統,比如恒電流或恒功率充電,均需根據電池電壓動態調整充電電壓。結合目前汽車工程領域
137、廣泛應用的鋰電池充電系統的充電方法,船用鋰電池充電方法主要有交流充電、直流充電等兩種方式。圖圖4-1 電動船充電方案示意電動船充電方案示意(1)交流充電交流充電 由電網提供交流電源,經過船載充電裝置的濾波、整流和保護等功能,實現對鋰電池的充電過程。參照我國GB/T 20234.2-2015 電動汽車傳導充電用連接裝置第2部分:交流充電接口Connection set for conductive charging of electric vehiclesPart 2:AC charging coupler,規定了交流充電接口的額定值,其中,單相為 250V 10A/16A/32A,三相為 44
138、0V 16A/32A/63A,最大額定功率約為28kW。常用的交流充電樁規格有 7.4kW(230V/32A,單相)、11kW(400V/16A,三相)和 22kW(400V/32A,三相)等。交流充電的設施主要包括交流充電樁和交流充電機。一般來講,交流充電樁只提供交流電輸出,對電池充電需要通過船載充電機(船舶配電板上的 AC/DC模塊)將交流電轉成直流電,并提供充電控制。船載充電機主要包括前端AC-DC和后端 DC-DC,前端 AC-DC 變換器主要實現將外部交流電整流為直流電,輸出穩定的直流電等功能,后端 DC-DC 變換器主要對直流電壓、電流進行相關的僚樂閑對殞閑車耗耗焱讓焱讓耗 齠/鰒
139、警勁警齠禚攄禚攄?警耗閑警57 變換,輸出能夠用于給動力電池直接進行充電的直流電。受船上空間限制,船載充電機體積不能過大,因此,船載充電機功率處理能力有限,充電時間一般較長,適合在船舶停航時進行長時間充電(例如在客船夜間停航時進行)。(2)直流充電直流充電 由地面提供直流電源,直接為船用鋰電池充電,省去了船載充電裝置,有利于船體自重的減輕。地面充電機一般功率較大,參照我國GB/T 20234.3 電動汽車傳導充電用連接裝置第 3 部分:直流充電接口 Connection set for conductive charging of electric vehiclesPart 3:DC char
140、ging coupler,規定了直流 充 電 接 口 的 額 定 值,其 中,額 定 電 壓 為 750/1000V,額 定 電 流 為80A/125A/200A/250A。由于從交流電到直流電的轉換是在充電樁/站完成的,能夠為船舶提供比交流充電更高的功率(50 kW 至 350 kW,甚至更高)。常用的直流充電樁規格有 22kW/30kW/40kW/60 kW/80kW 等。直流充電的充電設施主要為直流充電樁。直流充電樁具有充電控制功能,不需要經過船載充電機即可直接給動力電池充電。直流充電功率一般較大,能夠快速對動力電池進行電能補充,節約充電時間。直流充電樁通常采用模塊化的設計,可以減少維護
141、成本,還能夠通過功率控制策略提高其充電效率。然而,由于大功率、大電流充電需要線徑更大的電纜,此外,直流充電過程中會產生大量的熱,需要進行快速冷卻。因此,直流充電參數的限制條件一是電池快速充電的安全性(主要由鋰電池結構和特性決定),二是受充電電纜等電氣配件的強度(例如電纜直徑過大,是否便于插接、彎折)和散熱等的限制。同時,直流充電樁的功率較大,對電網會進行一定沖擊,建設需要考慮對電網的保護措施。4.2.3 岸電技術 岸電是指在船舶正常營運靠港期間港口向船舶供電的技術,包括船載裝置和岸基裝置。以電壓 1kV 為分界線,岸電系統分為高壓岸電系統和低壓岸電系58 統。根據碼頭船舶岸電設施工程技術標準,
142、供電容量小于 630KVA 時,可采用低壓供電方式;供電容量為630KVA1600KVA時,宜采用高壓供電方式;當供電容量大于 1600KVA 時,應采用高壓供電方式。業界低壓岸電主要采用的電壓等級為 380V/50Hz 或 440V/60Hz,高壓岸電采用的電壓等級為 6KV/50Hz 或 6.6KV/60Hz 或 11KV/60Hz。岸電系統工作原理相對簡單,是將岸上供電系統(即岸基裝置)通過船岸交互部分將電力送至船舶受電系統(即船載裝置)。圖圖4-2 岸電系統岸電系統示意示意 根據交通運輸部內河碼頭船舶岸電設施建設技術指南的規定,岸電設施容量應根據泊位允許靠泊船舶中單臺最大發電機組額定容
143、量、船舶用電需求和泊位利用情況綜合考慮,并留有余量。根據內河主要船型發電機組功率實際情況(表 4-6 所示為集裝箱船發電機組功率),內河船舶主要采用低壓岸電系統,部分大型船舶采用高壓供電。結合內河岸電使用需求,大部分船舶的電力需求為普通生活用電,以無錫市新安水上服務區為例,采用低壓一體化岸電充電樁,每個岸電樁具備220V和380V接口,其中,220V接口的輸出功率為8kW,380V 接口的輸出功率為 20kW??梢?,與電動船充電所需功率相比,內河碼頭的岸電樁功率難以滿足大容量動力電池的要求。59 表表4-6 集裝箱船發電機組功率集裝箱船發電機組功率與電壓與電壓 序號序號 船舶噸級船舶噸級 DW
144、T(t)載箱量(載箱量(TEU)功率(功率(kW)電壓(電壓(V)1 500(5001000)150 703 400 2 1000(10012500)200 903 400 3 3000(25014500)201350 1203 400 4 5000(45017500)351700 3203 450 5 10000(750112500)7011050 4303 450 4.2.4 小結小結 綜上所述,受功率約束,現有岸電樁較難滿足大容量動力電池的充電需求。具體到電動船充電技術,相比而言,交流充電與直流充電技術均有相應的適用場景。采用交流充電技術方案的優點包括充電樁建設投入成本和使用成本較低,充
145、電電流較小,對動力電池使用壽命的不良影響較??;缺點主要為充電功率較小,充電時間長,需要配合交流充電機使用,增加了電動船建造成本,適用于動力電池容量較小、有較長停泊時間的小型電動船舶,如小型電動散貨船、電動公務船等。采用直流充電技術方案的優點包括無需增加電動船的建造成本,輸出電壓和電流調整范圍大,充電功率大,充電速度快,能夠實現快速充電;缺點主要包括直流充電樁造價昂貴,對電池質量要求較高,電池短時間內溫升顯著,長期大電流充電對電池壽命有一定影響等。直流充電技術方案適用于對充電速度要求高、停泊時間較短、快速補電、電池艙較為緊湊電動船舶,如各類電動游覽船、電動輪渡船等。4.3 長三角內河電動船舶充換
146、電設施統計長三角內河電動船舶充換電設施統計 4.3.1 上海上海 60 截至 2023年 10月,上海市內河共有電動船舶充電設施 8處,包括長興客運站、四行倉庫碼頭、中山公園碼頭、長風公園碼頭、西康路碼頭、丹巴路碼頭、夢清園碼頭等地,由上海市客運輪船有限公司、浦東供電公司、黃浦江碼頭岸線建設管理有限公司、國網上海綜合能源服務有限公司、上海久事蘇州河旅游發展有限公司等公司投資建設或運營使用(部分信息見 4-7)。目前,上海市內暫無電動船換電站。表表4-7 上海充電設施統計上海充電設施統計 編號編號 主體主體 數量及功率數量及功率 備注備注 1 上海輪渡 400 kW4 遠期規劃電動船充電樁 10
147、處 2 浦東供電公司,黃浦江碼頭岸線建設管理有限公司等 640 kW1 1.7-2.6元/kWh(含充電服務費 1元/kWh)4.3.2 浙江浙江 截至 2023 年 10 月,浙江省在杭州、溫州、嘉興、湖州等地有已建內河電動船充電設施共 6 處。其中,杭州 1 處,位于西湖景區,額定容量為 120kW3和 60kW1;溫州 3 處,位于鹿城區白鹿洲公園北門游船碼頭、瑞安市東門渡口、文成縣大垟口,額定容量分別為 360kW、50kW5、6.6kW;嘉興 1 處,位于南湖景區,額定容量為 12.88kW2;湖州 1 處,位于長興電廠碼頭,額定容量為 150kW3(具體信息見 4-8)。目前,浙江
148、省暫無電動船換電站。表表4-8 浙江充電設施統計浙江充電設施統計 編號編號 主體主體 數量及功率數量及功率 備注備注 1 西湖景區 120 kW3+60 kW1 2 北門游船碼頭 360 kW3 3 瑞安市東門渡口 50 kW5 4 文成縣大垟口 6.6 kW1 5 南湖景區 12.88kW2 61 6 長興電廠碼頭 150kW3 為換電集裝箱電池充電 4.3.3 江蘇江蘇 目前,由于江蘇省有一艘電動集裝箱船,有一處換電站?!敖h百合”號共配有 3 個箱式電源,1 個隨船使用,1 個在蘇州港太倉港區浮橋作業區正和興港碼頭備用,1個在距離碼頭約 10公里的陸上(協鑫電廠)。船舶換電作業采用集裝箱
149、岸吊裝卸集裝箱式移動電源,換下的集裝箱式移動電源通過集卡運輸至協鑫電廠,連接專用充電樁充電(未來,江蘇省計劃配套建設 10 座充電設施)。表表4-9 江蘇充換電設施統計江蘇充換電設施統計 編號編號 主體主體 類型類型 數量數量 1 江蘇遠洋運輸有限公司 換電站 1 4.3.4 安徽安徽 目前,安徽省為滿足輪渡船舶需求,在蕪湖市無為市的太白渡口、五洲渡口以及合肥市廬江縣同大鎮新河渡口設有專用的充電樁。有一處運營的換電站,其主要服務于“港航船途 01”輪電動集裝箱船舶。表表4-10 安徽充換電設施統計安徽充換電設施統計 編號編號 主體主體 類型類型 數量及功率數量及功率 1 蕪湖太白渡口 充電站
150、1 2 蕪湖五洲渡口 充電站 1 3 合肥新河渡口 充電站 1 4 蕪湖港 換電站 1 4.4 分析結論分析結論 長三角地區現有電動船數量不多?,F有電動船大多為客船,電動集裝箱船僅兩艘,但計劃建造的船舶數量呈現較快增長。長三角地區現有電動船充換電62 設施較少。從投資運營主體上來看,主要有兩類,第一類為航運公司(船東)自建,為自有電動船服務。例如,“江遠百合”號集裝箱船所使用的換電設施,即采用自建自營模式;又如浙江部分景區游覽船所使用的充電設施,也采用自建自營模式,為自有船舶提供充換電服務。第二類由碼頭公司投資建設,為電動船舶運營方提供服務。例如,上海久事蘇州河旅游發展有限公司目前處于試運營狀
151、態的電動游覽船“上海久事”號,使用的充電設施由碼頭公司建設運營,上海久事蘇州河旅游發展有限公司通過與碼頭合作的形式,獲取充電服務,向碼頭公司支付充電和充電服務費,碼頭公司向國網支付電費。63 第五章第五章 長三角內河電動船舶充電、換電設施需求分析長三角內河電動船舶充電、換電設施需求分析 5.1 整體思路整體思路 從船舶的類型來看,具有充電需求的電動船舶主要來自于電動客船(如觀光船、游覽船、輪渡等)、公務船等。這一類型的船舶由于其使用的時間相對固定,單次使用的時間不會過長。因此,適用于充電模式(即白天使用,晚上??砍潆姡?,比較典型的是客輪渡船。而具有換電需求的電動船舶主要來自于電動貨船,如集裝箱
152、船等。這一類型的船舶由于其在港口??窟M行貨物裝載的時間相對較短,依靠充電(即使是快充)無法滿足其運行的需求,且集裝箱船舶航行一般是定點定線,其裝卸作業的港口碼頭相對固定。因此,一般采用換電模式,在港口裝卸作業時或在換電站更換箱式電池。從船舶的所有(經營)主體來看,大多充電和換電需求的船舶均來自于政府或有政府背景(國央企)的企業、或者大型民營企業運營的船舶,主要有電動客船、公務船、集裝箱船等。以私人小企業主為主體的小型散貨船數量總多,但是由于其電動化可行性等問題暫未作為本課題重點研究對象。5.2 不同船型對充換電設施的需求特征不同船型對充換電設施的需求特征 不同船型在不同時期對充換電設施的需求表
153、現出不同的特征。對于公務船,其所使用的主體主要是海事等監管部門。且由于公務船執行任務的特殊性和重要性,監管部門往往選擇自建充電設施(建設充電設施的所需的場地和資金也相對充足)。電動客船發展初期,絕大部分客船運營主體(如輪渡公司)選擇自建自營自用或與電網公司、碼頭公司合作投資建設運營的方式。電動客船規?;l展之后,由于碼頭岸線資源有限,勢必要發展公共充電站。電動集裝箱船換電設施的發展面臨同樣的階段,在發展初期,由于船舶數量少,公共換電模式難以實現盈利,航運公司為了保障船舶運營,只能選擇自建或與電網公司、碼頭公司合作投資建設換電設施。未來電動集裝箱船規?;l展之后,同樣對64 公共換電設施有進一步
154、需求。5.3 電動客船充電設施需求測算電動客船充電設施需求測算 5.3.1 需求測算模型構建需求測算模型構建(1)影響因素)影響因素 船舶可用充電時長:對于充電船舶而言,其可用充電的時間對于充電設施配置的數量及功率有著決定性的作用。同樣船舶電池容量配置下,船舶的可用充電時間越長,其充電樁數量和功率配置需求就越低。某些情況下,如果船舶的可用充電時間相對船舶運營時間過短,則其本身就不適用于充電模式(此時換電模式較為適宜)。以客船中的車輪渡船為例,各個渡口其船舶的運營主要集中在早上 6點至晚上 10點(或者早上七點至晚上 11點),其他時間即可用來充電補能,且船舶一般在渡口進行充電。因此,此種情況下
155、船舶的可用充電時長平均為 8 小時左右。船舶充電靠泊位置(模式):在船舶數量較小的情況下,一般船舶充電都是在船舶的主要經營場所附近配置充電系統,節省船舶的轉場時間。當需充電船舶數量較大時,在某些合適的位置選點左右集中充電場所也是一種模式。此種模式下,可以發揮充電站的規模效應,降低充電站的建造、運營和維護成本。但是,也會在一定程度上增加船舶從使用地到充電場所的時間。目前,對于上海輪渡等,其主要的模式還是采用前面一種。當未來公共船舶充電需求增加到一定程度時,公共性質的充電場所則可能主要以第二種模式為主。充電樁功率配置:充電樁功率對于船舶充電時間有著重要影響,同樣船舶電池容量下,充電樁功率越高,充電
156、時間越短(或者需要在充電時間固定的情況下,需要的充電樁數量越?。?。為此,根據不同的船舶電池容量、實際使用情況進行充電樁的個性化配制以避免資源的浪費。另一方面,使用高功率充電樁給低容量電池充電,也容易導致電池充放電不均衡存在過充過放風險,縮短電池壽命。為此,可以針對不同容量和使用需求的船舶,配置適合的充電樁。65(2)關鍵假設)關鍵假設 1)船舶的電池電量在工作時間段內基本耗盡,即船舶配置的電池容量不會太小,使得船舶需要在工作時間不會需要頻繁充電。同時,因為電池價格考慮,電池容量也不會太大(一般足夠船舶白天使用即可)。2)對于不同時期、不同船型的船舶數量和平均容量已通過前面章節(第二章)的預測獲
