船舶岸電法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)全景掃描

中國船舶714所 馮書桓 吳笑風(fēng) 李 萍

根據(jù)統(tǒng)計，船舶燃料年消費量的5%是在港口停泊時消耗的，排放的廢氣會造成港口空氣的嚴重污染。根據(jù)美國環(huán)境聯(lián)邦基金組織監(jiān)測，港口城市均處于大氣重污染區(qū)，而船舶排放的污染物占港口總污染物的60%以上。據(jù)國際海事組織（IMO）估算，每年船舶排放的二氧化碳和硫氧化物分別是全球汽車排放量的2倍和200倍。隨著IMO溫室氣體減排戰(zhàn)略和2020全球硫排放限制的實施，港口環(huán)境污染問題亟待解決，船舶岸電的技術(shù)發(fā)展和推廣使用越來越受到業(yè)界重視。

實踐應(yīng)用

20世紀90年代，歐洲最先開始進行船舶岸電技術(shù)的研究。1989年，瑞典哥德堡港率先開始在3艘客滾船上使用船舶岸電。2000年，ABB公司又向哥德堡港交付了世界上第一套高壓岸電電源系統(tǒng)。其采用了6.6kV/10kV的電壓，功率可達1250kVA，可減少船舶靠港期間污染物排放94%～97%。2007年，荷蘭的鹿特丹默茲港口流域為內(nèi)陸躉船供應(yīng)岸電，極大改善了船員的日常生活。此外歐盟的主要港口，如荷蘭阿姆斯特丹港，比利時安特衛(wèi)普港，德國漢堡港、呂克貝港等港口也陸續(xù)應(yīng)用了船舶岸電技術(shù)。

美國在岸電應(yīng)用方面也有10余年歷史，目前已有16個港口建設(shè)并應(yīng)用了岸電系統(tǒng)，包括朱諾港、西雅圖港、舊金山港、布魯克林港、洛杉磯港、長灘港、圣地亞哥港、奧克蘭港等。其中高壓岸電主要應(yīng)用在郵輪、集裝箱、油輪和冷藏貨物船，低壓岸電主要應(yīng)用在拖輪和漁船上。目前高壓岸電系統(tǒng)有相似的技術(shù)規(guī)格并均符合國際標(biāo)準(zhǔn)，低壓岸電系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)格則差別較大。

截至目前，國外使用岸電技術(shù)的港口已經(jīng)從最初的滾裝、集裝箱及郵輪碼頭，擴展到了油船碼頭與天然氣船碼頭等，供電電壓也從低壓供電向高壓供電方式轉(zhuǎn)變。國外港口高壓岸電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀如表1所示。

2009年，我國開始在多個港口展開船舶岸電試點性工程建設(shè)。青島港首先完成了5000噸級內(nèi)貿(mào)支線碼頭低壓岸電改造，但該系統(tǒng)僅針對內(nèi)貨船只，適用范圍小，不便于推廣。2010年3月，上海港外高橋二期集裝箱碼頭開始運行移動式岸基船用變頻變壓供電系統(tǒng)；2010年10月，連云港港口首次將高壓船用岸電系統(tǒng)應(yīng)用于“中韓之星”郵輪；2011年11月～2012年1月，招商國際蛇口集裝箱碼頭先后安裝低壓岸電系統(tǒng)與高壓岸電系統(tǒng)；2016年5月，國家電網(wǎng)與寧波舟山港合資建設(shè)的寧波舟山港項目正式投運，這是國內(nèi)首個高壓變頻岸電項目。

目前，我國境內(nèi)岸電供電容量在200kVA以上的港口岸電設(shè)施建設(shè)數(shù)量已有400余套，其中集裝箱泊位、客滾泊位、郵輪泊位、3千噸級以上客運泊位和5萬噸級以上散貨泊位共建設(shè)93套，占泊位個數(shù)的19.1%。我國航運企業(yè)已完成約345套（3000噸級及以上）船舶岸電設(shè)施改造，其中集裝箱船、干散貨船、普通客船共建設(shè)岸電262套。連云港、上海港、大連港、廈門港、舟山港、重慶港等相關(guān)船舶岸電項目，目前已投入使用，應(yīng)用涵蓋高壓和低壓，我國岸電技術(shù)日趨完善。

