中國綠色港口岸電建設的前景與發展

韓賢賢 壽建敏

中國經濟不斷發展，中國港口船舶靠港量日益增加。2016年中國外貿船舶的靠港量就超過19萬艘次，若全國港口船舶靠港量按外貿船舶平均規模計算（以外貿貨物吞吐量占全國約32%估算等量船舶數量），中國港口每年等同于外貿船舶平均規模的靠港量約達59萬多艘次。根據船舶污染物排放以及燃料消耗計算數值關系，對每艘等規模船舶靠港期間的二氧化碳減排量估算，平均每艘次船舶靠港期間耗油約8噸，若全國港口實現岸電供應，則每年將減少溫室氣體排放達1489.5萬噸，同時還將大量減少硫氧化物（SOx）和氮氧化物（NOx）排放導致的空氣污染，而且船舶靠港油改電還將減少船舶直接成本的支出。因此，港口岸電建設是綠色港口發展的關鍵途徑，是減少靠港船舶溫室氣體排放和污染排放的最有效手段。

一、綠色港口的岸電建設

1.面向綠色港口岸電建設的背景。為了制約船舶污染海域環境，約束船舶污染物排放及設備和人員操作等，國際防止船舶造成污染公約（MARPOL）73/78公約得以修訂，其中附則6則更是嚴格要求船舶排放氣體中硫氧化物（SOx）和氮氧化物（NOx）的定量標準，以及嚴禁故意排放臭氧消耗物質。而船舶溫室氣體排放、自身排污以及運輸過程中的污染物排放等問題是國際海事組織（IMO）重點強調的內容。

航運業減少排放以對船舶的監管為主線，建立排放控制區，然后逐漸推廣。歐盟最先啟動排放控制區，對停泊于歐盟港口水域的船舶，規定了燃油的最低含硫量，對于不達標的船舶則要求關閉發電機，僅依靠港口岸電進行作業。在歐盟之后，美國和加拿大主張建設排放控制區，率先在世界上提出并實行AMP計劃。

自2015年12月，我國在珠三角、長三角和環渤海（京津冀）三個主要水域建立了排放控制區之后，一些港口地區的污染排放量大幅降低。根據相關估測，至2020年，三個主要排放控制區水域的船舶排放硫、氮氧化物將比2015年各降低65%和20%，在排放控制區內的主要港口碼頭也將于2018年年底前全面實行岸電建設。我國作為全球航運量最大的國家，削減靠港船舶的碳排放量和污染控制，將對我國產生較大的綠色影響效應。

2.港口岸電建設歷程。早在2000年歐洲的瑞典在哥德堡港渡船碼頭安裝了高壓岸電系統，開創了港口岸電建設的先河。而后美國、瑞典、加拿大以及歐洲一些國家的主要港口也開始利用岸電為各類船舶供電。

2009年，青島港完成5000t級內貿支線碼頭的低壓岸電建設改造，標志著我國對岸電建設的首次嘗試。2010年3月，上海外高橋進行了小規模的二期集裝箱碼頭運行移動式岸基船用變頻變壓供電系統；2010年10月到2011年9月期間連云港先后成功地將高壓船用岸電系統、高壓變頻數字岸電系統分別對接于“中韓之星”郵輪和大型散貨船舶；2013年至2014年1月，天津港先后建設了36座低壓岸電裝置和兩座6.6千伏60 赫茲高壓岸電裝置，實現了所有港務船舶停岸的供電。

隨著國家電網公司電能替代工作的持續演化，近幾年港口岸電建設也陸續在一些沿海和內河港口進行。2015年，寧波港實現了用電設備在不同頻率下亦可穩定工作的功能，日照港首套將10 kV/50Hz工業電源轉換成6 kV /50Hz船用電源；2016年，蘇州港二套2MW高壓船舶岸電系統，廈門集裝箱碼頭集團實現2個15萬噸級泊位船電和岸電無縫切換；2017年，遼寧營口港2MW和3MW兩套將10kV/50Hz轉換成船電，長江中游池州港形成0.5MW船舶岸電系統；2018年， 國投曹妃甸港十個泊位全部實現岸電。