157、??;3)測算各區域內的為船舶配置的充電樁,可以供不同的運營主體的船舶共享使用。(3)主要參數)主要參數 1):類船(集合,主要包含公務船、客船)的平均電池容量;2):類船的數量;3):類充電樁(集合,包含普充、快充和超充三種)的典型功率,此模型中取值分別為 150kW、400kW 和 720kW;4):類充電樁的最小需求數量;5):船舶的平均可用充電時長,此模型測算中取值 8 小時。(4)測算模型)測算模型 采用充電模式的船舶在其設計之初會綜合考慮到電池容量及使用需求,電池容量足夠白天工作使用,在晚上充電。為此,構建的最小充電需求測算模型如下:(1)模型測算的主要是思路是實現船舶工作時間段內所
158、耗費的總能量與充電時間段內的充電能力實現平衡。為此,公式(1)中公式左側為該區域內所有類型船舶的電池總容量(即船舶工作時間段內所耗費的總能量),右側為充電樁的數量、平均功率以及充電時間的乘積(即充電時間段內的充電能力)。5.3.2 需求測算示例需求測算示例 vwvVvnviPiIiNiTvviiv Vi IwnP NT66 以上海輪渡為例,目前在建 2 艘電動渡船(如當前所有全部更換成電動船則共需要 34 艘),每艘船長 27 米,客位 250 人,動力電池容量 3132kwh。輪渡在黃浦江兩岸往返運行,單天工作時間約 16 小時,晚上可用充電時間約 8 小時。目前,其當前配置的充電樁功率為
159、400kW。按上文構建的模型進行測算(式(1),當兩艘電動船投入運營后,需最少配置的充電樁數量:套。即按照當前配置的充電樁功率而言,上海輪渡需要至少 2 套 400kW 的充電樁,才能滿足電動船舶的運營充電需求。當全部的船舶都替換成相同船型電動船時,上海輪渡需最少配置的 400kW充電樁的數量為:套。5.3.3 區域充電需求測算區域充電需求測算 通過整理,可得長三角地區各省市不同時期電動客船數量、平均容量數據如表 5-1 所示。表表5-1 不同時期不同地區電動客船的數量和平均容量不同時期不同地區電動客船的數量和平均容量 船舶船舶 類型類型 地區地區 船舶數量(艘)船舶數量(艘)平均容量(平均容
160、量(kwh)2025年年 2030年年 2035年年 2025年年 2030年年 2035年年 客船客船 上海 18 30 45 1500 1650 1815 江蘇 54 89 133 1500 1650 1815 浙江 179 296 443 1500 1650 1815 安徽 46 76 115 1500 1650 1815 由表5-1數據可得到各地區船舶在不同時期所有電動客船的電池總容量數據(即公式(1)中左側部分),見表 5-2。表表5-2 不同時期不同地區不同時期不同地區電動客船電動客船電池總容量電池總容量(2 3132)/(400 8)1.952iN=(34 3132)/(400
161、8)33.234iN=67 地區地區 總電池容量(總電池容量(kwh)2025年 2030年 2035年 上海上海 10500 42900 74415 江蘇江蘇 30000 125400 215985 浙江浙江 99000 417450 722370 安徽安徽 25500 107250 186945 將表 5-2中數據代入公式 1中,可以得到長三角地區不同時期電動客船對充電需求的測算結果如表 5-3 所示。表表5-3 長三角地區在不同時期長三角地區在不同時期電動客船電動客船充電樁配置需求測算表充電樁配置需求測算表 類型類型 充電樁配置數量(套)充電樁配置數量(套)2025年年 2030年年 2
162、035年年 全普充全普充 138 578 1000 全快充全快充 52 217 375 全超充全超充 29 120 208 均衡配置均衡配置11 49 205 354 圖圖5-1 長三角地區在不同時期長三角地區在不同時期電動客船電動客船充電樁配置需求測算結果圖充電樁配置需求測算結果圖 11 均衡配置即為普充、快充和超充配置的比例為 1:1:1。020040060080010001200普充快充超充均衡配置2025年2030年2035年68(1)上海)上海 由表 5-4可以看出,如采用 720kW的超充配置,上海在 2025年、2030年和2035年的充電樁數量配置分別為 2套、13套和 22套
163、;如采用現有上海輪渡規劃建設使用的 400kW 的快充配置,上海在 2025 年、2030 年和 2035 年的充電樁數量配置分別為3套、13套和23套;如采用150kW的普充配置,上海在2025年、2030 年和 2035 年的充電樁數量配置分別為 9 套、36 套和 62 套;如采用均衡配置,則浙江在 2025 年、2030 年和 2035 年需要配置的充電樁總數分別為 3 套、15 套和 24 套。表表5-4 上海在不同時期上海在不同時期電動客船電動客船充電樁配置需求測算表充電樁配置需求測算表 類型類型 充電樁配置數量(套)充電樁配置數量(套)2025年年 2030年年 2035年年 全
164、普充全普充 9 36 62 全快充全快充 3 13 23 全超充全超充 2 7 13 均衡配置均衡配置 3 15 24 (2)江蘇)江蘇 由表 5-5可以看出,如采用 720kW的超充配置,江蘇在 2025年、2030年和2035 年的電動客船充電樁數量配置分別為 5 套、22 套和 37 套;如采用 400kW的快充配置,江蘇在 2025 年、2030 年和 2035 年的電動客船充電樁數量配置分別為 9套、39套和 67套;如采用 150kW的普充配置,江蘇在 2025年、2030年和 2035 年的電動客船充電樁數量配置分別為 25 套、105 套和 180 套;如采用均衡配置,則江蘇在
165、 2025 年、2030 年和 2035 年需要配置的電動客船充電樁總數量分別為 9 套、39 套和 66 套。69 表表5-5 江蘇在不同時期江蘇在不同時期電動客船電動客船充電樁配置需求測算表充電樁配置需求測算表 類型類型 充電樁配置數量(套)充電樁配置數量(套)2025年年 2030年年 2035年年 全普充全普充 25 105 180 全快充全快充 9 39 67 全超充全超充 5 22 37 均衡配置均衡配置 9 39 66(3)浙江)浙江 由表 5-6可以看出,如采用 720kW的超充配置,浙江在 2025年、2030年和2035年的電動客船充電樁數量配置分別為17套、72套和125
166、套;如采用400kW的快充配置,浙江在 2025 年、2030 年和 2035 年的電動客船充電樁數量配置分別為 31套、130套和 226套;如采用 150kW的普充配置,浙江在 2025年、2030年和 2035 年的電動客船充電樁數量配置分別為 83 套、348 套和 602 套;如采用均衡配置,則浙江在 2025 年、2030 年和 2035 年需要配置的電動客船充電樁總數量分別為 30 套、123 套和 213 套。表表5-6 浙江在不同時期浙江在不同時期電動客船電動客船充電樁配置需求測算表充電樁配置需求測算表 類型類型 充電樁配置數量(套)充電樁配置數量(套)2025年年 2030
167、年年 2035年年 全普充全普充 83 348 602 全快充全快充 31 130 226 全超充全超充 17 72 125 均衡配置均衡配置 30 123 213 (4)安徽)安徽 由表 5-7可以看出,如采用 720kW的超充配置,安徽在 2025年、2030年和2035 年的電動客船充電樁數量配置分別為 4 套、19 套和 32 套;如采用 400kW的快充配置,安徽在 2025 年、2030 年和 2035 年的電動客船充電樁數量配置分70 別為 8套、34套和 58套;如采用 150kW的普充配置,安徽在 2025年、2030年和 2035 年的電動客船充電樁數量配置分別為 21 套
168、、89 套和 156 套;如采用均衡配置,則安徽在 2025 年、2030 年和 2035 年需要配置的電動客船充電樁總數量分別為 8 套、32 套和 55 套。表表5-7 安徽在不同時期安徽在不同時期電動客船電動客船充電樁配置需求測算表充電樁配置需求測算表 類型類型 充電樁配置數量(套)充電樁配置數量(套)2025年年 2030年年 2035年年 全普充全普充 21 89 156 全快充全快充 8 34 58 全超充全超充 4 19 32 均衡配置均衡配置 8 32 55 5.4 電動公務船充電設施需求測算電動公務船充電設施需求測算 上文提及,公務船對于充電的需求與客船類似。為此,其充電需求
169、設施測算模型可以用5.3節中的構建的模型。通過整理,可得長三角地區各省市不同時期電動公務船的數量、平均容量等數據,如表 5-8 所示。表表5-8 不同時期不同地區電動公務船數量和平均容量不同時期不同地區電動公務船數量和平均容量 船舶船舶 類型類型 地區地區 船舶數量(艘)船舶數量(艘)平均容量(平均容量(kwh)2025年年 2030年年 2035年年 2025年年 2030年年 2035年年 公務船公務船 上海 6 38 88 3000 3000 3000 江蘇 18 122 279 3000 3000 3000 浙江 18 118 271 3000 3000 3000 安徽 12 82 1
170、88 3000 3000 3000 由表5-8數據可得到各地區船舶在不同時期所有電動公務船的電池總容量數據(即公式(1)中左側部分),見表 5-9。71 表表5-9 不同時期不同地區不同時期不同地區電動公務船電動公務船電池總容量電池總容量 地區地區 總電池容量(總電池容量(kwh)2025年年 2030年年 2035年年 上海上海 18000 114000 264000 江蘇江蘇 54000 366000 837000 浙江浙江 54000 354000 813000 安徽安徽 36000 246000 564000 將表 5-9中數據代入公式 1中,可以得到長三角地區不同時期電動公務船對充電
171、需求的測算結果如表 5-10 所示。表表5-10 長三角地區在不同時期長三角地區在不同時期電動公務船電動公務船充電樁配置需求測算表充電樁配置需求測算表 類型類型 充電樁配置數量(套)充電樁配置數量(套)2025年年 2030年年 2035年年 全普充全普充 135 900 2065 全快充全快充 51 338 774 全超充全超充 28 188 430 均衡配置均衡配置 48 319 732 圖圖5-2 長三角地區在不同時期長三角地區在不同時期電動公務船電動公務船充電樁配置需求測算結果圖充電樁配置需求測算結果圖 05001000150020002500普充快充超充均衡配置2025年2030年2
172、035年72(1)上海)上海 由表 5-11 可以看出,如采用 720kW 的超充配置,上海在 2025 年、2030 年和 2035 年的電動公務船充電樁數量配置分別為 3 套、20 套和 46 套;如采用400kW 的快充配置,上海在 2025 年、2030 年和 2035 年的電動公務船充電樁數量配置分別為6套、36套和83套;如采用150kW的普充配置,上海在2025年、2030 年和 2035 年的電動公務船充電樁數量配置分別為 15 套、95 套和 220 套;如采用均衡配置,則浙江在 2025 年、2030 年和 2035 年需要配置的電動公務船充電樁總數分別為 5 套、34 套
173、和 78 套。表表5-11 上海在不同時期上海在不同時期電動公務船電動公務船充電樁配置需求測算表充電樁配置需求測算表 類型類型 充電樁配置數量(套)充電樁配置數量(套)2025年年 2030年年 2035年年 全普充全普充 15 95 220 全快充全快充 6 36 83 全超充全超充 3 20 46 均衡配置均衡配置 5 34 78 (2)江蘇)江蘇 由表 5-12 可以看出,如采用 720kW 的超充配置,江蘇在 2025 年、2030 年和 2035 年的電動公務船充電樁數量配置分別為 9 套、64 套和 145 套;如采用400kW 的快充配置,江蘇在 2025 年、2030 年和 2
174、035 年的電動公務船充電樁數量配置分別為 17套、114套和 262套;如采用 150kW的普充配置,江蘇在 2025年、2030 年和 2035 年的電動公務船充電樁數量配置分別為 45 套、305 套和 698套;如采用均衡配置,則江蘇在 2025 年、2030 年和 2035 年需要配置的電動公務船充電樁總數量分別為 16 套、108 套和 247 套。73 表表5-12 江蘇在不同時期充電樁配置需求測算表江蘇在不同時期充電樁配置需求測算表 類型類型 充電樁配置數量(套)充電樁配置數量(套)2025年年 2030年年 2035年年 全普充全普充 45 305 698 全快充全快充 17
175、 114 262 全超充全超充 9 64 145 均衡配置均衡配置 16 108 247 (3)浙江)浙江 由表 5-13 可以看出,如采用 720kW 的超充配置,浙江在 2025 年、2030 年和 2035 年的電動公務船充電樁數量配置分別為 9 套、61 套和 141 套;如采用400kW 的快充配置,浙江在 2025 年、2030 年和 2035 年的電動公務船充電樁數量配置分別為 17套、111套和 254套;如采用 150kW的普充配置,浙江在 2025年、2030 年和 2035 年的電動公務船充電樁數量配置分別為 45 套、295 套和 678套;如采用均衡配置,則浙江在 2
176、025 年、2030 年和 2035 年需要配置的電動公務船充電樁總數量分別為 16 套、105 套和 240 套。表表5-13 浙江在不同時期浙江在不同時期電動公務船電動公務船充電樁配置需求測算表充電樁配置需求測算表 類型類型 充電樁配置數量(套)充電樁配置數量(套)2025年年 2030年年 2035年年 全普充全普充 45 295 678 全快充全快充 17 111 254 全超充全超充 9 61 141 均衡配置均衡配置 16 105 240 (4)安徽)安徽 由表 5-14 可以看出,如采用 720kW 的超充配置,安徽在 2025 年、2030 年和 2035 年的電動公務船充電樁
177、數量配置分別為 6 套、43 套和 98 套;如采用400kW 的快充配置,安徽在 2025 年、2030 年和 2035 年的電動公務船充電樁數74 量配置分別為 11 套、77 套和 176 套;如采用 150kW 的普充配置,安徽在 2025年、2030 年和 2035 年的電動公務船充電樁數量配置分別為 30 套、205 套和 470套;如采用均衡配置,則安徽在 2025 年、2030 年和 2035 年需要配置的電動公務船充電樁總數量分別為 11 套、73 套和 167 套。表表5-14 安徽在不同時期安徽在不同時期電動公務船電動公務船充電樁配置需求測算表充電樁配置需求測算表 類型類
