守护港口一片蓝天
5月22日17时25分,在浙江宁波舟山港穿山港区的远东集装箱码头,一艘载有1.3万标准箱的“中远丹麦”轮停靠在9号泊位。只见码头电工拉住船舱降下的两条电缆,插入码头前沿的岸电接电箱,该轮停用自身燃油发电系统,改用港口岸基电源。这标志着由国家电网公司投资建成的首个高压变频岸电项目――浙江宁波港口船舶岸电电能替代示范项目正式投运,可为超万箱的大型集装箱船提供岸基供电。
港口城市空气的“头号杀手”
宁波舟山港是全球第一大港。2015年,舟山港完成货物吞吐量8.89亿吨,连续7年世界第一;集装箱吞吐量达2063万标准箱,首次超过香港港,世界排名跃升至第四位。多年来,宁波舟山港为浙江海洋经济发展做出了巨大贡献。然而,每年平均约3万艘次到港船舶所产生的空气污染物也不容小觑。“船舶停靠码头时,燃烧大量俗称重油的高含硫量燃料油进行发电,每年约产生1650吨二氧化硫、2205吨氮氧化物和219吨主要为PM10、PM2.5等的细颗粒物。”宁波舟山港集团工程信息部副总经理王金波介绍。
“现在各地都在进行大气污染防治,通常比较重视机动车、煤炭燃烧等排放物的治理,但对沿海港口城市而言,船舶航行和停靠作业带来的大气污染,才是‘头号杀手’。”国网智能电网研究院高级工程师王志凯说。据国际环保组织自然资源保护协会提供的数据,一艘使用3.5%含硫燃料油的中大型集装箱船,以 70%最大功率行驶,一天排放的PM2.5污染物相当于50万辆使用国四油品货车的排放量。
为减少船舶大气污染,目前国际上普遍采用三种方法:一是更换船舶燃油,以高品质清洁油料替代含硫量高的劣质重油;二是船舶靠近港口城市时降低航速,以利于油料充分燃烧;三是船舶停靠港口时停止燃烧油料,采用岸电装置作业。
岸电作业,是指船舶靠港期间,停用船舶自身燃油发电系统,改用岸基电源为船舶提供生产、生活用电,从而实现船舶的“零油耗、零排放、零噪音”。虽然从更大范围上讲,燃煤发电厂发电同样产生排放,但与船舶自身燃油发电相比,每千瓦时可减少75%的二氧化硫、81%的氮氧化物和80%的细颗粒物,从而实现区域范围内的总体环保效应。目前,欧美沿海各国港口城市都在积极推广应用岸电作业,这已成为全球航运业的一个大趋势。
我国的接岸电技术分低压常频(380V/50Hz)和高压变频(6kV/50Hz或6.6kV/60Hz),前者适用于在近海、近洋航行的小型船舶,后者适用于在远洋航行的大型船舶。
目前,宁波舟山港已建成60个低压常频接岸电点,覆盖了企业所辖全部集装箱码头和散货码头,平均年接电船舶超2000艘次。“宁波舟山港是中国超大型船舶挂靠最多的港口,每年大型船舶挂靠艘次约占总数的2/3,由于电压、频率和容量的限制,低压常频接岸电点无法满足这些船舶的接驳岸电需求。要满足大型船舶接驳岸电的需求,只有采用高压变频技术。”王金波表示。
“2+1”模式破解岸电建设困局
据统计,我国自2010年第一个高压岸电项目投运以来,至2015年已建成的高压岸电泊位只有22个,而我国沿海共有大型港口61个,万吨级以上泊位共1108个,高压岸电覆盖率仅有2%。高压岸电推广缓慢,国网浙江宁波供电公司组织了专家团队,深入走访港口和船舶公司后发现了原因:以往岸电的建设,主要以港口为主、船舶公司适度参与的模式,港口与船舶公司对高压岸电系统建设均持观望态度。
国际上远洋轮船的电制分为6kV/50Hz、6.6kV/60Hz两种,而国内现有的岸电系统只能支持其中的一种电制,岸电系统适用性低。不仅如此,岸电系统在船用电机启停时容易跳闸,安全可靠性也低。此外,经济因素也是制约高压岸电的一个主要方面。高压岸电建设投资大,一个高压岸电点需要投资约800万元,同时船舶改造成本高,一艘集装箱船的改造成本约为600万元,加之近年来油价大幅下滑,使得船方和港口方在岸电建设方面积极性不高。同时,政府出台的岸电相关的鼓励性与约束性政策较少,政策与经济激励不足。
“高压变频岸电项目需要具备多种条件,集聚各方合力,才能持续推进,良性发展。”王金波坦言,“宁波舟山港一直没有建设可满足大型船舶接驳岸电的装置,是绿色港口建设的一块短板。”
2015年初,国家电网公司批复了首批3个港口船舶岸电电能替代示范项目,分别为国网浙江宁波港口船舶岸电电能替代示范项目、国网辽宁大连港口船舶岸电电能替代示范项目、国网河北黄骅港口船舶岸电电能替代示范项目。
为此,宁波供电公司创新工作思路,在全国首创“2+1”岸电建设新模式,即港口和船舶公司 +供电公司的合作模式,联合世界第一大港――宁波舟山港与世界第一大船运集团――中远海运集团,为岸电建设提供新技术、新平台、新资金,推动政府制定岸电的相关政策,破解了高压岸电建设与推广困局。