二、中國港口岸電建設特點

供電系統的電壓、頻率和船舶用電的電壓、頻率有所差異，使得我國港口岸電設施建設考慮的因素和技術要求更加復雜。中國電網的供電頻率為50Hz，而航運業相對蓬勃的美、日、韓等國家的供電頻率為60Hz，多半遠洋船舶的用電頻率也為60Hz，國內航行船舶大多使用50Hz頻率電站。同時，中國港口存在著水域復雜、沿海船和內河船規模差距大，地區電網系統電壓高低及容量布局差異性大等的特點。因此，港口岸電建設、推廣和標準化的難度更大。

在大規模推行港口岸電建設時，既要考慮沿海和內河碼頭的區別和共通，也要考慮遠洋、國內沿海及內河小型船舶的差別。因此，中國港口岸電建設具有獨特性，按照不同的應用場面和靠港船舶的用電要求，港口岸電系統大體分成四類：高壓大容量岸電系統、高壓岸電系統、低壓岸電系統、低壓小容量岸電系統。到2020年底前，將在全國主要港口和排放控制區內的493個專業化泊位建成向船舶供應岸電的設施，最終將實現100%的泊位岸電覆蓋率。

三、港口岸電建設發展前景

1.從大氣污染和排放控制來看。以每艘次船舶停靠平均消耗燃油8噸計算，中國港口全部完成岸電系統改造，每年可分別減少NO2、SO2、CO2以及PM10排放36.86、21.2、1489.5和2.7萬噸，對我國未來港口區域的減排貢獻較大。

2.從船舶和港口運營效益來看。港口從電網公司購電和銷售給船公司的差價中獲得效益，船舶從電代油中獲得效益，每艘次靠港船舶平均可節約2萬元，則全國港口完成改造每年可獲得總效益為118億元，具有較好的直接經濟效益。

3.從岸電產業發展來看。全國各類碼頭泊位對岸電裝置的需要，促進了技術、制造和服務的全面發展，若沿海泊位改造按照平均一套600萬元估算，內河泊位按照平均一套200萬元估算，其產業制造總規模將達到860億元，加上技術研發和后服務系統，整個產業鏈將帶來千億元的增加值。

4.從公眾環境改善來看。以岸基取電替代發動機燃油，將降低輔機產生的噪音，給港口周邊公眾帶來身心健康；同時也會改善輪機人員的工作環境，保護了港口的生態環境且滿足大眾的心理訴求，保障民生。

四、綠色港口岸電建設發展對策

1.保證岸電來源的清潔。在保證港口船舶及設備使用岸電的基礎上，同時限制煤炭發電的電能重新應用于港口岸電中，否則會使所在地區不僅沒有真正得到環境保護的效益，而且還得不到成本節約的經濟利益。

2.提升兼容性及標準化。水域的復雜性、船舶以及電網的差異性，要求岸電設施的兼容性，這既要依靠技術創新，也可以通過臨近泊位設施的分工構造來解決。同時對岸電裝置相關產品（如插座接口等）的技術規格等進行標準化，以便增加船舶使用的便利性。

3.有效發展產業鏈。由于中國港口泊位數量的龐大，港口岸電建設的推進將構成較大規模的生產和制造。因此，要對這一產業鏈的發展進行有效的引導和合理的規范，避免形成二次環境污染現象，同時要從科研、技術、裝備制造以及安裝、維護等進行產業鏈整體的構造發展。

4.聯網監控岸電系統。隨著岸電系統的建設和擴張，為了資源的整合、調配和安全管理，有必要從整體上對岸電系統進行監控。因此，未來要實現分級平臺的建設，使岸電系統實現縱向和水平的信息交互，增強岸電系統的使用效率，并依托于航線形成電力資源的供應鏈式供給。

5.充分利用人工智能。未來人工智能將會以超過人們想象的速度發展，對岸電設施的建設也會產生極大的影響。智能計量、切換和信息傳遞等都將需要人工智能化來完成，因此在岸電建設過程中要充分考慮人工智能的發展方向，在暫未做到的地方做好空間和過程的預留，為人工智能的啟用留有足夠的余地。

（作者單位：上海海事大學經濟管理學院）