178、型 充電樁配置數量(套)充電樁配置數量(套)2025年年 2030年年 2035年年 全普充全普充 30 205 470 全快充全快充 11 77 176 全超充全超充 6 43 98 均衡配置均衡配置 11 73 167 5.5 電動集裝箱船換電設施測算電動集裝箱船換電設施測算 5.5.1 需求測算模型構建需求測算模型構建(1)影響因素)影響因素 船舶到站(充電站)時間分布:船舶到站(充電站)時間分布直觀表現為船舶到達充電站的集中程度,其對于換電站在電池組配置的電池組數量有著重要影響。如果船舶到站時間分布相對均勻(服從平均分布或者泊松分布),則在一定時間內為充電站預留為換下的電池組(空電狀態
179、)的時間相對均勻,有利于降低電池組配置的數量。如果船舶到站時間分布過于集中,某些時段內船舶換下的電池組充電時間縮短,可能導致暫時不能滿足船舶的換電需求。箱式電池充電時間:箱式電池充電時間即當船舶換下的箱式電源,在換電站(或者送回周邊充電站充電)將電池組充滿電所需的時間。如果充電時間越長,同樣船舶換電需求下所需電池組的數量增加;反之,則所需電池組的數量減少。箱式電池充電時間實際又與電池本身的容量以及充電樁的功率相關。(2)模型假設)模型假設 75 1)不同區域、不同船型在不同時期的到港的船舶航次和平均容量已通過預測獲??;2)對于港口而言,其所需服務的船舶,其到達港口的時間呈平均分布,暫不考慮短時
180、間船舶集中到達的情況;3)單個箱式電源(被船舶更換留置后)在換電站進行充電的所需的平均時間已知;(3)主要參數)主要參數 1):v類船(集合V,主要為集裝箱船)的平均電池容量;2):v類船的在港平均航次數量(,如小于 1 則按 1 計算);3):在t時期單個箱式電源的平均容量(此測算模型中,按照集裝箱船舶電池總容量的變化形勢,2025、2030 和 2035 年的取值分別為1500kwh、1800kwh 和 2150kwh);4):港口中需要配置的箱式電源的數量(,且為的倍數,其中為該港口中??克型?看爸信渲孟涫诫娫吹淖畲髠€數,此模型中取值為 4);5):單個箱式電源一般情況下單天可循環使
181、用的次數;6):單個箱式電源充滿電所需的平均充電時間(此測算模型中取值為 8小時)。(4)測算模型)測算模型 采用換電模式的船舶適用于定點定航線的內河集裝箱船舶,其在起始港和目的港(一般很少在中間港口進行掛靠)更換箱式電源后在兩點之間往返。為此,構建的換電需求如下測算模型。模型測算的主要思路是港口船舶到達后所需更換箱式電源的總能量需求與所配備的箱式電源數量實現平衡。為此,公式(2)中左側為港口內所有類型船vwvM1vM tCNNdddaT(2)(3)vvtv VwMCNa=24/Ta=76 舶到達更換的電池總容量,右側為最少配置箱式電源的數量、平均單個箱式電源的容量以及單個箱式電源一般情況下單
182、天可循環使用的次數的乘積。公式(3)則用來計算單個箱式電源一般情況下單天可循環使用的次數。5.5.2 需求測算示例需求測算示例 以上海漢唐航運投建的兩艘內河集裝箱船舶為例,該船舶主要投入蘇州洋山航線(船舶在洋山港和蘇州港裝卸作業時換電),裝載量 120TEU(4 個箱式電源,單個電池組總容量1500kwh)。船舶年循環航行次數為90次(約4天每個循環),即該船平均每天在洋山港和蘇州港各需??考s0.25次。為此,為滿足該船舶換電需求,洋山港和蘇州港為該艘船舶需配置的箱式電池的最小數量理論為:組。但是,由于每次船舶??康臅r間明顯短于箱式電源的充電時間,為此蘇州港和洋山港區內實際配置的箱式電源的數量
183、為 4 組。類似,當港口每天有 4 航次的該類型船舶到港,理論需配置的箱式電池的數量為:組 然而,配置 6 組不能滿足船舶到港后整體箱式電源全部更換的需求(因為多數船舶需要一次性更換 4個箱式電源,配置 6個后剩余的 2個不能滿足船舶的需求),實際應配置 8 組。5.5.3 區域換電需求測算區域換電需求測算 通過整理,可得長三角地區各省市不同時期集裝箱的船舶數量、平均容量數據如表 5-15 所示。1 6000/(1500 3)1.333N=4 6000/(1500 3)5.333N=77 表表5-15 不同時期不同地區電動集裝箱船數量和平均容量不同時期不同地區電動集裝箱船數量和平均容量 船舶船
184、舶 類型類型 地區地區 電動船舶數量(艘)電動船舶數量(艘)平均容量(平均容量(kwh)2025年年 2030年年 2035年年 2025年年 2030年年 2035年年 集裝箱集裝箱船船 上海上海 4 11 20 6000 7200 8600 江蘇江蘇 12 33 61 6000 7200 8600 浙江浙江 14 38 70 6000 7200 8600 安徽安徽 30 81 149 6000 7200 8600 按不同時期的集裝箱船舶總數(見表 3-37)與總航次(2025、2030 與 2035年的航次數分別見表 3-14、3-15、3-16)的比值,等比計算得到電動船集裝箱船總航次,
185、并按各港口所占總航次比例,得到不同時期各港口每天電動船集裝箱船航次數量如表 5-16 所示。表表5-16 不同時期各港口集裝箱船的航次數量不同時期各港口集裝箱船的航次數量 地區地區 港口港口 電動船舶航次(次電動船舶航次(次/天)天)2025年年 2030年年 2035年年 上海上海 上海港 8 24 47 浙江浙江 寧波舟山港 0 0 0 嘉興港 1 2 4 臺州港 0 0 0 溫州港 0 0 0 湖州港 1 2 3 杭州港 1 1 1 紹興港 1 1 1 江蘇江蘇 連云港港 1 1 1 南通港 1 3 5 張家港港 1 1 2 常熟港 1 1 1 太倉港 1 4 7 泰州港 1 1 1 江
186、陰港 1 1 2 78 常州港 1 1 2 鎮江港 1 1 2 揚州港 1 1 2 南京港 1 2 3 鹽城港 0 0 0 徐州港 1 1 1 宿遷港 1 1 1 淮安港 1 1 1 安徽安徽 馬鞍山港 1 1 1 蕪湖港 1 1 1 銅陵港 1 1 1 合肥港 1 1 1 池州港 1 1 1 安慶港 1 1 1 滁州港 1 1 1 蚌埠港 1 1 1 總航次量總航次量 38 34 58 代入上一章節對于相關電動船集裝箱船數量、平均電池容量及航次在不同時期的預測數據,可以得到長三角地區電動船集裝箱船對換電需求的預測如表5-17 所示。表表5-17 不同時期不同港口需配置的箱式電源需求測算表不同
187、時期不同港口需配置的箱式電源需求測算表 配置組數和容量配置組數和容量 時期時期 2025年年 2030年年 2035年年 換電站配置總組數(組)換電站配置總組數(組)120 144 188 換電站配置總容量(換電站配置總容量(kwh)180000 259200 404200 市場配置總組數市場配置總組數12(組)(組)396 856 1580 市場配置總容量(市場配置總容量(kwh)594000 1540800 3397000 12 市場配置總數=船舶自身電池數量+港口換電站配置電池數量。79(1)上海)上海 由表 5-18 可以看出,到 2025 年、2030 年和 2035 年,上海配置的
188、箱式電源數量分別為 12組、32組和 64組,換電站容量分別需要為 18000kwh、57600kwh和 137600kwh。表表5-18 上海不同時期需配置的箱式電源需求測算表上海不同時期需配置的箱式電源需求測算表 配置組數和容量配置組數和容量 時期時期 2025年年 2030年年 2035年年 換電站配置總組數換電站配置總組數 12組 32組 64組 換電站配置總容量換電站配置總容量 18000 kwh 57600 kwh 137600 kwh(2)浙江)浙江 由表 5-19 可以看出,到 2025 年、2030 年和 2035 年,浙江配置的箱式電源數量分別為別為 16 組、16 組和
189、20 組,但是其換電站容量分別需要為 24000kwh、28800kwh 和 43000kwh。表表5-19 浙江不同時期不同港口需配置的箱式電源需求測算表浙江不同時期不同港口需配置的箱式電源需求測算表 港口港口 時期時期 2025年年 2030年年 2035年年 嘉興港嘉興港 4/6000 4/7200 8/17200 湖州港湖州港 4/6000 4/7200 4/8600 杭州港杭州港 4/6000 4/7200 4/8600 紹興港紹興港 4/6000 4/7200 4/8600 配置組數和容量(組配置組數和容量(組/kwh)16/24000 16/28800 20/43000(3)江蘇
190、)江蘇 由表 5-20 可以看出,到 2025 年、2030 年和 2035 年,浙江配置的箱式電源數量均 60 組、64 組和 72 組,其換電站容量分別需要為 90000kwh、115200kwh和 154800kwh。80 表表5-20 江蘇不同時期不同港口需配置的箱式電源需求測算表江蘇不同時期不同港口需配置的箱式電源需求測算表 港口港口 時期時期 2025年年 2030年年 2035年年 連云港港連云港港 4/6000 4/7200 4/8600 南通港南通港 4/6000 4/7200 8/17200 張家港港張家港港 4/6000 4/7200 4/8600 常熟港常熟港 4/60
191、00 4/7200 4/8600 太倉港太倉港 4/6000 8/14400 12/25800 泰州港泰州港 4/6000 4/7200 4/8600 江陰港江陰港 4/6000 4/7200 4/8600 常州港常州港 4/6000 4/7200 4/8600 鎮江港鎮江港 4/6000 4/7200 4/8600 揚州港揚州港 4/6000 4/7200 4/8600 南京港南京港 4/6000 4/7200 4/8600 徐州港徐州港 4/6000 4/7200 4/8600 宿遷港宿遷港 4/6000 4/7200 4/8600 淮安港淮安港 4/6000 4/7200 4/8600
192、配置組數和容量(組配置組數和容量(組/kwh)60/90000 64/115200 72/154800(4)安徽)安徽 由表 5-21 可以看出,到 2025 年、2030 年和 2035 年,浙江配置的箱式電源數量分別均為 32 組,其換電站容量分別需要為 48000kwh、57600kwh 和68800kwh。表表5-21 安徽不同時期不同港口需配置的箱式電源需求測算表安徽不同時期不同港口需配置的箱式電源需求測算表 港口港口 時期時期 2025年年 2030年年 2035年年 馬鞍山港馬鞍山港 4/6000 4/7200 4/8600 蕪湖港蕪湖港 4/6000 4/7200 4/8600
193、 銅陵港銅陵港 4/6000 4/7200 4/8600 81 合肥港合肥港 4/6000 4/7200 4/8600 池州港池州港 4/6000 4/7200 4/8600 安慶港安慶港 4/6000 4/7200 4/8600 滁州港滁州港 4/6000 4/7200 4/8600 蚌埠港蚌埠港 4/6000 4/7200 4/8600 配置組數和容量(組配置組數和容量(組/kwh)32/48000 32/57600 32/68800 5.6 分析結論分析結論 通過長三角內河電動船舶充電換電設施的需求測算及當前的供給分析可以得出以下結論:(1)從發展趨勢而言,未來長三角地區內的電動船舶充換
194、電需求將呈現持續快速增長趨勢。其中,充電需求主要對象主要為客船和公務船,換電需求主要為電動船集裝箱船。具體而言,充電需求在均衡配置情況下,長三角地區所需配置的充電樁數量從 2025年的 98套增加到 2035年的 1086套。同時,考慮到充電樁配套基礎設施對于場地的需求和充電需求的集散程度(過于分散則不適用于使用集中超充,而采用普充和滿足增加覆蓋面),對配置充電樁的功率進行綜合考量。(2)從數量分布而言,長三角地區對于充電的需求分別是江蘇、安徽和浙江,而換電需求主要集中在上海(在不同的時期,上海占長三角地區的換電需求均超過 50%。到 2035 年,上海需配置的箱式電源數量達到 64 組,換電
195、站容量分別需要達到 137600kwh),其次分別是江蘇(72 組)、安徽(32 組)和浙江(20 組)。(3)從主體結構而言,不論是充電設施或是換電設施,長三角地區相應的公共化、規?;呐涮谆A設施相對短缺。目前,大多數的充換電基礎設施都是由單一的主體(主要是船東)投資建設,其服務的對象也相對單一(一般都是自建自用)。82 第六章第六章 長三角內河充換電配套基礎設施發展關鍵問題分析長三角內河充換電配套基礎設施發展關鍵問題分析 6.1 標準規范方面標準規范方面 6.1.1 充換電基礎設施標準有待完善充換電基礎設施標準有待完善(1)接口規范不完善)接口規范不完善 電動船舶規?;茝V的先決條件之一
196、是動力電池接口的標準化。目前我國內河船舶尚未形成動力電池充電接口標準與箱式電源的接口標準。對集裝箱船換電而言對集裝箱船換電而言,船舶電池標準與電池艙接口缺乏統一標準,導致換電模式難以網絡化布局。CCS船舶應用電池動力規范 2023對換電式電動船的箱式電源做出了規范,但由于考慮實際應用情況,未規范箱式電源的接口要求。目前市場上不同廠商研發的箱式電源的電池容量、充換電指標、通信協議、能量、電壓、材料、尺寸、安裝位置、接口規格樣式不盡相同,存在兼容性問題。針對集裝箱船換電需求,當前還沒有建設成熟的換電站,運營的電動集裝箱船均采用定制化方式進行箱式電源的補能。例如:船途 01 在蕪湖港進行換電,江遠百
197、合在太倉正和興碼頭換電,由于缺乏統一的箱電接口規范,二者的箱式電源并不通用,各換電站也無法為對方船舶進行換電或充電。隨著電動集裝箱船的推廣,亟需公共換電設施為內河航線上的電動集裝箱船進行換電,統一接口規范十分必要。對比而言,我國電動車動力電池安全、尺寸、回收以及電動汽車換電領域的相關標準發展相對規范,先發行的已有電動汽車用動力蓄電池產品規格尺寸、電動汽車電池箱更換設備通用技術要求、電動汽車用動力蓄電池安全要求等。對于客船、公務船充電而言,對于客船、公務船充電而言,船舶充電系統與接口的全國通用標準及規范也處于缺失狀態。目前所見相關標準僅有江蘇省市場監督管理局 2023 年 10 月頒布,11 月
198、正式實施的內河港口船舶充電站通用技術要求 DB32/T 4567-2023。隨著充電功率的增加,針對充電相關的高壓接口、交直流接口、線路83 散熱以及電池耐受,都亟需國家或區域的統一標準。同時,船舶充電設施與電池管理系統間的通信協議、各設備銜接的一致性測試、傳導充電互操作性測試等保證充電作業安全的相關規范都亟待完善。當前客船及公務船充電主要通過自建的充電設施來進行充能,不同公司運營的充電樁標準也不盡相同。例如:上海市客運輪船有限公司、上海久事蘇州河旅游發展有限公司等公司都分別建設運營自有充電設施,目前僅服務自有船舶(例:浦東供電公司黃浦江游覽游艇電動船電能替代典型示范項目,可為純電動力游船“上