圖1 郵輪在漢堡港使用岸電

圖2 洛杉磯港口的岸電設(shè)備

國際法規(guī)

隨著船舶岸電在全球各大港口的推廣應(yīng)用，國際海事組織（IMO）當(dāng)前正在加緊制訂船舶岸電相關(guān)法規(guī)。2017年6月7日～16日，在海上安全委員會第98次大會（MSC 98）上，中國代表團提交關(guān)于船舶岸電導(dǎo)則制定的立項申請并通過審議。隨后，在船舶系統(tǒng)和設(shè)備分委會（SSE）第5～7次會議上，國際航行船舶岸電安全導(dǎo)則協(xié)調(diào)組積極推動導(dǎo)則制定工作。協(xié)調(diào)組由中國擔(dān)任協(xié)調(diào)員，來自加拿大、中國、德國、日本、挪威、韓國、新加坡、瑞典、土耳其、英國、美國、中國香港，以及國際航運公會、國際郵輪協(xié)會、國際港務(wù)長協(xié)會、國際運輸工人聯(lián)合會的代表參與討論。在交通運輸部的協(xié)調(diào)下，水運科學(xué)研究院、國際標(biāo)準(zhǔn)化組織船舶與海洋技術(shù)委員會秘書處、國家電網(wǎng)中國電力科學(xué)研究院、中國船級社、美國船級社、英國勞氏船級社、法國船級社等業(yè)界相關(guān)單位開展了深入研究。在SSE第6次會議成果的基礎(chǔ)上，經(jīng)過三輪討論，工作組將新的導(dǎo)則草案提交SSE第7次會議（已于2020年3月初召開）。新的草案充分吸收了各方意見，刪去了與編制目標(biāo)不相適應(yīng)的部分，將關(guān)注范圍限定在操作要求，對導(dǎo)則文檔結(jié)構(gòu)和具體內(nèi)容進行了修改，同時計劃將人員資質(zhì)部分要求提交人因、培訓(xùn)和監(jiān)測分委會進一步討論。該導(dǎo)則預(yù)期將在MSC 103次會議審議通過。

表1 歐美主要國家船舶岸電應(yīng)用情況

船級社規(guī)范

目前國際上主要船級社都已針對船舶岸電的連接、安裝等問題作出了規(guī)定。中國船級社發(fā)布的《船舶岸電岸上供電設(shè)施檢驗指南》于2018年5月1日起生效，該指南基于當(dāng)前國內(nèi)船舶岸電岸上供電設(shè)施的研制水平、中國船級社的檢驗經(jīng)驗以及國際標(biāo)準(zhǔn)IEC/ISO/IEEE 80005系列，同時考慮了與相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的銜接，適用于額定電壓1kV以上、15kV及以下的交流高壓船舶岸電岸上供電設(shè)施，是船舶岸電岸上供電設(shè)施進行發(fā)證檢驗的依據(jù)，也為政府、保險商、船東、港口等各利益相關(guān)方提供了可選擇的項目驗收技術(shù)依據(jù)。同時，美國船級社（ABS）、法國船級社（BV）、日本船級社（ClassNK）針對高壓岸電連接分別發(fā)布了導(dǎo)則，英國勞氏船級社(LR)、挪威船級社(DNV GL)、意大利船級社（RINA）也在其船舶入級規(guī)范中體現(xiàn)了對于船舶安裝岸電系統(tǒng)設(shè)備的相關(guān)要求。

國際標(biāo)準(zhǔn)

