一、技术名称:岸电
二、技术类别:减排技术
三、所属领域及适用范围:港口、航运交通运输行业
四、该技术应用现状及产业化情况
早在2000年,瑞典哥德堡港就首次将岸电技术应用在其渡船码头,对船舶靠泊期间大气污染物减排发挥了重要作用;2007年,在荷兰的鹿特丹默兹港口流域为内陆趸船供应岸电,极大改善了船员的日常生活。此外,在欧盟的其他主要港口,如比利时安特卫普港的集装箱码头、泽布勒赫港、德国波罗的海的吕贝克港等港口也开展了岸电技术应用。在北美,2001年,朱诺港首次将岸电技术应用在豪华邮轮码头。2004年,洛杉矶港首次将岸电技术应用在集装箱码头;2009年,长滩港首次将其应用在油码头;此外,北美其他一些港口,例如休斯敦、理斯满、纽约/新泽西、西雅图、奥克兰、塔科马、温哥华和费城都开展了岸电项目。
国内港口岸电技术尚处于起步阶段。2009年青岛港首先完成了5000 t级内贸支线码头低压岸电改造,为来往于招商局国际集装箱码头的船只服务;2010年3月,全球首台移动式岸基船用变频变压供电系统在上海港外高桥二期集装箱码头试运行取得圆满成功,服务于集装箱船舶;2010年宁波港一期岸电试点建成投产,二期于2013年建成投产,此后还进行了高压岸电的研发与试点建设,主要服务于集装箱船舶和散货船队;2010年10月,连云港港口首次在国内实现高压船用岸电系统建设并应用于“中韩之星”邮轮;2011年至2012年,蛇口港先后安装了低压和高压岸电系统为集装箱船服务;2014年天津港东突堤码头的17个泊位和海河下游两岸的28个散货轮码头安装了低压岸电接电箱并投入使用。随着岸电在部分港口的试点成功,其他港口城市也开始有了岸电设施建设的计划。自20世纪90年代到港船舶使用岸电以来,世界上已有30多个港口配备了岸电设施。
岸电主要经历了从靠泊的滚装船和邮轮使用岸电扩展到油船、集装箱船、散货船等其他船型使用岸电,从早期码头为船舶提供低压岸电,逐步发展到以提供高压岸电为主的阶段。
五、技术内容
船舶岸电技术是指允许装有特殊设备的船舶在泊位期间接入码头陆地侧的电网,从岸上获得其水泵、通信、通风、照明和其他设施所需的电力,从而关闭自身的柴油发电机,减少废气的排放量。
岸电系统组成:船舶岸用电系统主要由 3 部分组成:岸上供电系统,船岸交互部分和船舶受电系统。船舶岸电系统示意图如图 1 所示。
图 1 船舶岸电系统示意图
1)岸上供电系统。
岸上供电系统使电力从高压变电站供应到靠近船舶的连接点,即码头接电箱,完成电压等级变换、变频、与船舶受电系统不停电切换等功能。
2)船岸交互部分。
连接岸上连接点及船上受电装置间的电缆和设备,电缆连接设备必须满足快速连接和储存的要求,其不使用时储存在船上、岸上或者驳船上。
3)船舶受电系统。
在船上原有配电系统的基础上固定安装岸电受电系统,包括电缆绞车、船上变压器和相关电气管理系统等。船舶电站发电机的电压等级可分为高压和低压两种。高压船舶电站电压等级为 11 kV,6.6 kV(60 Hz),6 kV(50 Hz),低压船舶电站电压等级为 400 V(50 Hz)或 440 V(60 Hz).
六、主要性能指标
1、船用岸电变频电源输入电压:三相380V/50HZ(AC323V-528V)
2、船用岸电变频电源额定输出电压:三相380V/60HZ(或者定做)。
3、船用岸电变频电源额定输出频率:60HZ/50HZ或 400Hz
4、输出频率精度≤0.05%
5、输出电压稳压率:静态<1%;动态<3%
6、输出电压波形总谐波失真度:THD≤1.2~2.8%
7、防潮防尘等级:IP54
8、船用岸电变频电源保护功能:对输入输出电源有完善的过压、欠压、过流、短路、缺相、逆变器和变压器过热等保护功能。
七、技术鉴定情况
交通运输部开展了连云港港口集团有限公司的“高压变频数字化船用岸电系统”项目、重庆港务物流集团有限公司的“重庆港靠港船舶使用岸电技术示范工程”项目、招商局国际蛇口集装箱码头有限公司的“船用供电系统节能减排项目”和河北远洋运输集团股份有限公司的“‘富强中国’轮使用岸电项目”,均取得良好成效。
八、典型用户及投资效益
典型用户: 连云港港口集团
典型案例:连云港高压变频数字化船用岸电系统在全国港航系统应用两年多来,为船岸双方减少用电230万千瓦时、节省资金近500万元。该集团为巴西淡水河谷公司38万吨级大船安装的第四代最新产品,成为习近平主席今年7月访巴期间两国签署的56个合作文件中落实最快的项目,仅此一项,就使该船靠港成本降低30%以上。
九、推广前景和减排潜力
有资料显示,目前每年靠泊我国港口船舶的辅机发电消耗燃料约70万吨,如果全部用岸电取代辅机燃油发电,港口氮氧化物、二氧化硫和可吸入颗粒物PM10的年排放量将分别至少减少47665吨、37800吨和2214吨。