199、海久事”號供電)。而參考發展較為成熟的電動車充電設施,其在充電樁接口相關標準發展較為完善。目前國際上主要有五個充電樁標準,分別是:中國國標 GB/T、CCS1 美標(combo/Type1)、CCS2歐標(combo/Type 2)、日本標準CHAdeMO,同時特斯拉擁有自己獨立的一套充電接口標準。全球范圍內,CCS 和 CHAdeMo 兩種標準的使用較為廣泛,支持車型較多,而中國以國標 GB/T 20234 標準為主。充電接口標準的統一,成為了推進電動車快速推廣的重要因素。(2)配套基礎設施建設標準需完善)配套基礎設施建設標準需完善 電動船大規模推廣應用需要在現有規范標準基礎上,完善充電、換
200、電配套基礎設施建設標準。但是目前國內電動船舶的充電、換電基礎設施的建設與運營的技術要求及規范匹配程度低,目前所見相關標準僅有 2023 年 11 月實施的江蘇省內河港口船舶充電站通用技術要求 DB32/T 4567-2023。不管是以換電模式為主的集裝箱船配套換電站,還是以充電模式為主的客船與公務船充電站,相關設施的建設從規劃到驗收的全過程中沒有形成統一的技術標準和施工規范。在充電設施方面在充電設施方面,受充電電壓電流、電網容量等限制,現有的沿海、沿江、沿河岸電設施基本不能直接對純電動船舶充電,電動船舶充電設施需要新建或者改建。但是對于充電設施的總體布置、供電系統、配電方式、供電方式(超充、普
201、充、慢充)、充電系統設計、監控系統等一系列工程要求都還未有統一84 標準。同時,不同類型的充電式電動船配置的充電設施各不相同,電動船舶充電設施建設也缺乏與電網間的通信協議標準,以保證電網供電的安全性與可靠性。相較而言,目前對于電動車充電基礎設施建設的相關標準規范比較明確,例如電動汽車充電基礎設施技術規范中規定了電動汽車充電樁的分類、技術要求、試驗方法、檢驗規則、標志、說明書等內容。在換電設施方面在換電設施方面,國內的換電式電動船正處于起步階段,在換電設施建設中,換電設施的規劃、選址、設計、建設和行業管理過程規范缺失;在供電配套基礎設施配置上,缺乏對于換電站的關鍵核心部件、技術要求和通用流程進行
202、詳細規范,對快換裝置、通信協議、鎖止機構、數據管理、試驗規則和安全防護等進行分類、規范和要求。從換電設施選址布局到供電配套基礎設施配置的建設以及驗收都缺乏統一參考,因此也尚未建成標準型船用換電站。目前在運營的換電站均為船公司與碼頭合作建設,未形成成熟可推廣的經驗或標準。6.1.2 充換電作業管理規范有待完善充換電作業管理規范有待完善(1)充換電作業標準規范不完善)充換電作業標準規范不完善 電動船舶的充電、換電系統缺乏統一標準,導致系統與設備存在不匹配的問題。而電動船舶進出港口、在港停泊、作業以及充、換電作業的技術標準也需進一步完善。具體而言:在充電作業方面在充電作業方面,目前充電樁維護、充電作
203、業、應急保障等方面的作業規范尚未細化與明確。而碼頭和電網企業還需要更具體的充電規則,需結合電動船舶實際充電要求(如大水位落差補償/潮汐補償),來解決包括高壓充電、低壓充電、散熱等問題。為了保障充電作業的實施,船企只能通過第三方機構獲取相應作業規范。例如;上海輪渡正與充電樁提供方特來電新能源股份有限公司溝通,要求對方提供充電樁維護、充電作業、應急保障等方面的作業規范。同時,向船舶設計方 712 所提出制定電動船在駕駛、航行等運營方面的操作手冊與應急處理規范的要求。此外,當前尚未根據集裝箱船、客船和公務船等不85 同類型船舶的實際充電需求,來制定相應的充電作業規則。例如:對于集裝箱等時間敏感的船型
204、而言,船舶靠港充電要考慮快充需求和充電安全問題,而當前缺少更具體的快充規則與標準。但對于客運或公務船而言,可利用夜間空閑進行充電,并不需要快充。在換電作業方面在換電作業方面,對于箱式電源換電作業的規范也亟需完善。一方面,箱式電源是否要按照?;穪砉芾?,是否需要相應的安全資質,沒有相關部門做出統一界定,因此相應的箱式電源換電作業規范也亟需完善。另一方面,考慮箱式電源的作業安全問題,需要制定具體的作業標準或規范,如港口內堆放的安全距離、操作標準等。同時,箱式電源在使用、拆裝、臨時堆放、充電、運輸等過程中是否按照?;饭芾?,亟需行業主管部門研究界定。例如,在目前的港口作業規范中,鋰電池在港口被劃分為
205、 9 類危險品,但是對于電動船的箱式電源尚未做出針對性界定,若是參照當前標準,就需港口有危險品裝運裝卸作業安全資質,但資質審批十分困難。此外,對于應用箱式電源電動船舶的換電操作試驗也尚未細化;對于箱式電源的振動與沖擊試驗、關鍵部件的機械與電氣壽命、船上使用、岸基吊裝更換、陸上轉運、換電場站充電、存放等作業內容沒有統一規范。(2)電動船員管理規范需完善)電動船員管理規范需完善 考慮到電動船舶充換電作業和管理的實際需求,現有船舶安全配員規則無法直接在電動船舶上實施。電動船舶需要船員擁有管理電動船舶、充換電作業等相關基礎知識,船員需掌握船舶動力電池、電機和電控等相關技術知識。電動船配員方面電動船配員
206、方面,相關標準與技術要求缺失,目前尚未出臺綜合考慮動力電池容量、船舶總噸、船長、推進電機功率、航行時間等因素的電動船舶最低安全配員的標準,這也導致了實際運營中的一些問題產生。例如,現有最低安全配員規則依據船舶總噸或主機功率確定配員,而電動船舶電機推進功率與傳統柴油機主機功率無法等效對照,造成配員計算缺乏標準。電動船舶對于人員86 的要求與傳統船舶不同,例如,相比柴油船舶,電動船的充換電作業需要船員具備相應的管理技能,若按照內河船舶最低安全配員標準進行配員,會出現配員與船舶安全航行不適的情況。同時,電動船舶無柴油機主機和復雜機械裝置,原有輪機員操作技術規范已不適用,而對熟悉電機等電氣設備等電機員
207、有更迫切需求。船員培訓方面船員培訓方面,盡管在培訓政策上交通運輸部海事局已經于 2023 年 9 月發布了交通運輸部海事局關于加強電池動力船舶船員培訓管理有關事項的通知,明確了現階段電動船舶船員培訓的相關要求,但各航運公司還需盡快建立完善相應的培訓制度及培訓要求。例如:上海輪渡正制定培訓計劃,對電動船舶駕駛、充電作業等操作人員進行培訓。此外,內河船員考試中的輪機專業考試科目仍以傳統船舶動力裝置、輪機管理、輪機基礎和實際操作為主,較少涉及船舶電氣、電機控制、動力電池管理等相關科目,在電動船舶航行過程中遇到實際問題,較難發揮專業技能。例如,未受專業培訓的船員在航行過程中可能會出現不熟悉電動船舶的操
208、作和控制;無法在電力系統出現故障時進行故障排除;遇到火災、短路、電擊等緊急情況無法進行妥善的應急處理;無法根據航程、充電站的位置等方面的限制,制定合理的航行計劃等一系列問題。6.1.3 電動舶建造與檢驗規范有待完善電動舶建造與檢驗規范有待完善(1)電動船舶細分檢驗規范需完善)電動船舶細分檢驗規范需完善 船檢規范是關系到船舶航行權與運營的關鍵?,F有電動船舶檢驗指南有待進一步細化,目前難以全面覆蓋目前市場已有的電動船舶各種類型,尤其是對小型內河船舶,尚未形成能夠大范圍內統一推廣的檢驗標準。例如:上海內河約有 1000 多艘垃圾清掃船,均屬于船長 20m 以下的小船。在此類船長 20m 以下的內河船
209、舶電動化過程中,按照 CCS 規范,電池及電池倉配套設施(如通風、消防等裝置)占據較大空間,難以在 20m 以下的內河小船上安裝。因此,當前此類小型電動公務船的大規模推廣亟需細化規范。同時,在電動船舶的設計和87 建造、船上設備的檢驗、各類電動船舶系統的維護等方面,當前的各項規范無法提供全面的指導。另一方面,對于當前電動船設計建造和運營檢驗而言,目前主要通過設備廠家提交的說明、自行試驗驗證以及現場驗船師見證的形式進行檢驗,尚未形成統一標準。例如:高壓箱(柜)系統、高壓箱(柜)布置、鋰電池系統、操作手冊等相關圖紙資料的送審和檢驗等技術要求尚未得到細化;直流配電板、電動機等設備的持證要求還需進一步
210、明確;蓄電池容量系數的取值和電池系統放電倍率設定尚未做到統一規范;電池管理系統(BMS)供電電源的低壓報警等要求也需進一步明確;直流配電系統的控制、監測、保護(短路和過載保護)措施及指示燈等重要配置要求也沒需進一步細化。(2)水上運輸監管制度亟需完善)水上運輸監管制度亟需完善 目前海事部門對電動船舶在水上運輸、通過船閘等方面沒有特殊的監管要求,相關部門對于電動船舶推廣過程中的監管對象、監管內容、監管方式、監管措施、監管程序、違規處理等方面都缺乏具體細化的制度引導。電動船舶與傳統船舶不同,對于不同航道上的通行監管標準還需進一步評估論證,當前缺乏對于電動船舶水上運輸的實際論證評估。而長三角區域也缺
211、少統一的內河電動船舶水上安全運輸安全監管制度,相關部門尚未對不同類型電動船舶進出港口和在港停泊、作業時應當采取的安全保障措施做規定。對比而言,交通運輸部海事局印發的水上交通管制管理辦法中對于傳統船舶水上運輸的管理主體、管制事由、管制時間和水域范圍、管制對象、管制要求等都有明確的規定。88 6.2 運營管理方面運營管理方面 6.2.1 配套基礎設施項目回收期長配套基礎設施項目回收期長(1)充、換電站初期投資大)充、換電站初期投資大 對于充電設施對于充電設施,主要包含變電和配電系統、充電系統、充電站監控系統及基建系統等四個部分,其中外電接入擴容的費用占重要部分。例如,上海輪渡計劃建設的董家渡160
212、0kW充電站,包含4個400kW充電樁,總投資約850萬,其中外電接入擴容費用占一半以上。對于換電設施對于換電設施,除了需要滿足充電配套基礎設施成本投入以外,還需配備一定規模的箱式電源。如采用換電服務模式,單船至少需要配備多個備用電池才能確保航次的銜接,因此要求換電設施要備足服務船舶所需的備用電池。在此基礎上,換電站一方面要考慮電源存儲的場地投資,另一方面增容投資將隨著備用電源充電需求的增加進一步擴大。同時,電池具有一定的衰減率,電池生命周期一般為 8 至 10 年,而作為循環使用的換電電池來說,生命周期更短。因此換電站建設項目總投資成本中,充電配套基礎設施以及備用電池投資為主要部分,導致換電
213、設施建設成本比充電設施成本更高。(2)充、換電站收益困難)充、換電站收益困難 另外值得注意的是,充、換電站的收益隨著電力增容應逐漸增大,但由于各地的電價、地價等都不盡相同,增加了充、換電站實現盈利的難度。換電運營商在電池梯級利用方面的探索目前尚未形成規?;?,也就無法有效增加收益。此外,針對充、換電站投資項目,目前沒有完善的產業鏈支持和產業的整體推動,因此相關投資收益較低。對比電動車充電樁的盈利模式也存在同樣問題,目前充電樁運營商的盈利主要來源于服務費、電力差價和增值服務,其中收取充電電費和服務費是多數運營商的最基本盈利方式,但由于充電樁前期投入成本高、投資回收期長、充電樁使用效率低,所以市面上
214、的充電樁運營企業大部89 分處于虧損狀態。增值服務包括利用廣告等方式開展充電樁保險服務,提供交通工具租賃、維修等服務,但盈利程度一般。6.2.2 充換電商業模式尚未成熟充換電商業模式尚未成熟 充電、換電新能源船舶產業鏈尚不完善。對于客船和公務船而言,目前在運營的充換電站主要為運營企業自建,服務于自有船舶的充換電需求,規模有限。對于集裝箱船而言,主要通過在航線主要碼頭合作設立充換電站,滿足固定航線充換電需求,且并沒有成熟模式。從產業鏈角度來看,雖然長三角目前擁有部分新型動力裝備企業,但總體規模較小,電力推進系統等部分關鍵環節仍然存在短板,尚未形成規?;a業集群以及充、換、儲一體化的商業模式。具體
215、而言:在充電方面在充電方面,成熟的電動船舶充電站建設包括充電設備生產與電能供給,及服務層的充電站點服務運營。然而現有的電動船舶充電多是船舶運營商自建模式,尚未形成成熟的電動船舶充電運營主體與供能補給網絡。對于客船和公務船而言,充電運營服務多是以保證自給自足為目的的非盈利模式,尚未形成商業化運營管理。且這種自建充電模式多依托已有碼頭而建,充電作業將影響碼頭的整體服務能力,導致碼頭積極性不高。即便依托自有碼頭建成了充電站,服務能力也將受限,難以為社會船舶提供公共充電服務。例如:上海輪渡有較為清晰的充電樁建設計劃,采用“集中+分散”模式開展充電樁建設。其中,計劃在董家渡渡口建設集中充電樞紐,服務東金
216、線等上海輪渡南片區航線的電動渡船充電。除董家渡集中式充電站外,其他充電樁按照電動船應用計劃,根據運營航線分散布置在主要碼頭,滿足自有電動船充電需求。但由于碼頭空間資源限制,后續如果繼續建立自有充電樁,也難以在空余時間為社會船舶提供充電服務。同時,目前此類碼頭電費收取也較高(目前在部分碼頭充電費用達1.7-2.6 元/kWh,含充電服務費 1 元/kWh),影響了電動船的推廣與應用。在換電方面在換電方面,從電動船舶補能效率上來講,換電模式要比充電模式在內河90 領域更具推廣優勢,也更適合于電動集裝箱船的推廣。將現有碼頭改造成充換電碼頭,成本相對較小,能夠為部分電動船提供充換電服務,但碼頭是貨物裝
217、卸場所,未來電動船數量提升,單純靠碼頭充換電較難滿足需求。同時,隨著電動集裝箱船的推廣,自營換電方式也很難滿足航運需求。因此備用箱式電源的循環運營在未來將會成為保障電動船舶網絡化運營的關鍵環節。當前,受電動船舶數量以及電池標準的限制,換電運營與當前的充電模式一樣,也尚未形成完善的商業化運營管理模式。當前市場電動船舶換電設施的投建主體多為電動船舶運營商,換電模式運營缺乏電池循環管理運營主體,主要依靠船舶運營商自己協調。例如;太倉協鑫電廠采用車輛運輸進行箱式電源短駁,將滿電狀態的電池作為危險品進行運輸,到達碼頭后,再在碼頭劃定區域堆放。此種方式一方面占用碼頭堆場空間資源,另一方面運作成本較高。相比
218、而言,電動汽車目前充電、換電基礎設施領域的市場化程度較高,商業模式發展成熟。資本市場關注度從起初的能源公司、電力公司等到金融、互聯網、投資等行業,初步形成“互聯網+充電”產業生態,充電樁的應用場景豐富,充電和出行服務聯系緊密。隨著充換電基礎設施市場良性運作和逐步成熟,充換電基礎設施建設運營主體由以運營商為主導逐漸轉變為運營商主導、多主體參與、多方合作的產業推進模式。由原來籠統的公共和專用領域逐漸細分為以車型結構為服務對象的多領域市場結構,同時部分區域根據當地政策扶持重點以及車輛運行模式又進一步細分市場結構,如出租網約的換電領域、充電領域等。由原來單一充電服務費模式逐漸向設備運維服務模式、代運營