歐美各國開展船舶岸電技術(shù)研究時間較早，標(biāo)準(zhǔn)制定工作也同時進行，現(xiàn)階段船舶岸電國際標(biāo)準(zhǔn)主要由國際電工委員會（IEC）、國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）以及國際電氣和電子工程師協(xié)會（IEEE）等組織完成制修訂工作，已發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)文件主要包括高壓/低壓岸電連接系統(tǒng)、高壓插頭等設(shè)備以及數(shù)據(jù)通信的技術(shù)要求，具體情況見表2。

需要指出的是，由于船級社重點關(guān)注船舶本身的設(shè)計、建造和入級，其在船舶岸電方面的規(guī)定也側(cè)重于船上系統(tǒng)，如LR、BV對船上系統(tǒng)和接口裝置的規(guī)定總體較為詳盡，但未納入岸上系統(tǒng)，或只進行了描述性說明。意大利船級社RINA的規(guī)定較為詳盡，包含船上系統(tǒng)、岸上系統(tǒng)，同時考慮了ISO/IEC/IEEE 80005-1的相關(guān)規(guī)定。ISO/IEC/IEEE 80005系列國際標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定最為完整，很多船級社規(guī)范也以其作為重要依據(jù)，但對于其中缺少的一些重要環(huán)節(jié)的規(guī)定，需要與船級社規(guī)范配合使用。

歐洲一些國家標(biāo)準(zhǔn)

針對內(nèi)河船使用岸電的需求，歐洲一些國家發(fā)布了一系列標(biāo)準(zhǔn)，包括已經(jīng)被德國和法國采納的（1）DIN(AFNOR) EN 15869-1-2010內(nèi)河船.三相電流400V、63A及以下、50Hz的電氣岸電連接器.第1部分：一般要求；（2）DIN(AFNOR) EN 15869-2-2010內(nèi)河船.三相電流400V、63A及以下、50Hz的電氣岸電連接器.第2部分:岸上單元，安全要求；（3）DIN(AFNOR) EN 15869-3-2010內(nèi)河船.三相電流400V、63A及以下、50Hz的電氣岸電連接器.第3部分:船上單元，安全要求。此外，還有已被西班牙、法國和德國采納的標(biāo)準(zhǔn)DIN EN 16840內(nèi)河船.三相電流400V、250A及以下、50Hz的電氣岸電連接器。

表2 高壓/低壓岸電連接系統(tǒng)、高壓插頭等設(shè)備以及數(shù)據(jù)通信的技術(shù)要求

我國國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)

近年來，船舶使用岸電技術(shù)越來越受到國家和政府有關(guān)部門的高度重視。2016年《關(guān)于推進電能替代的指導(dǎo)意見》出臺，隨后交通運輸部先后印發(fā)了《港口岸電布局方案》；修訂了《港口工程建設(shè)管理規(guī)定》和船舶法定檢驗技術(shù)規(guī)則；會同財政部出臺了資金獎勵政策，建立健全了標(biāo)準(zhǔn)體系，統(tǒng)一港、船、電技術(shù)要求，在船舶大氣污染物排放控制區(qū)實施方案中明確了岸電使用要求。2019年下發(fā)《港口和船舶岸電管理辦法》，旨在加快建設(shè)交通強國，減少船舶靠港期間大氣污染物排放，更好地保障船舶靠港安全規(guī)范使用岸電。各港口碼頭、船務(wù)公司也積極開展了岸電系統(tǒng)的工程應(yīng)用實踐。在試點工程建設(shè)中，制定了一系列標(biāo)準(zhǔn)，為我國船舶岸電技術(shù)的發(fā)展積累了一定經(jīng)驗。