宁波供电公司与宁波舟山港、中远海运集团建立战略合作伙伴关系,共同参与,互利共赢。以宁波舟山港 2015年的 5兆瓦岸电项目为例,宁波供电公司负责电气系统的设计、施工,宁波舟山港负责码头的土建工程,大大减少了港口单方建设的压力。通过签订战略合作协议、建设分工协议等一系列合作协议,明确各方权利义务与责任关系,为项目顺利推进提供了法律依据与有效保障。双方合作比港口单独投资更有利于解决岸电项目的电力增容、电费定价、商务运行等方面问题。
2015年,在宁波市港口管理局的见证下,宁波供电公司和宁波港股份有限公司签订《港口船舶岸电建设战略合作框架协议》,正式开启高压变频岸电项目的试点合作建设。双方共投资约 1600万元,在远东集装箱码头和中宅散货码头各建设 1套高压变频船舶岸电电源系统,容量分别为 3兆瓦和 2兆瓦。项目共安装 2套变频变压设备、5000千伏安配电设备、2套电能质量智能调节装置、4个码头接电箱,敷设2050米高压电缆及控制电缆。项目于 2015年年底建成,试运行半年,于 2016年 5月 22日正式投运。
宁波供电公司研发港口智能岸电关键技术,取得了双频供电、岸电安全联锁、船岸自动反馈调节等 8项国家专利,并应用到舟山港岸电建设与运营中。其中,双频供电技术,能根据靠港船舶的电制选择性输出 6kV/50Hz或6.6kV/60Hz,使用电计量设备在不同频率下也能够稳定工作,提升了岸电系统的适用性;异常监控与安全联锁技术,能够通过监测船岸两侧的电能参数,针对电压的突然波动等问题,快速动作与反馈,提高了岸电系统的稳定性和安全可靠性。宁波供电公司攻克岸电技术难关,还参与制订了新的港口岸电相关行业标准。
与此同时,宁波供电公司还推动搭建宁波舟山港岸电应用合作平台,打破了岸电信息壁垒。宁波供电公司全程指导中远海运集团对远洋船舶岸电接入系统的改造。目前,中远海运集团全部 53艘 9000标准箱以上的船舶,已完成改造 36艘,剩余 17艘正在改造中,同时新船一律预装接电设备。宁波供电公司促成宁波舟山港建立岸电调度预约机制,包括泊位调度与运营计费两大功能,大大提高了岸电的使用率。
“商务合作模式可以为未来岸电项目建设与推广提供经验与参考。”宁波供电公司市场及大客户服务室副主任胡学忠说道。
以电代油还港口一片蓝天
“2+1”岸电建设新模式在世界第一大港宁波舟山港取得了成功,实现了供电公司、港口以及船舶公司多方互利共赢。供电公司开拓了售电市场,项目两个码头每年可实现“以电代油”700余万千瓦时,增加电费收入570万元左右。供电公司与港口将岸电服务费的利润,按比例进行分成,增加了供电公司与港口的收入。船舶公司通过燃料费与岸电服务费之间的差价,减少了运营成本。最具有示范意义的是,减少了船舶的污染排放,项目预计可减少氮氧化物、硫氧化物等气体污染物排放2783万标准立方米,减少可吸入污染物排放约2614千克。
此外,“2+1”岸电建设新模式还提升了港口建设岸电的积极性。2016年,宁波供电公司与宁波舟山港继续开展高压岸电试点项目推广工作,在北仑港区和穿山港区再建两套容量为3兆瓦的高压变频岸电电源系统。同时,促成宁波舟山港在已有岸电基础上,主动编制全港99个万吨级以上泊位岸电建设规划。展望不远的将来,供电公司年增售电量将达到 3.3亿千瓦时左右,可以替代燃油约19万吨,减少气体污染排放约 13.1亿标准立方米、可吸入颗粒物排放约12.3吨。
2016年 5月,浙江省经信委起草《浙江省岸电推广应用指导意见》,目标在2016年年底前实现全省沿江、沿河及沿海主要港口岸电系统全覆盖;2017年年底前全省主要港口60%的港作船舶、公务船舶靠泊使用岸电;30%的集装箱、客滚和油轮专业化码头具备向船舶供应岸电的能力。2020年年底前全省主要港口90%的港作船舶、公务船舶靠泊使用岸电,50%的集装箱、客滚和油轮专业化码头具备向船舶供应岸电的能力。
7月 11日,是郑和下西洋611周年纪念日,也是第十二个中国航海日,宁波举行2016中国航海日论坛。论坛上,中国交通运输部副部长何建中表示:“海运绿色发展是中国海运发展的必然选择。生态优先、绿色发展是海洋蓝色经济的前提,也是海运可持续发展的生命线。”
湛蓝的大海是神秘的存在,更是宏伟的梦想所在。港通天下,是宁波市的城市名片。21世纪海上丝绸之路将中国和世界更加紧密地连接在一起。以电代油,岸电上船,将推动全球绿色航运互联发展,扬帆海上丝路,共筑蓝色梦想。
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