219、分成模式、大數據價值挖掘模式、站點增值服務拓展模式等演變。91 6.3 支持政策方面支持政策方面 6.3.1 基礎設施建設補貼力度需增強基礎設施建設補貼力度需增強(1)電動船舶補貼政策需進一步細化)電動船舶補貼政策需進一步細化 電動船舶改造、建造及營運的補貼政策需進一步細化與完善。國家層面對于電動船舶扶持力度有限,能查到的扶持政策僅一條。即 2021 年正式實施的長江保護法第七十三條明文規定,國務院和長江流域縣級以上地方人民政府對長江流域港口、航道和船舶升級改造,液化天然氣動力船舶等清潔能源或者新能源動力船舶建造,港口綠色設計等按照規定給予資金支持或者政策扶持。但這些政策還未得到地方層面的落實
220、?,F行的能夠落實的新能源船舶補貼政策依然停留在對 LNG 動力系統的改造上,而涉及電力推進系統的船舶改造與新建政策尚未提及。由于新建或改造電動船舶的先期投入比較多,在當前的經濟形勢和航運市場環境下,如果沒有政府財政資金補貼的杠桿政策來加以引導和扶持,電動船舶推廣應用十分困難。在新建和改造清潔船舶補貼方面,2015、2016 年財政部先后出臺的對新建和改造 LNG 動力船舶由中央財政資金給予補貼的政策,但還未涉及新建和改造電動船舶的補貼政策。在船舶用電補貼方面,電費在每度 1 元左右,目前沒有爭取到和岸電一樣的補貼政策(目前岸電補貼金額在 0.4-0.7 元/千瓦時不等)。在舊船提前拆解方面,浙
221、江省財政廳、浙江省交通運輸廳已聯合印發浙江省交通碳達峰省級補助資金管理辦法對在 2023 年-2025 年期間對船齡 15 年以上、30 年(含)以下的內河貨船提前拆解的予以補貼。但是實施效果一般,同時長三角區域內也缺少相關細化補貼。相較而言,我國電動車的補貼政策發展已較為完備。在購置補貼方面,2023 年以前購車補貼金額根據不同汽車類型、車輛續航里程有所區別,補貼金額在 5-6 萬元不等。隨著電動汽車普遍推廣,在 2023 年以后對于購買電動車不再給予補貼,但是仍然減免車輛購置稅,減免金額在 1.5-3 萬元左右。在用電補92 貼方面,對于專用、公用充電設施給予年度運營電量補貼,按照 0.1
222、 元/千瓦時的補貼標準,單個充電站點內平均每樁補貼上限小時數為每年不超過 2000 小時,單個換電站點內平均每換電工位補貼上限小時數為每年不超過 3000 小時。另外。對于巡游出租車、中重型卡車等重點應用領域試點應用項目給予一次性 200-400萬元獎勵。對比而言,電動船舶的補貼政策在購置補貼、稅收減免、用電補貼和重點項目補貼方面都有待加強。(2)充電、換電配套基礎設施建設補貼需進一步完善)充電、換電配套基礎設施建設補貼需進一步完善 電動船舶充電、換電配套基礎設施的初期投資大,但是目前尚未出臺國家級、省級、市級財政關于充、換電設施建設補貼的相關政策。而目前電動汽車充、換電配套基礎設施建設通常會
223、獲得不同程度的建設補貼與運營補貼,鼓勵政策較為全面。政策上包含關于加快單位內部電動汽車充電基礎設施建設的通知、關于統籌加快推進停車場與充電基礎設施一體化建設的通知、關于印發的通知等。其建設補貼主要包含兩種方式,一種是按照主要充換電設備投資總額的百分比進行補貼,通常在投資總額的 10%-30%;另一種是按照充換電設備的種類和功率進行補貼,交流充電樁補貼在 60-400元/千瓦,直流充電樁補貼在 300-600元/千瓦,單個充電站或充電樁群的補貼總額最高不超過 75 萬元。同時,運營補貼是政府根據設備售電量給予的運營度電補貼,專用充電設施補貼 0.1-0.15 元/千瓦時,公用充電設施 0.2-0
224、.25 元/千瓦時。單個企業補貼在 1000 萬元以內,單個集卡換電站補貼達 80-100 萬。相較而言,電動船舶充、換電設施無論是在建設階段還是運營階段的補貼都處于空白狀態。6.3.2 規劃發展頂層設計需完善規劃發展頂層設計需完善 電動船舶的推廣與運營,以及充、換電配套基礎設施建設與運營,既需要鼓勵配套基礎設施運營企業與船舶運營企業充分發揮作為供需方的主體作用,又需要統籌規劃,統一布局。從長三角區域來看,缺乏有關電動船舶應用發展93 的行動指南。亟需就電動船舶及其相關配套基礎設施的建設規劃形成具體的行動與推進方案,尤其是充、換電配套基礎設施在三省一市內河航道的規劃與建設布局方案。同時,長三角
225、區域亟需從戰略層面上整合充、換電配套基礎設施產業鏈資源。相較而言,電動車充電樁的產業鏈發展已相對成熟,上游企業為低毛利率充電元器件提供商,中游為充電樁整合制造商、充電樁運營商,下游為電動車車企,整個產業鏈協同共進,實現了產業鏈、創新鏈、資金鏈高效互動。而電動船舶方面,亟需實現產業鏈上下游深層次的協同,構建電動船舶用能供給的產業鏈協同發展框架。6.3.3 優惠扶持政策亟需完善優惠扶持政策亟需完善(1)亟需完善金融扶持政策)亟需完善金融扶持政策 電動船舶配套基礎設施建設缺乏完善的金融扶持政策。國家在關于加快內河船舶綠色智能發展的實施意見中提到有關綠色船舶的金融政策,但是尚未落實到內河充、換電配套基
226、礎設施建設領域?,F有充、換電配套基礎設施建設與電動船舶的推廣缺乏完善的融資保障體系以及保險補償政策。各大金融機構的金融政策也相對缺乏。國家開發銀行、中小商業銀行、政策性融資擔保機構、保險公司和行業組織等都還沒有提供對電動船舶充電、換電設施建設的融資服務。銀行、其他保險機構也尚未出臺針對電動船舶充電、換電配套基礎建設投資方便捷優惠的信貸支持和保險服務。對比而言,目前我國電動汽車產業的金融扶持政策相對完善,涵蓋汽車運維與充電設施建設方法。在汽車運維上,融資模式、保險服務模式與貸款服務模式發展已經相對成熟。融資上主要有預付款即保兌倉融資模式、應收賬款融資模式以及私募股權、產業基金和融資租賃等其他方式
227、。在保險服務方面,2021 年年底,中國保險行業協會發布了“中國保險行業協會新能源汽車商業保險專屬條款的通知”,并且上線了新能源專屬保險產品,純電、混動、燃料電94 池車的新保及續保。在貸款方面,電動車貸款方式多樣,有銀行貸款、廠家貸款、第三方貸款,并且還有相關免息政策。在電動車基礎設施建設方面,2022年國務院常務會議提出“大力推進新能源汽車充電樁建設,納入政策性開發性金融工具支持范圍”。中國建設銀行花都分行針對新能源汽車充電站的實際融資困境,專門設計了“電樁融”專屬貸款產品,給予充電站場一定額度的信用貸款,并以后續場站運營的收費權作為補充質押。而電動船舶配套基礎設施建設缺乏完善的金融扶持體
228、系與政府金融扶持政策。(2)碳交易政策有待進一步完善)碳交易政策有待進一步完善 電動船舶航行屬于零碳無污染的特點在環境保護方面優勢明顯。國內電動船舶在船舶類型、電池容量上躋身世界前列。受電池容量的限制,電動船舶當前主要應用于客船、公務船的運營以及中短途、中小量的集裝箱運輸。因此,內河船舶電動化是實現“雙碳”目標的重要途徑。但是當前落實的內河綠色航運政策里,缺乏針對電動船舶的碳扶持政策。雖然長三角各省市的碳普惠體系已經初步建立,但是仍不夠完善,沒有明確的頂層設計、技術規范、操作規則、業務流程、平臺對接等。同時,各參與主體的權利義務也沒有得到明確規范,減排評估機制和低碳認證體系也有待建立。并且仍缺
229、少針對電動船舶的碳減排政策,尚未將電動船舶充電、換電建設運營產生的碳減排量納入溫室氣體自愿減排交易機制和碳普惠體系。此外,長三角各省市的碳普惠體系沒有形成互聯互通,因此不能做到優勢互補、資源共享,也無法實現規則共建與信息共享。相較而言,電動車的碳減排政策相對完善,電動汽車碳減排試點項目廣泛推行。2022 年北京成功落地了我國首個氫能碳減排項目,該項目通過“碳普惠”的方式完成碳核算和碳交易。2023 年 7 月 12 日,中海市新能源汽車公共數據采集與監測研究中心共同發布“建碳惠行”的試點項目。在基礎設施方面,上海率先開發出電動汽車充電樁碳普惠項目。充電樁企業碳排放配額是指政府根據國家或地區的減
230、排目標,企業可通過申請碳排放配額,獲得一定數量的碳排放95 權利。企業可以用這些權利來彌補其自身的碳排放量,從而達到減排的目的。而電動船舶及其充電、換電設施在節能減排方面具有明顯優勢,卻并無相關的碳減排政策出臺,而各地政府也未將電動船舶及充電、換電設施納入碳普惠體系。6.4 資源保障方面資源保障方面 6.4.1 亟需完善電力供應與保障亟需完善電力供應與保障 目前,區域內電力供應能力以及配套服務能力需要進一步完善。區域內的供電能力、用電需求以及未來用電需求未知,因此無法確定未來電動船舶推廣后,區域電力服務水平是否可以滿足電動船舶充能需求。同時,區域內缺乏電能儲電與充電的能源供應服務機制與保障體系
231、,難以保障充換電站電能的穩定、持續、安全供應。此外,存在電網的儲電效率低,電池配送、存儲、運輸限制及物流配套基礎設施布局問題,以及尚未結合未來電動船舶的推廣需求,對各區域換電模式下的綜合服務能力進行研判的問題。該問題在電動車推廣過程中已經比較明顯,某城市的電動汽車保有量超過百萬輛后,按每輛車充電功率約 34kW 計,日最大充電負荷可達到 300 萬400萬 kW,相當于特大型城市夏季日最大負荷的 1/4 左右。結合我國城市配電網普遍負載率高、設備冗余不足的現狀,必須通過配電網大規模改擴建才可滿足電動汽車規?;l展的需要。因此,電動船規?;茝V后,低壓配電設施將面臨極大的壓力,保障電網可靠運行將
232、面臨較大挑戰。同時,電動船的配電網需要大規模改擴建才可滿足電動船規?;l展的需要。電網的建設往往投入巨大,且需要占用大量土地、通道資源,考慮到目前發達地區電力通道資源已極其緊張,作為一類全新用電負荷,未來電動船規?;l展帶來的配電網擴容改造問題不容小視。此外,電動船未實現電池的集中充電、統一配送,因此也就難以實現電池的科學儲存、合理充電、安全配送,從而不能對電池的安全與質量問題有效的管控,有效提升電池的循環使用壽命,也不利于電池的梯次利用和回96 收。6.4.2 配套用地保障亟需完善配套用地保障亟需完善 當前缺少面向公共服務的充、換電基礎設施規劃與布局。目前,公共服務充電站、換電站的可行選址地
233、點一是有意愿推廣電動船的大型企業的下屬碼頭,二是有場地改擴建專用充(換)電泊位的水上服務區。對于碼頭而言,目前充電站建設主要為企業自主行為,缺乏主管機構的統一規劃建設。由于碼頭空間資源限制,堆場、岸線資源相對緊缺,本身存在協調困難問題,缺乏有關充電、換電設施的用地規劃。以上海浦江游覽公司運營的電動船充電樁為例,建設過程由于設備、管線需要占用綠地、道路等資源,具體建設推進與協調較為困難,亟需針對充電樁建設的規劃并對接各地的控制性詳細規劃,以此保障充電換電設施的順利建設。此外,大部分的碼頭即便建立充電樁,規模也十分有限,難以支撐增長的電動船舶充電服務。此外,在船舶換電方面,尚未專門規劃充、儲電池存
234、放場地。由于港口用地資源緊張以及缺乏危險品運營資質,在目前的多數碼頭的前期規劃中,缺乏對電池存儲用地的預留,也無法堆存充足的備用箱式電源。另一方面,水上服務區用地也難以滿足充電、換電需求。根據前期規劃,尚不具備布設充電站、換電站的空間和陸域條件。相較而言,電動車基礎用地規劃已經逐漸落地。上海市人民政府辦公廳印發關于本市進一步推動充換電基礎設施建設的實施意見,其中提到要加強設施布局統籌協調,一是推動全市充換電設施發展規劃制定。結合上海新能源汽車產業發展規劃、停車場站布局和智慧交通數字化轉型,聚焦城市公共領域、住宅小區、公共服務機構、專用車輛換電等重點領域實際需求,運用大數據分析,提高布局合理性,
235、制定全市充換電設施發展專項規劃,全面推動城市、汽車、充換電設施協同發展。制定五大新城充換電設施專項規劃,強化重點區域充換電基礎設施更高標準建設布局。二是加快公共充換電網絡布局。按照“先樁后車、適度超前,公用設施快充為主、慢充為輔,專用設施快慢并重”的原則,97 完善公共充換電設施布局,適應全市新能源汽車快速發展需求,分區明確設施規模和場站布局,超前布局、重點保障,優先滿足新能源出租車等公共服務需求,有效保障本單位電動汽車充電需求,更好服務市民個性化應急補電需求。因此對于依賴于稀缺岸線資源的電動船舶充換電設施而言,電動船充換電的基礎設施布局依賴于頂層設計的統一規劃與合理布局。6.4.3 運營應急
236、保障亟待完善運營應急保障亟待完善(1)亟待完善電動船舶運營過程中的應急保障措施)亟待完善電動船舶運營過程中的應急保障措施 目前,針對電動船的運營過程中缺乏應急保障措施有待完善。對于電動船舶而言,由于其航行環境的多變和客貨載量的增加,其安全性要求更高,應急保障要求也應更高。其中,電動船鋰電池缺乏細化完善的火災處置方法。鋰電池因熱失控起火后的應急搶險措施與傳統火災不同,當溫度繼續升高到一定值時,反應便不可逆轉,并發生更多的鏈式反應,氣體和熱逐漸累積,一旦內部壓力超過電池的設計壓力,電池會發生爆炸,破裂的碎片和泄漏的電解液遭遇著火源極易燃燒或爆炸。同時,電動船在設計時缺乏針對各種可能發生故障設計針對
237、性的應急方案。作為全船唯一的動力源,在船舶航行和作業時,電池動力系統不僅要提供船舶航程所需的電力,還需要對保障船舶正常航行、船舶安全及冷藏貨物所必需的設備供電。此外,電池動力船舶的設計尚未考慮船舶失電風險,忽視了電池信息獲取,電池狀態估計,在線故障診斷,電池組安全控制及預警,充電控制,電池艙熱檢測及管理等多個環節,缺少對于 BMS 的管控水平的優化,容易產生安全問題。相較而言,電動車的應急保障措施已經逐漸完善。例如工信部發布了2022 年汽車標準化工作要點,提到啟動純電動汽車動力電池安全相關標準修訂工作,國內純電動汽車或將全面普及動力電池熱失控監測及滅火裝置。此外應急保障技術發展也相對成熟。例
238、如電動汽車極氪的技術團隊根據自身業務屬性使用了多種監控系統,例如阿里云應用監控 ARMS、阿里云日志服務 SLS、98 Zabbix、Prometheus、Grafana 和自定義告警集成等,形成了統一告警信息格式、告警等級定義和告警事件的統一管理。為應急事件提供了快速反映的措施保證。(2)充電、換電的安全應急保障亟待完善)充電、換電的安全應急保障亟待完善 電動船在充換電過程中均缺乏完善的應急保障。對于充電而言對于充電而言,由于動力電池容量大,在現有充電倍率下,充電時間較長。即便現在業界一些項目采用了高壓充電、低壓補電方式,對于大容量鋰電池的電量補充(例如大部分集裝箱船的電池),也需要較長的充
239、電時間。在此基礎上,受電芯一致性影響,如果充放電倍率(充放電電流除以電池容量)過大,將加速電池衰減并影響到電池的使用壽命,進而導致充電安全問題。此外,由于船舶充電時,岸上的充電樁需通過移動電纜與船上的充電接駁箱進行接插連接,雖然有充電槍及底座自帶的通信協議(通常對充電電壓、溫度和電流等進行控制),但船舶的移動不能被明確禁止。由于箱式電源能量密度較高,作業過程中的振動及碰撞都有可能引發火災。對于換電而言對于換電而言,碼頭備用電源的需求尚未分析確定,因此難以得到備用電源的存儲管理方法,也就導致不能科學的選擇備用電池的堆放及充電場地。面對這些問題,當前亟需針對性的應急預案。相較而言,電動汽車行業在充