國家標(biāo)準(zhǔn)方面，全國電力電子學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC60)于2010年制定了GB/T 25316—2010《靜止式岸電裝置》，主要規(guī)定了使用條件、性能要求、試驗方法以及檢驗規(guī)則等內(nèi)容，適用于靜止式岸電產(chǎn)品；全國電器附件標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（SAC/TC67）采標(biāo)國際標(biāo)準(zhǔn)IEC 62613—2011，于2014年先后制定了高壓岸電系統(tǒng)插接件國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 30845.1—2014《高壓岸電連接系統(tǒng)（HVSC）用插頭、插座和船用耦合器 第一部分：通用要求》和GB/T 30845.2—2014《高壓岸電連接系統(tǒng)（HVSC）用插頭、插座和船用耦合器 第二部分：不同類型的船舶用附件的尺寸兼容性和互換性要求》，并進行了技術(shù)性調(diào)整；2018年，《碼頭船舶岸電設(shè)施工程技術(shù)規(guī)范》和《靠港船舶岸電系統(tǒng)技術(shù)條件》國際標(biāo)準(zhǔn)開始實施；2019年12月，由全國船舶電氣及電子設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC531)采標(biāo)國際標(biāo)準(zhǔn)IEC/ISO/IEEE 80005-1—2012的《港口公用連接設(shè)施-第1部分：高壓岸電連接系統(tǒng)（HVSC）-通用要求》船舶岸電技術(shù)國家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，將于2020年7月1日起實施。

圖3 中遠海運人馬座”集裝箱船成功接用岸電

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方面，交通運輸部于2011年起積極組織行業(yè)內(nèi)企事業(yè)單位和研究機構(gòu)開展行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和建設(shè)規(guī)范的制定工作，連續(xù)發(fā)布了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JTS 155—2012《碼頭船舶岸電設(shè)施建設(shè)技術(shù)規(guī)范》、JT/T 814—2012《港口船舶岸基供電系統(tǒng)技術(shù)條件》、JT/T 815—2012《港口船舶岸基供電系統(tǒng)操作技術(shù)規(guī)程》及中國船級社的《船舶高壓岸電系統(tǒng)檢驗原則2011》。其中JTS 155合理規(guī)劃了港口碼頭船舶岸電設(shè)施系統(tǒng)的總體方案，規(guī)范了岸電設(shè)施系統(tǒng)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，為船舶岸電設(shè)施的設(shè)計建造提供指導(dǎo)；JT/T 814分為高壓與低壓兩部分，規(guī)定了船舶岸基供電系統(tǒng)的技術(shù)要求；JT/T 815也分為高壓與低壓兩部分，規(guī)定了船舶岸基供電系統(tǒng)的操作基本要求；《船舶高壓岸電系統(tǒng)檢驗原則2011》則適用于額定電壓交流1kV以上、15kV及以下，在船舶靠港期間向船舶供電的高壓岸電系統(tǒng)的船上系統(tǒng)。

隨著IMO溫室氣體減排戰(zhàn)略和2020全球硫排放限制的實施，港口環(huán)境污染亟待解決，船舶岸電越來越受到業(yè)界重視，結(jié)合技術(shù)實踐需求，各船級社、國際國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化組織，以及海事監(jiān)管機構(gòu)相繼出臺了一系列法規(guī)、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，對船舶使用岸電的具體技術(shù)要求做出了規(guī)定。

圍繞標(biāo)準(zhǔn)化需求，當(dāng)前國際國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化組織已開展了大量工作，對高壓和低壓岸電的通用要求、建設(shè)施工、連接設(shè)備等提出了具體的要求。下一步，要結(jié)合實踐需求，首先著眼于構(gòu)建港口船舶岸電系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，覆蓋低壓、中壓、高壓岸電，以及岸電系統(tǒng)的設(shè)計、建設(shè)、使用、維護和檢測全流程，形成結(jié)構(gòu)合理、專業(yè)配套、層次分明、劃分明確的港口船舶岸電標(biāo)準(zhǔn)體系表，明確標(biāo)準(zhǔn)缺項，用于指導(dǎo)和規(guī)范港口船舶岸電標(biāo)準(zhǔn)化工作。同時，加緊推進針對中壓岸電、岸電系統(tǒng)檢測試驗方法、綜合管理、操作規(guī)程，以及連接系統(tǒng)具體設(shè)備要求和數(shù)據(jù)傳輸?shù)汝P(guān)鍵領(lǐng)域的國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作，積極參與國際標(biāo)準(zhǔn)化工作，提出國際標(biāo)準(zhǔn)新項目提案。