240、電、換電安全保障上,一方面通過設計 BMS 來實時監控電池健康和充電狀態;另一方面是通過對故障案例的前沿模擬和分析,建立有效的診斷方案和預警模型。6.5 關鍵問題推進解決主體關鍵問題推進解決主體 結合上述關鍵問題分析,本節將各主要問題總結如表 4-1。通過表格的梳理,可以清晰看到在破解電動船推廣難題,推進電動船快速發展的過程中,需要企業與政府的共同努力。一方面而言,圍繞標準規范、運營管理、支持政策和資源保障方面,政府均亟需完善相關標準規范,并積極出臺區域性可落地的發展指南。同時,積極完善區域電能供給的相關評估,并完善船舶充換電過程的應99 急保障,為電動船的大規模推廣奠定基礎。另一方面,企業也
241、應積極順應市場的發展趨勢,探索充換電基礎設施運營的商業模式及盈利方式,共同推進電動船的快速發展。100 表表6-1關鍵問題推進表關鍵問題推進表 存在的問題 對推廣的重要性 解決難易程度 推進主體 標準規范 接口規范需完善 很重要 困難 中國船級社、海事局 配套基礎設施建設標準需完善 很重要 簡單 中國船級社、海事局 充換電作業標準規范需完善 很重要 簡單 中國船級社、海事局 電動船員管理規范需完善 很重要 簡單 海事局、交通運輸部 電動船舶細分檢驗規范需完善 很重要 困難 中國船級社、海事局 水上運輸監管制度亟需完善 很重要 簡單 海事局、交通運輸部 運營管理 配套基礎設施項目回收期長 重要
242、困難 財政部、國網、第三方運營商、船公司 亟需探索完善充換電商業模式 重要 困難 交通運輸部、財政部、國網、第三方運營商、船公司 支持政策 電動船舶補貼政策需進一步細化 重要 困難 發改、財政部、工信部、能源局、地方政府 充電、換電設施建設補貼需進一步完善 重要 簡單 發改、財政部、工信部、能源局、地方政府 亟需全國性或區域性發展指南 很重要 困難 發改、海事局、交通運輸部 亟需完善金融扶持政策 重要 困難 銀行、保險、融資機構、工信部、財政部 碳交易政策有待進一步完善 重要 簡單 發改、能源局、生態環境部、地方政府 資源保障 電網供電服務能力需詳細評估 很重要 困難 發改委、工信部、國家電網
243、 配套服務能力有待進一步加強 一般 簡單 發改、財政部、工信部、能源局、地方政府 亟需充電、換電配套基礎設施空間布局 很重要 困難 國家電網、工信部、發改委、海事局 電動船舶運營過程中的應急保障措施 很重要 困難 發改、海事、船公司、電池制造商、交通運輸部、船級社 充電、換電的安全應急保障亟待完善 很重要 簡單 發改、海事、船公司、電池制造商、交通運輸部、船級社 101 第七章第七章 電動汽車配套基礎設施發展過程的經驗借鑒電動汽車配套基礎設施發展過程的經驗借鑒 7.1 電動汽車充換電配套基礎設施發展現狀電動汽車充換電配套基礎設施發展現狀 國內電動汽車市場從 2010 年起步,期間經歷了 201
244、0-2014 年示范區引起的快速起步期、2015-2016 年補貼政策及加速推廣的爆發期、2017-2020 年補貼逐漸退坡、行業出清期。從 2021 年開始,國內電動汽車步入成長期的拐點,政府逐步減少對電動汽車的補貼,產業進入市場驅動階段。未來隨著智能化、電池技術的進一步升級、電動車產品價格的下探,消費者開始享受好產品帶來的技術紅利,產業將進入穩定成長階段。在這一發展過程中,充電、換電等配套基礎設施的建設對保障電動汽車的推廣應用起到了關鍵作用,值得內河電動船舶參考借鑒。7.1.1 電動汽車充電、換電配套基礎設施發展歷程電動汽車充電、換電配套基礎設施發展歷程 我國換電站的發展歷程可以分為萌芽期
245、、整合期以及爆發期三個階段,目前正處于爆發增長階段。2006 年至 2011 年為萌芽階段,該階段產業特征為“換電為主、充電為輔”。由于換電模式效率高,有利于提高消費者對新能源汽車的接受度,尤其是“十城千輛節能與新能源汽車示范推廣應用工程”階段,行業內更關注補能效率,換電模式成為主要補能模式。該階段國家電網牽頭,積極組織電動汽車充換電設施研發及實踐工作,確定了“換電為主、插電為輔、集中充電、統一配送”的運營模式,并在浙江等地建立充換電站示范工程,在乘用車和公交車換電等領域形成了完整的換電技術體系,并進行市場驗證。2012年至2018年為整合階段,該階段產業特征為“充電為主、換電為輔”。由于換電
246、模式投入成本高、當前換電車輛少,并且兼容車型少等缺點,加上標準不完善、企業積極性低等因素,充電模式成為主要補能模式。政策方面,2012 年國務院印發節能與新能源汽車產業發展規劃(2012-2020 年)確立充電102 為主的電動汽車發展方向。此后,示范城市充電設施建設的財政獎勵等政策也相繼發布。市場方面實現充電樁建設和運營規?;l展。2015 年國務院明確2020 年 480 萬臺充電樁的建設目標,民間資本開始大量涌入該行業,緊接著2016 年充電樁新國標實施,行業進入爆發式增長,2018 年充電樁建設達到歷年最高增速。但部分“換電模式”支持者仍然不斷探索,換電模式緩慢發展。2019 年至今為
247、爆發階段,該階段產業特征為“充換電結合”。由于新能源汽車補貼逐步退坡,市場亟需降低整車成本,換電模式所支持的車電分離模式下,消費者購買裸車并租賃電池的商業模式重新成為市場關注熱點。2019 年發改委等三部門發布推動重點消費品更新升級暢通資源循環利用實施方案(2019-2020年)鼓勵企業研制充換電結合的新能源汽車產品。2020年充電樁被納入新基建,迎來新的發展機遇,受到“充電樁下鄉”等多項政策的支持,同時隨著新能源汽車行業的發展充電樁已成社會剛需,因而保有量穩步增長。2021 年,工信部印發關于啟動新能源汽車換電模式應用試點工作的通知納入 13 個換電模式試點城市。換電運營商提高換電站換電效率
248、及車型兼容性,使得換電模式在對補能效率敏感的商用車中快速發展。7.1.2 電動汽車充電配套基礎設施發展現狀電動汽車充電配套基礎設施發展現狀 截至 2022 年底,我國純電動汽車保有量 724.5 萬輛,占新能源汽車總量的81.27%,呈高速增長態勢。全國充電配套基礎設施規模達到 520 萬臺,其中公共充電配套基礎設施增長約 65 萬臺,累計數量達到 180 萬臺;私人充電配套基礎設施增長約 194萬臺,累計數量超過 340萬臺13。超過 40的公共充電裝置是快速充電器(額定功率22kW),新能源汽車保有量與公共充電樁的車樁比約為 5:1。2023 年 1-5 月,充電配套基礎設施增量為 114
249、.7 萬臺,新能源汽車銷量294.0 萬輛,充電配套基礎設施與新能源汽車繼續快速增長。車樁增量比為 2.6:1,充電配套基礎設施建設能夠基本滿足新能源汽車的快速發展。13 數據來源:國家能源局。103 根據國家能源局規劃,2025 年充電配套基礎設施將滿足超過 2000 萬輛電動汽車的充電需求。2022 年,國家發展改革委等部門發布了關于進一步提升電動汽車充電基礎設施服務保障能力的實施意見,要求到 2025 年,充電配套基礎設施滿足超過 2000 萬輛電動汽車和 60-80%的高速公路服務提供快速充電站的需求。近年來,電動汽車充電市場呈現需求增強、電氣化程度提高、制造成本下降及多元化發展態勢。
250、電動車充電設備(Electric Vehicle Supply Equipment,EVSE)的大規模推出速度和規模使 2016 年至 2019 年間快速充電站充電器模塊的制造成本降低了 67。目前各類充電樁運營企業 3000余家。電動汽車充電量持續增長,2022 年全年充電量超過 400 億千瓦時,同比增長 85%以上。在技術層面,小功率交流充電樁是當前公共充電樁運營商布局的重點。由于小功率直流快充有利于車企降本以及整車輕量化,目前已有部分車企和樁企推出小功率直流快充解決方案。超快充能夠有效解決提升充電效率,縮短補能時間,成為車企發力布局的重點領域。對外放電功能適用諸多應用場景,已逐漸成為新
251、能源汽車的標配功能。7.1.3 電動汽車換電配套基礎設施發展現狀電動汽車換電配套基礎設施發展現狀 我國換電站的發展歷程可分為萌芽期、整合期以及爆發期三個階段。近年來,我國電動汽車換電站規??焖贁U大,截至 2022 年底,全國共有 1973 座換電站(不含重卡換電站),業內預測2021-2025年新增換電站數量復合增速有望達 97%。綠電企業、石油企業、換電站運營服務商、整車企業、動力電池企業等在政策利好背景下加快換電站建設布局,國家電投、協鑫能科、中石化以及蔚來分別計劃到 2025 年建設 4000、5000、5000、4000 座換電站。各 OEM(原始設備制造商)陸續開發換電車型并推進換電
252、站建設。作為電動汽車重能量補充模式,電動汽車換電站建設也面臨一系列問題:(1)電池投資高,換電模式一般采用電池租賃模式,給能源供給企業帶104 來較大經濟負擔。(2)換電模式標準體系建設,不同廠商生產的電池和電動汽車等標準不一,對換電網絡換電裝置、充電裝置提出更高的兼容性要求。(3)換電網絡建設投資要求較高,其中集中型充電站用電用量較大,電池配送站需要密集布置以提高換電的便捷性,電池物流系統的建設和運行帶來額外的成本。(4)在換電網絡運營過程中,涉及到電池充電、電池調配、物流配送等諸多環節,而且各環節密切相關、相互牽制,涉及變量眾多,其優化運行極為復雜。此外,由于電動汽車電能補充的隨機性、無序
253、性,直接影響換電網絡中電池配送站的配置和運行,并導致電池物流系統的配置規模和調度計劃的復雜程度驟增,進而增加了集中型充電站的配置和運行計劃的制定難度,可能給多能源系統帶來供能可靠性和供能質量的惡化、增加多能源系統運行優化控制難度等多方面的負面影響。7.2 電動車配套基礎設施發展的經驗借鑒電動車配套基礎設施發展的經驗借鑒 7.2.1 良好的頂層設計良好的頂層設計 國家政策引導優化,更加注重精細化管理、傾向性獎補和安全監管,加快提升服務保障能力。2015 年以來,國家出臺多項新能源汽車充電樁相關政策,覆蓋范圍包括補貼、配套基礎設施、宏觀統籌、技術研發等多個方面,形成較完整的政策框架體系,表 5-1
254、 為部分相關政策措施。2020 年 5 月國務院發布2020 年政府工作報告,將充電配套基礎設施正式被納入七大“新基建”產業之一,在穩增長主線下,加速其建設節奏。2022 年 1 月,國家發展改革委、國家能源局等聯合印發國家發展改革委等部門關于進一步提升電動汽車充電配套基礎設施服務保障能力的實施意見,提出鼓勵推廣智能有序充電,加快車網互動技術創新、實驗測試與標準化體系建設,鼓勵新技術新模式發展,明確要求形成適度超前、布局均衡、智能高效105 的充電配套基礎設施體系。2023 年 6 月,關于進一步構建高質量充電基礎設施體系的指導意見提出,到 2030 年,基本建成覆蓋廣泛、規模適度、結構合理、
255、功能完善的高質量充電配套基礎設施體系,有力支撐新能源汽車產業發展,有效滿足人民群眾出行充電需求。表 5-1 電動汽車充換電配套基礎設施政策(選摘)出臺年份出臺年份 政策名稱政策名稱 印發部門 2016 電動汽車充電基礎設施發展指南 國家發改委、國家能源局等 2016 關于“十三五”新能源汽車充電設施獎勵政策及加強新能源汽車推廣應用的通知 財政部等 2016 電動汽車充電基礎設施接口新國標實施方案 國家發改委、國家能源局等 2016 關于統籌加快推進停車場與充電基礎設施一體化建設的通知 國家發改委等 2018 關于引發的通知 國家發改委、國家能源局等 2022 關于進一步提升電動汽車充電基礎設施
256、服務保障能力的實施意見 國家發改委、國家能源局等 2023 關于進一步構建高質量充電基礎設施體系的指導意見 國務院辦公廳 7.2.2 強有力的政府推動強有力的政府推動 在良好的頂層設計下,電動汽車充電、換電配套基礎設施行業的技術與標準更加先進,市場趨向良性運營,通過更多創新驅動高質量發展。初期由于新能源汽車發展路線尚不明確,充電配套基礎設施建設方面各利益主體存在博弈,106 充電與換電模式為爭議焦點。在此期間充電站建設工作主要由國家電網承擔,未允許社會資本準入。該階段由于新能源汽車剛普及,充電配套基礎設施保有量較低。2014 年國家電網宣布全面放開分布式電源并網工程與電動汽車充換電設施市場,民
257、間資本介入,充電樁保有量大量增加。2020 年國家層面出臺政策,將充電設施納入新基建,在設施規模、充換電技術、標準體系、產業生態等方面取得顯著成效。7.2.3 不斷演進的商業模式不斷演進的商業模式 電動汽車充電、換電基礎設施領域的市場關注度較高,商業模式多樣,盈利方式豐富。隨著各項政策出臺,國家重視程度加大,資本市場關注度從起初的能源公司、電力公司等到金融、互聯網、投資等行業,初步形成“互聯網+充電”產業生態,充電樁的應用場景豐富,充電和出行服務聯系緊密。我國電動汽車充換電基礎設施建設呈現參與主體多樣化,市場領域更加細分,和收入來源多渠道化等趨勢。目前主流商業模式為運營商主導、車企主導、第三方
258、充電服務平臺主導。運營商主導模式為現階段市場主要運營模式,收入來源較單一,當前由少量頭部運營商主導這一模式下的充電樁市場。車企主導模式主要適用于較為成熟的電動汽車企業當中,用于給車主提供更優質的充電體驗,對資金和用戶數量有較高要求,主要有車企自建樁與合作建樁兩種建設方案。在第三方充電服務平臺主導模式下,充電平臺一般不直接參與充電樁的投資建設,通過自身資源整合能力將各大運營商的充電樁接入自家 SaaS 平臺,以智能管理為依托提供商業價值,多為輕資產運營。隨著充換電基礎設施市場良性運作和逐步成熟,充換電基礎設施建設運營主體由以運營商為主導逐漸轉變為運營商主導、多主體參與、多方合作的產業推進模式。由
259、原來籠統的公共和專用領域逐漸細分為以車型結構為服務對象的多領域市場結構,同時部分區域根據當地政策扶持重點以及車輛運行模式又進一步細分市場結構,如出租網約的換電領域、充電領域等。由原來單一充電服務費模式逐漸向設備運維服務模式、代運營分成107 模式、大數據價值挖掘模式、站點增值服務拓展模式等演變。7.2.4 不斷完善的標準規范體系不斷完善的標準規范體系 經過多年發展,電動汽車充電設施標準體系初步建成,并正在指標細化、新型技術、消防安全、運營管理、碳足跡等方面完善標準規范。目前我國有關充換電配套基礎設施的國家標準、行業標準、地方標準以及企業標準主要涵蓋了充換電設備技術條件、充電接口及通信協議、充電
260、計量裝置、充換電站布局建設等各個方面,明確了充電設施安全的基本要求,為設施安全奠定了基礎。目前新能源汽車配套基礎設施行業已有硬件的國標和協議性的國標,在北京、上海、山東、貴州、天津、吉林等地推出地方標準,對電動汽車充電配套基礎設施的規劃設計、通用技術、施工驗收、運營管理、消防安全、應急防雷等做出規范。同時,根據行業發展與市場需求,國家及地方正積極推進充電接口互操作性檢測、充電服務平臺間數據交換等標準的制修訂工作,實現充電標準統一。開展充電設施設置場所消防等安全技術措施研究,及時制修訂相關標準。完善充電配套基礎設施計量、計費、結算等運營服務管理規范。制修訂充電設施關鍵設備及關鍵元器件標準,增加設
261、備智能化、放電功能、能效指標等要求;制定充電設備全生命周期碳足跡計算標準;完善材料的回收制度和標準;制定充電服務身份認證標準、互動電量認證標準;完善車網互動系列標準,制定充電服務與電網通信協議標準;制定國家充換電項目建設規范,強化安全約束。7.2.5 不斷完善的應急保障體系不斷完善的應急保障體系 電動汽車的車用電池運輸的應用場景一般為換電站,通過建設換電安防系統、消防系統、緊急預案、消防預案、防汛預案等,全方位布設電動汽車充換電站應急保障體系。構建廣域面向企業、配電網實時測控的行業運中心,實現大規模用戶充換電站接入,實施高可靠性的遠程實施集中監控與運行管理,實108 現企業精細化站端安全系統管
262、理,實現充換電站安全防護、預設告警、一線采集與一線快速響應的成熟系統。設立安防系統下的安全責任管理制度,保障充換電站內人員、車輛、電站及電池設備的安全。通過系統動態數據聯動,對接站內消防設施實施精準確認問題。分場景制定不同現場應急處置預案,針對人身傷亡事故、火災爆炸事故、觸電事故、突發惡劣天氣及相應注意事項制定具體規則和標準流程。通過在電池儲運各環節通過在運輸過程設置軌跡監控、煙霧報警、溫度預警等,做好過程風險預測。通過提高高抗震電池性能、動態視覺識別、大功率浮動連接等換電功能。配備數字化智能化服務,提供電動車輛、電池銀行、充換電站三位一體的云監控調度平臺服務,支持移動端電價預覽、路徑導航、掃
263、碼換電、在線結算等功能。109 第八章第八章 發展目標與思路發展目標與思路 8.1 發展目標發展目標 推動形成內河電動船舶發展頂層設計方案,爭取突破制約電動船舶發展的政策與制度瓶頸,完善電動船舶相關標準和法規體系,形成布局合理、功能健全的內河電動船舶配套基礎設施,打造一批長三角電動船舶示范航線和示范基地,催生一批電動船舶突破性關鍵技術,帶動電動船舶相關產業高質量發展。具體發展目標如下。8.1.1 近期目標近期目標 到到2025年,年,推動出臺長三角內河電動船舶發展支持政策,構建電動船舶發展協調工作機制,形成良性的電動船舶及配套基礎設施建設與運營激勵機制,突破當前制約電動船舶發展的若干制度性障礙
264、。完善船舶應用電池動力規范,形成船、岸協調統一的技術標準與法規體系。打造若干條電動船試點示范航線,配套建設充電樁約 100 套,其中,上海新建充電樁 8 套,江蘇新建充電樁 25 套,浙江新建充電樁 46 套,安徽新建充電樁 19 套;換電站配套箱式電源約 120組左右,其中,上海配套箱式電源 12組,江蘇配套箱式電源 60組,浙江配套箱式電源 16 組,安徽配套箱式電源 32 組。8.1.2 中期目標中期目標 到到2030年,年,長三角新建客船、公務船、集裝箱船等船型電動化試點穩步推進,制定并完善電動船舶監管與應急保障制度,電動船舶充電、換電及相關技術標準持續完善,制定箱式電源運輸、堆放、裝
265、卸、檢查等操作標準與規范。完成長三角內河電動船舶充電、換電配套基礎設施布局研究,推動三省一市出臺政策,支持開展電動船舶充電、換電配套基礎設施建設,配套建設充電樁約500 套,其中,上海新建充電樁 49 套,江蘇新建充電樁 147 套,浙江新建充電110 樁 228套,安徽新建充電樁 105套;換電站配套箱式電源約 150組,其中,上海配套箱式電源 32 組,江蘇配套箱式電源 64 組,浙江配套箱式電源 16 組,安徽配套箱式電源 32 組。8.1.3 遠期目標遠期目標 到到2035年,年,長三角內河船舶電動化取得顯著成效,老舊船舶更新速度加快,新建公務船、客船、集裝箱船電動化比例顯著提高,電動
266、船舶產業穩步發展,產業規模效應初步顯現,電動船舶建造與使用成本穩步下降,電動船舶優勢得到充分發揮。電動船舶及其充電、換電設施的相關標準、法規體系進一步完善。配套建設充電樁約 1000 套,其中,上海新建充電樁 102 套,江蘇新建充電樁313 套,浙江新建充電樁 453 套,安徽新建充電樁 242 套;換電站配套箱式電源約 200組,其中,上海配套箱式電源 64組,江蘇配套箱式電源 72組,浙江配套箱式電源 20 組,安徽配套箱式電源 32 組。長三角內河沿線充電、換電等相關配套體系基本形成,電動船舶安全監管與應急保障水平進一步提升,電動船舶充電、換電作業安全、便捷、高效。8.2 基本思路基本
267、思路 充電設施建設發展方面。充電設施建設發展方面。三省一市根據各地電動客船、電動公務船等電動船運營主體的充電設施建設需求,提供多方位支持。在用地方面,加快用地審批和工程建設審批效率,支持電動船運營主體在自有碼頭新建、改建充電設施。在電力保障方面,積極響應電動船運營主體面臨的用電需求和面臨問題,協調能源、電力、交通等部門或單位予以妥善解決。在財政支持方面,依據充電設施的充電功率、充電樁套數等指標,給予一定比例的資金補貼。在公共充電設施建設方面,結合各地水上服務區、公共碼頭空間資源情況,推進公共充電設施建設。積極推動電動船充電技術規范和設施工程技術標準制定,推動電動船充電操作、應急保障規范制定。1
268、11 換電設施建設發展方面。換電設施建設發展方面。配合電動集裝箱船發展需求,基于電動集裝箱航線特征和運營特點,建立三省一市換電設施規劃建設協調機制,開展三省一市公共換電站科學布局規劃。在用地方面,摸清長三角內河水上服務區、公共碼頭和岸線其他空間資源,論證新建、改造公共換電設施的可行性,支持港口企業利用自有碼頭建設換電站或與電動集裝箱船運營企業、電力企業等合作建設換電站,提高用地審批和工程建設審批效率。在電力保障方面,協調能源、電力、交通等部門,滿足換電站大功率電力需求。在財政支持方面,針對換電站投資成本高等特點,根據換電站規模給予一定比例的資金補貼。推動換電技術規范和換電站設施工程技術標準制定
269、,推動換電操作、應急保障規范制定。112 第九章第九章 對策建議對策建議 9.1 建立并完善內河電動船舶充電、換電標準規范建立并完善內河電動船舶充電、換電標準規范 完善的充電、換電設施是電動船有效開展運營的基礎,充電站、換電站造價昂貴,建設投入大,一旦建成,后期改建或技術調整難度大、成本高。我國內河電動船規?;l展初期,建立完善的充電、換電標準體系,能夠起到良好的規范作用,防止出現諸如由于充電、換電技術不統一帶來的設備不通用、重復投資及資源浪費等問題。建議內河航運主管部門盡快組織協調相關部門研究出臺電動船充電、換電標準,支持內河電動船健康發展。9.1.1 建立充電、換電標準規范體系建立充電、換
270、電標準規范體系(1)建立內河電動船舶充電、換電技術規范)建立內河電動船舶充電、換電技術規范 建議由交通運輸部牽頭,組織長三角內河航運主管部門、能源管理部門、電網公司、船級社、船舶設計院、電池生產商等部門和企業,參考電動汽車充電、換電技術標準發展經驗,借鑒電動汽車充電系統相關標準,如電動汽車傳導充電系統(GB/T 18487.1-2015)、電動汽車傳導充電用連接裝置(GB/T 20234.1-2015)、電動汽車非車載傳導式充電機與電池管理系統之間的通信協議(GB/T 27930-2015)、電動汽車非車載傳導式充電機與電池管理系統之間的通信協議一致性測試(GBT 34658-2017)等,結
271、合電動客船、電動公務船充電要求,如大水位落差補償/潮汐補償、電纜管理等,編制電動船舶充電系統、充電電力、充電接口標準,解決電動船舶充電系統與設備缺乏統一標準等問題。在換電方面,電動船舶換電行業發展的內在驅動力在于箱式電源的標準化,只有在標準化的前提下才能帶來更多的換電需求,支撐換電站規?;l展。在CCS船舶應用電池動力規范第7章“船舶應用箱式電源的補充規定”的基礎上,借鑒電動汽車換電安全要求(GB/T 40032-2021),制定電動集裝箱船換電113 系統標準,細化應用箱式電源電動船舶的換電操作試驗,細化箱式電源的振動與沖擊試驗、接口形式、關鍵部件的機械與電氣壽命、船上使用、岸基吊裝更換、陸
272、上轉運、換電場站充電、存放等內容,解決不同生產商生產的箱式電源在兼容性與安全性等方面的主要問題。(2)建立充電、換電設施工程技術標準)建立充電、換電設施工程技術標準 內河電動船舶充電系統的陸域部分主要包括進線電源電纜、變配電、出線電纜、岸基船舶充電接電箱等部分,借鑒碼頭船舶岸電設施工程技術標準(GB/T 51305-2018)、電動汽車充電站設計規范(GB 50966-2014)建立充電設施工程技術標準,對充電設施的總體布置、供電系統、配電方式、供電方式(普充、快充和超充)、充電系統設計、監控系統等進行規范,解決新建、改建和擴建的電動船舶充電設施面臨的標準缺失等問題。建議由交通運輸部牽頭,組織
273、長三角內河航運主管部門、能源管理部門、電網公司、船級社、船舶設計院、電池生產商等部門和企業,形成長三角一體化的換電場站與設施工程技術標準,借鑒電動汽車充換電設施工程施工和竣工驗收規范標準(暫行)(NB/T 33004-2020),對換電設施選址、總體布置、功能布局、吊裝設施等內容進行規范,對換電站新建、擴建和改建中的供電系統、充電系統、電池更換系統、監控系統、土建及其他配套基礎設施的工程施工和竣工驗收進行規范,明確換電站竣工驗收的申請資料和技術文件,細化換電站的技術要求、通用流程、快換裝置、通信協議、鎖止機構、數據管理、試驗規則和安全防護等內容,解決電動船舶換電設施技術標準和施工標準缺乏等問題
274、。9.1.2 細化內河電動船舶設計、建造與檢驗規范細化內河電動船舶設計、建造與檢驗規范(1)完善設計、建造與檢驗的技術細則)完善設計、建造與檢驗的技術細則 交通運輸部海事局發布的電池動力船舶檢查指南對國內航行海船法114 定檢驗技術規則(2022 年修改通報)中“船舶使用鋰離子動力電池的附加要求”、內河船舶法定檢驗技術規則 2019中“應用磷酸鐵鋰電池船舶的特殊要求”,以及沿海小型船舶檢驗技術規則(2016)、內河小型船舶檢驗技術規則(2016)、公務船技術規則(2020)等技術法規中涉及電池動力的部分內容進行了梳理,融入了電動船原理研究和檢查實踐經驗,對電動船檢查和安全監督提供了有效指導。C
275、CS 通過對純電池動力船舶檢驗指南(2019)使用反饋情況和行業新技術及實船應用案例分析結合,出臺了船舶應用電池動力規范,有效指導了我國內河電動船設計、建造與檢驗。由于電動船行業正處于快速發展階段,新技術、新場景、新模式不斷涌現,對相關標準規范的更新換代提出了更高要求。建議交通運輸部海事局、CCS 等相關部門在鋼質內河船建造規范、內河小型船舶檢驗技術規則、電池動力船舶檢查指南、船舶應用電池動力規范等標準、規范的基礎上,細化高壓箱(柜)系統、高壓箱(柜)布置、鋰電池系統、操作手冊等相關圖紙資料的送審和檢驗技術要求,細化直流配電板、電動機等設備的持證要求,細化蓄電池容量系數的取值和電池系統放電倍率
276、設定的要求,明確電池管理系統(BMS)供電電源的低壓報警等要求,細化直流配電系統的控制、監測、保護(短路和過載保護)措施及指示燈等重要配置要求,對內河電動船舶的設計、建造和檢驗提供更加全面的指導。(2)針對船長小于)針對船長小于20m的船舶電動化需求,出臺有針對性的設計、建造的船舶電動化需求,出臺有針對性的設計、建造與檢驗規范與檢驗規范 船長小于 20m 的內河船舶船型多樣、數量可觀,由于船長較短,對動力電池容量需求較小,電動化成本較低,電動化需求較大。例如,上海黃浦江、蘇州河等內河保潔船,目前均采用柴油機作為動力,噪聲、污染較為嚴重,船舶運營方有較強的電動化意愿。然而,對于船長小于 20 米
277、的內河小型純電池動力船舶,因其船舶尺度較小、布置空間受限,內河小型船舶檢驗技術規則在115 純電池動力船舶方面技術要求較為粗線條,在設計、建造與檢驗時存在諸多不明確處;而 CCS船舶應用電池動力規范在對動力電池和電池艙的空間布置方面較少考慮小船的實際情況,導致船長小于 20m 的電動船舶難以滿足 CCS 規范要求。建議借鑒浙江成功探索,在浙江省船舶檢驗中心2023出臺的內河純電池動力船舶檢驗指南(ZJ)的地方性檢驗指南的基礎上,進一步完善船長小于20m 的電動船舶檢驗規范,并將其推廣至長三角乃至全國,指導船長小于 20m的內河電動船舶檢驗。9.1.3 完善內河電動船舶最低安全配員標準完善內河電
278、動船舶最低安全配員標準(1)調整內河電動船舶最低安全配員一般標準)調整內河電動船舶最低安全配員一般標準 我國內河船舶最低安全配員標準按照主機總功率或船舶總噸對輪機部進行配員,例如,對主機總功率在 500 千瓦及以上的內河一般船舶(指除客船類、液貨船類之外的船舶),規定輪機長1人、大管輪或二管輪或三管輪1人;對客船類船舶,主機總功率在 500 千瓦及以上需配輪機長 1 人、大管輪或二管輪或三管輪 1 人、普通船員 1 人。部分省級地方海事局、直屬海事局轄區也有相應的最低安全標準,例如,上海地區有未滿總噸位 600 內河公務船最低安全配員標準,浙江省有內河小型船舶最低安全配員標準,但均以主機功率或
279、船舶總噸對輪機部進行配員。純電動船舶無柴油機主機,用于推進的電動機功率與內河船舶最低安全配員標準中的柴油機主機功率不能等效對照,若按照內河船舶最低安全配員標準進行配員,會出現配員與船舶安全航行不適情況。對純電動船舶,建議綜合考慮動力電池容量、船舶總噸、船長、推進電機功率、航行時間等因素,制定科學合理的最低安全標準。例如,對內河一般電動船舶,可出臺以動力電池容量為主要標準、以總噸為輔助參考的最低安全配員標準;對內河電動客船,可出臺以動力電池容量為主要標準、以載客量或船116 長為輔助參考的最低安全配員標準。(2)調整內河電動船舶輪機部配員)調整內河電動船舶輪機部配員 傳統柴油機動力內河船舶的輪機
280、員雖然掌握諸如船電管理操作基礎知識、船用馬達基礎知識、電路識圖和船電自動化等部分電氣知識,但與管理電動船舶動力電池、電機和電控所要求具備的知識技能相比仍有明顯不足。內河船員考試中的輪機專業考試科目仍以傳統船舶動力裝置、輪機管理、輪機基礎和實際操作為主,較少涉及船舶電氣、電機控制、動力電池管理等相關科目,在電動船舶航行過程中遇到實際問題,較難發揮專業技能。電動船舶無柴油機主機和復雜機械裝置,輪機部可調整為電機部,調整對輪機長、大管輪、二管輪、三管輪和輪機員的任職要求,調整內河船員輪機專業考試科目和培訓體系,或將輪機員調整為電子電氣員,調整電子電氣員適任考試要求和培訓體系,增加對電動船充換電作業、
281、電池安全管理等方面的技能培訓考核,解決當前內河電動船舶輪機部配員與實際需求不匹配現象。9.2 強化充電、換電設施建設運營激勵手段應用強化充電、換電設施建設運營激勵手段應用 電動船充電、換電設施處于建設起步階段,投資模式較為單一,盈利方式不夠豐富,目前投入使用的充電設施大多數為企業自建自用,未形成成熟的成本回收模式,尚未產生類似電動汽車領域充換電設施的規模效應。電動船充電、換電設施建設初期投資成本高,外電接入擴容、電力設備設施、換電站的備用箱式電源、場地改造等投入較高,因此,電動船充電、換電設施建設需要政府、社會等多方面資源傾斜。9.2.1 加強充電、換電設施建設與運營財政支持與用地保障加強充電
282、、換電設施建設與運營財政支持與用地保障(1)強化財政支持)強化財政支持 在充電設施建設方面,由于采用充電方式的船舶較多在本地運營,建議長117 三角三省一市結合各地電動船舶結構特點,將電動客船、電動公務船等船舶的充電設施建設納入節能減排專項資金或其他財政支持,按照充電設施的功率大小,對設備購置、設施建設提供一定比例補貼,解決當前充電設施建設成本高企、運營主體建設積極性不高等問題。在換電設施建設方面,由于采用換電方式的船舶多在長三角區域內跨地市運營,建議三省一市在上海組合港等部門協調,聯合交通運輸部門、自然資源部門、水利部門、海事部門等相關單位,出臺長三角內河電動船舶換電站建設實施方案,積極爭取
283、國家財政資金支持電動船舶換電站建設,三省一市針對管轄區域內的換電設施,基于建設規模給予配套財政資金支持。強化電動船舶充電和箱式電源用電補貼措施。電動船用電價格直接影響使用經濟性,電價高低直接關系到航運公司能否維持正常運營?,F行充電價格過高,1 元/kWh 已經是較低的電價,部分電動船用電價格甚至超過了 2 元/kWh,直接拉升了運營成本,導致電動船運營成本甚至高于柴油船。建議電動船充電電價參照岸電用電價格,在現有岸電用電財政補貼基礎上,進一步完善電動船舶用電補貼政策,出臺電動船舶用電補貼標準,鼓勵運營主體使用電動船舶,發揮電動船舶運營成本優勢和減排降碳優勢。(2)完善電力與用地保障)完善電力與
284、用地保障 電動船充電功率需求大,充電、換電設施建設不可避免面臨電力擴容問題,發展改革、能源部門應支持電網企業提升電動船充電設施建設過程中的“獲得電力”服務水平,加強配套電網建設,做好電網規劃與電動船舶充電、換電設施規劃的銜接,預留高壓、大功率充電、換電保障能力,為電動船舶充電、換電運營企業提供契約式服務,解決充電、換電需求與電力供應的匹配問題。推動電力供應商推廣應用新型輸電網絡和技術,推動電力供應商高效落實電動船舶換電設施的電力擴容,解決電動船舶發展帶來的用電需求不斷增加問題。此外,針對長三角內河航道岸線資源緊張、碼頭作業能力飽和等問題,建118 議內河航運主管部門、自然資源部門組織電力等部門
285、,開展充電、換電設施選址可行性研究,加強對充電、換電設施配套建設用地、廊道空間等資源的保障力度,支持有條件的內河港口碼頭、水上服務區提供充電、換電站場地資源,鼓勵港口、航運企業或其他相關主體在港口、碼頭建設換電站,加大工程建設協調推進力度,提高充電、換電站在用地審批、施工建設審批等審批環節的效率。強化電動船舶充電、換電技術創新,推進無線充電、自動無人充電等新技術研發,支持發展水上換電站和專用換電船,探索構建水上專業換電船運輸系統,構建由水上專業換電船、換電站共同組成的長三角內河換電系統。9.2.2 強化金融工具支持強化金融工具支持(1)構建市場化多元融資體系)構建市場化多元融資體系 在長三角三
286、省一市綠色金融政策基礎上,進一步拓展對電動船舶的金融支持。引導國家開發銀行、中小商業銀行、政策性融資擔保機構、保險公司和行業組織等增加對電動船舶充電、換電設施建設的融資服務支持,為電動船舶充電、換電設施建設提供金融服務,構建市場化多元融資體系。加大綠色信貸和保險資金支持力度,鼓勵銀行、保險機構對接電動船舶充電、換電建設投資方,提供便捷優惠的信貸支持和保險服務。支持地方法人金融機構發行綠色金融債券,募集資金專項用于發放電動船舶充電、換電設施建設項目貸款。爭取碳減排專項貨幣政策工具落地并在電動船舶領域展開應用,將金融機構的碳足跡與再貸款再貼現等政策工具的使用掛鉤,鼓勵金融機構將更多金融資源投向電動
287、船舶相關應用等低碳、減碳領域。(2)納入碳減排普惠項目)納入碳減排普惠項目 借鑒中國核證自愿減排量(CCER)機制和上海市碳普惠機制建設工作方案的碳普惠體系設計,考慮將電動船舶充電、換電建設運營產生的碳減排119 量納入溫室氣體自愿減排交易機制和上海碳普惠體系,促進完善碳普惠制度和平臺,適時向長三角及長三角以外地區拓展,以電動船舶充電、換電設施建設運營項目帶動長三角碳普惠政策體系互聯互通。9.2.3 支持商業模式創新支持商業模式創新(1)支持充電設施運營方向社會開放服務)支持充電設施運營方向社會開放服務 長三角已有充電設施基本建設在電動船舶運營方的自有碼頭,為自有電動船舶提供充電服務,限于充電
288、設施的服務能力,極少面向社會開放。隨著電動船舶數量的增長,充電設施運營企業可以充分利用碼頭的充電設施資源,為社會提供電動船舶充電服務,通過收取充電服務費獲取收益,此外,可提供以大數據挖掘為基礎的增值服務,提高單樁利用率,不斷完善運營模式。同時,整合水上服務區、公共港口碼頭等公共資源,通過政府與社會資本合作等方式培育市場主體,引入社會資本建設運營充電配套基礎設施和智能服務平臺,利用融資租賃、特許經營權質押等融資模式,借鑒合同能源管理等業務模式,推進商業模式創新。(2)探索充電、換電設施盈利模式)探索充電、換電設施盈利模式 無論是充電站或者換電站,其投資新建的成本都非常高,靠企業自身對于部分企業資
289、金壓力過大。例如,對于新建充電站而言,其成本除了充電設備以外,還包括了場地、電網擴容等。投資建設 4 個 400kW 的充電樁,總容量1600kW 的充電站成本在 860 萬以上(上海輪渡提供數據),單位 kW 的成本在5000 元左右(超充電站的成本則更高)。而換電站的成本相對則更高,其成本除了上述的成本外,配置的箱式電源的固定成本很高(往往一個 1500kwh 箱式電池的成本投入就達到 300 萬以上)。為此,為滿足電動船舶的高效運營,需設計多種不同的商業模式:船電一體化商業模式:船電一體化指船舶本身與電池組為一體,在實際運120 營過程中不進行更換(除維修維護以外)。船電一體化商業模式適
290、用于運營主體規模較大的、運行范圍相對固定、且充電時間相對充裕的客船,如輪渡船、公務船等。然而,其船舶制造過程中所需的成本相對較高,且往往投資自建充電樁,對企業資金投入要求較高。電動船運營企業可通過提高運輸價格等方式覆蓋船舶投資和充電樁投資產生的額外成本。例如,電動觀光船、游覽船、輪渡船等客船可適當提高票價,游客通常也愿意為電動船帶來的靜謐、舒適體驗買單。船電分離商業模式:船電分離是指船舶和電池在制造或運營過程中不是一一對應的,船舶可以匹配電池銀行中的適配電池組。在此模式下,船東在船舶制造階段即可不配置電池組,大大降低了電動船的制造成本。港口、地方政府、電廠、或者其他企業可以單獨或者聯合組建電池
291、銀行,并提供換電服務(船東自身也可以參與),收益共享、風險共擔,非常適合在船舶電動化的推廣和發展初期進行應用。當前,如何進行更深入的協同機制和利益共享機制也是該模式下需要考慮的一個重要方面。(3)支持第三方專業換電服務發展)支持第三方專業換電服務發展 換電模式成本高,投資大,企業要面對較高的財務壓力,目前換電行業運營商傾向于通過自研,采用規?;倪\營場景,實現換電設備降本,然而由于其重資產的特性,在電池和土地等方面,換電站所需的最低初始投資額依舊龐大。借鑒電動汽車領域的發展經驗,支持“船電分離”、電池租賃模式發展,鼓勵港口、電力供應部門、航運企業、船舶建造商、電池制造商、電動船舶服務商及其他專
292、業服務商成立動力電池第三方運營平臺公司,鼓勵第三方投資主體參與換電站建設,支持專業第三方動力電池換電服務商開展船舶動力電池租賃,探索動力電池的運維、管理、服務模式,探索動力電池共享模式,培育動力電池租賃市場。9.3 優化我國內河電動船發展政策環境優化我國內河電動船發展政策環境 121 我內河電動船行業呈現出“自下而上”的發展模式,電動船運營成本低等優勢得到了市場的認可,電動船的發展也由市場艱難推動,政策層面對電動船的發展路徑不清晰,仍持觀望或被動適應態度,政策環境不夠明朗,間接制約了電動船行業發展速度。盡管交通運輸部長航局和部分地方政府開展了長江干線航道和其他內河航道的船舶電動化推廣應用政策研
293、究,但距離政策落地還有很長一段路要走,政策覆蓋面也較為有限。建議長三角加強電動船政策研究和政策出臺力度,盡快出臺區域內電動船發展規劃和實施細則,推動電動船及充電、換電配套設施在區域內快速發展。9.3.1 加強電動船及其充電、換電配套基礎設施發展頂層政策設計加強電動船及其充電、換電配套基礎設施發展頂層政策設計(1)研究出臺電動船舶充電、換電配套基礎設施發展指南)研究出臺電動船舶充電、換電配套基礎設施發展指南 可參考借鑒電動汽車發展經驗,爭取由長三角一體化發展領導小組組織牽頭,將電動船充電、換電配套設施建設納入長三角能源規劃或生態環境保護規劃,出臺電動船舶及配套基礎設施發展方案和年度工作任務清單,
294、明確發展思路與發展路徑,提出因地制宜的分階段建設目標、布局方案、重點任務和政策舉措,確定示范推廣區域,劃分內河航運“綠色走廊”,明確充電、換電設施配建要求,將電動船舶充電、換電設施納入港口碼頭規劃,明確充電、換電設施建設目標和重點建設區域,明確港口、碼頭預留充電、換電設施建設條件的要求和比例,完成頂層設計。(2)研究出臺長三角電動船舶充電、換電配套基礎設施布局規劃)研究出臺長三角電動船舶充電、換電配套基礎設施布局規劃 客觀評價長三角電動船舶充電、換電配套基礎設施現狀資源,摸清長三角內河航道現有各類水上服務區、公共碼頭等公共資源,評估新建充電、換電配套基礎設施的空間資源,深入調研長三角內河電動船
295、相關的部門、企業、科研機構及試點項目,從政策、技術、市場、管理、保障等層面,摸清電動船舶和電動船舶配套基礎設施在建設、運營、監管、應急保障等方面的現狀與問題,122 提出規劃選址方案,明確重點實施航段。結合國家相關政策與地方發展實際,在長三角范圍內進行充電、換電配套基礎設施體系布局,提出發展目標,明確發展思路,以客船、公務船等公共服務領域的充電配套基礎設施建設以及集裝箱船換電配套基礎設施建設為突破點,帶動長三角內河充電、換電網絡建設。構建充電、換電配套基礎設施信息服務平臺,統一信息交換協議,整合長三角不同企業、不同城市的充電、換電服務平臺信息資源,為制定實施財政、監管等政策提供支撐。9.3.2
296、 構建區域性電動船及充電、換電設施建設推進工作機制構建區域性電動船及充電、換電設施建設推進工作機制(1)構建長三角協調推進機制)構建長三角協調推進機制 長三角內河與長江干線所屬主管部門不同,三省一市的長江干線由長航局管轄,內河則分別由三省一市港航管理部門管轄??傮w來看,三省一市缺乏統一的內河航運管理機構。建議結合長三角內河船舶跨區運營特點,發揮上海組合港管委會協調、研究、落實的職能,統籌協調三省一市內河交通管理部門、船級社、航運企業、內河港口等與電動船舶相關的職能部門與企事業單位,構建充電、換電配套基礎設施建設推進工作機制,為凝聚三省一市各相關單位的共識和橫向整合電動船舶發展資源提供組織平臺和
297、制度保障,在充電、換電設施布局、電價優惠、示范航線等方面形成政策協同,為內河電動船舶政策實施賦權增能。在政策制定層面,可加強內河電動船舶配套基礎設施專題研究,推動出臺建設規劃,協調制定具體配套實施意見。在統籌實施方面,采用協商聯動機制,以召開會議的形式,協商達成工作目標和實施舉措共識,推動出臺統一的電動船舶充電、換電設施標準與規范,推動相關工作項目落實。(2)增強地方政府推動電動船充電、換電基礎設施布局建設的積極性)增強地方政府推動電動船充電、換電基礎設施布局建設的積極性 當前,電動船舶發展缺乏頂層設計,各地地方政府瞄準電動船舶在內河航運領域的優勢特征,積極開展了內河船舶電動化的探索與應用。在
298、缺乏全國性和區域性電動船舶發展方案的情況下,三省一市地方政府可先行開展布局,承123 擔起統籌推進充電、換電配套基礎設施發展的主體責任,將充電、換電配套基礎設施建設管理作為政府專項管理內容,建立由港航、發展改革、能源部門牽頭,其他部門緊密配合的協同推進機制,明確職責分工,完善配套政策,研究出臺各地電動船舶充電、換電配套基礎設施專項規劃,制定出臺充電、換電配套基礎設施建設運營管理辦法,做好組織實施。9.3.3 建立與電動船發展相適應的監管政策建立與電動船發展相適應的監管政策(1)突破箱式電源監管限制)突破箱式電源監管限制 在箱式電源運輸監管方面,根據現行規定,交付船舶載運的大宗包裝的鋰電池、電池
299、組以及設備中的電池和電池組應當為未經使用的新電池,按國際海運危險貨物規則中的九類危險貨物對待,交付運輸時其荷電狀態不得超過30%,箱式電源的存儲、裝卸、運輸等作業受到一定的限制,需要特定的經營資質,滿足港口經營管理規定規定的經營許可及其他附帶條件。上述監管規定直接阻礙了采用換電模式電動船舶的發展,目前產業界有提出采用換電式運輸船水上換電作業等解決方案,都不能從根本上解決箱式電源運輸監管的核心問題。建議加快開展箱式電源充電、運輸、堆放、裝卸等使用全過程的安全風險評估,在建立相關標準規范的基礎上,完善箱式電源充電、運輸、堆放、裝卸等過程的消防、救援等應急保障體系,明確箱式電源作業監管要求與措施,建
300、立不同風險狀態下的應急預案。在此基礎上,推動交通運輸部修改完善包括關于做好船舶載運內貿大宗包裝的鋰電池產品安全工作的通知等在內的政策對箱式電源危險品性質的認定,將經 CCS 認定的箱式電源作為電動船舶動力裝置的一部分,而非作為九類危險貨物對待;或針對箱式電源出臺豁免條款,對于滿足特定技術細節的箱式電源(例如通過 CCS 認證),頒發危險品運輸豁免證明,準予其在普通港口碼頭開展充電、運輸、堆放、裝卸作業。124(2)完善電動船舶水上運輸監管)完善電動船舶水上運輸監管 建議長三角內河港航部門在梳理現有海事法規的基礎上,結合電動船舶發展特征,研究出臺長三角內河電動船舶水上運輸安全監管制度,明確電動船舶航行、停泊、作業等監管要求與措施,優化船員配備、船員值班制度、現代船員培訓制度,加強應急培訓和演練,提升對電動船舶的應急救助能力。建立充電配套基礎設施安全管理體系,加大對違規用電、建設施工不規范等行為的查處力度。對充電、換電配套基礎設施設置場所實施消防設計審核、消防驗收以及備案抽查,并加強消防監督檢查。行業主管部門應明確充電、換電配套基礎設施運營使用單位的主體責任,加強對充電、換電配套基礎設施及其設置場所的日常消防安全檢查及管理,及時消除安全隱患。125 附表:長三角三省一市內河電動船及配套設施數量(附表:長三角三省一市內河電動船及配套設施數量(20252035)