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欧洲向电气化船队进军

自2015年初以来,一艘中型汽车渡轮MS Ampere每周七天从早到晚都在穿越挪威西部的索格涅峡湾,一点烟也没有,一点引擎轰鸣声也没有。这艘260英尺安培的船可搭载120辆汽车和360名乘客,是世界上第一艘现代电动商业船之一,电池和电机技术与当今的插入式电动汽车几乎相同,只是规模要大得多。

挪威漫长而崎岖的大西洋海岸线——有数千个岛屿和深深的内陆峡湾——很久以前就让挪威人成为了一个航海民族,即使在今天,渡轮旅行也是到达许多目的地的最快方式。考虑到挪威的地理位置和丰富的水电资源,挪威人从轻型短途渡轮开始,在电力航运的发展上一跃而下,这并不令人惊讶。

目前,挪威只有两艘完全运行的电动渡轮。但专家表示,今年还将有10艘渡轮命名,到2021年将有60艘,到2023年,该国的整个渡轮船队将要么全部采用电力,要么在较长的航线上配备混合动力技术。此外,挪威的顶级邮轮运营商不久将发射两艘设计用于北极航行的混合动力探险邮轮。几家挪威公司已经联手建造了一个沿海全电动集装箱船这将每年减少40000辆柴油卡车的出行。一家供应海上石油钻机的公司艾德斯维克海上石油公司(Eidesvik Offshore)已经改装了一艘供应船使用电池、柴油机进行操作和液化天然气。

挪威已经是一个国家全球领导者在电动汽车的采用方面,在很大程度上受到水电的推动,水电提供了全国98%的电力。因此,走到应对重大全球环境挑战的前沿——对世界航运船队进行脱碳——对中国来说是一个自然的步骤。其他国家——包括芬兰、荷兰、中国、丹麦和瑞典——也开始发射电动船舶。例如,去年,中国委托建造了一艘230英尺的全电动货船,讽刺的是,这艘货船沿着珠江运输煤炭。

但如果说世界汽车和卡车车队的电气化是一项艰巨的挑战,那么将全球航运车队从高污染的燃油和柴油转变为可再生能源同样复杂。使用电力和锂离子电池为穿越挪威峡湾的汽车渡轮提供动力是一回事,渡轮两端都有充电站。这完全是另一回事超过50000(PDF)油轮、货船和货运船在世界各地的商船船队中横渡大洋。国际航运约占全球二氧化碳排放量的3%,这可能会急剧上升到17%(PDF)到2050年,如果其他部门脱碳,而航运业的排放量则会攀升,就像他们在过去坚持不懈的努力一样近年(PDF). 蓬勃发展的邮轮业已成为一个巨大的挑战重大问题据德国环境组织NABU称,最近,该公司排放了大量二氧化碳和二氧化硫等污染物。

专家表示,将世界航运业转变为使用可再生能源仍然是一个长期目标,这将需要开发更先进的电池技术和新的监管框架。

“推进船只需要大量的能量,”该公司的奥拉夫·默克(Olaf Merk)说国际运输论坛是经济合作与发展组织下属的运输政策智囊团。“对于短途航行的船舶来说,电动船舶正成为具有吸引力的选择。但是,长途航行将需要巨大的电池组。由于成本高,目前还没有吸引力。”

拥有庞大船队的国家正在阻碍推动海上运输电气化的变革。

然而,许多分析人士表示,尽管电力驱动大型远洋船舶的技术尚未成熟,但航运业的保守心态也是该行业转型的主要障碍。“业界并不真的相信从船用燃料转变为燃料是可能的,”法格·阿巴索夫(Faig Abbasov)表示交通与环境-总部设在布鲁塞尔的国际环境组织-指用于船舶动力的燃油。“正是拥有庞大船队的国家阻碍了推动海上运输电气化的变革。”

阿巴索夫说,如果对船舶燃料征税(目前不征税),并且不对船舶供电的电力征税,那么该行业的变化将更快,欧洲目前的情况就是如此。“这意味着坚持使用最脏燃料的船主可以免费搭乘,”他说。

尽管存在这些挑战,挪威在将其船队转变为使用可再生能源方面正在稳步取得进展。“这真是令人印象深刻——航运业的转型正在开始,而且发生得非常快,不仅仅是在挪威,”该公司董事Borghild Tønnessen Krokan说发展与环境论坛,一个独立的挪威非政府组织,多年来一直在推动低碳交通。“航运是挪威运输业更大的绿色革命的一部分,”他补充道,并指出betway必威娱乐去年挪威汽车销量的一半以上是混合动力还是电动的。

电力运输领域的一系列活动可能开始解决巴黎气候协定中明显遗漏航运的问题,该协定没有涵盖海运。航运业说客和其他国家,如中国和巴西积极地反对加入在协议中提到了船舶排放,声称这样一个真正的国际部门不能像各国那样对排放负责。

欧盟和欧洲国际海事组织(PDF)国际海事组织(IMO)已经制定了监测标准和能源效率标准,随着时间的推移,这些标准将变得更加严格,但在航运业和知名航运国家的要求下,国际海事组织拒绝为航运公司制定有意义和有约束力的减排目标。欧盟已经回击,威胁说,如果国际海事组织未能采取重大行动,欧盟将把该行业的二氧化碳污染纳入其排放交易计划。

然而,与气候变化作斗争只是激励利基造船厂Fjellstrand的动机之一;加拿大能源储存公司Corvus Energy;此外,渡轮运营商Norled AS与欧洲最大的工业制造商国际重量级西门子AS联手,启动了挪威新型电动渡轮试点项目。

历史悠久的Fjellstrand造船厂坐落在挪威南部的哈丹格尔峡湾海岸,多年来一直在玩弄电池驱动渡轮的想法。Fjellstrand推测,由于该国丰富的河流和山地湖泊,电力供应几乎都是可再生能源,电力推进的经济性最终可能会降低海上旅行所需的成本和大量燃料。

一艘新的电动渡轮将二氧化碳排放量减少了95%,运营成本减少了80%。

一个多世纪以来,欧洲工程师一直在修补电动船舶,但在20世纪初的全盛时期之后,电动机在20世纪20年代输给了内燃机。挪威潜艇长期以来一直依赖于柴油-电力混合动力运动,Fjellstrand委托进行了一系列渡轮可行性研究。

但十年前,这项技术,尤其是电池,过于原始和昂贵。Fjellstrand的Edmund Tolo解释说:“我们最初的研究发现,我们需要450吨电池才能使它工作。”。“就尺寸而言,渡轮的尺寸与汽车完全不同。”直到该公司从使用铅酸电池的设计转向更复杂的锂离子电池,并在2010年赢得挪威交通局的投标,电动渡轮项目才开始起步。betway必威娱乐

最大的障碍不再是电池尺寸。存储技术有了显著的改进,一个中型渡轮的引擎室可以容纳大约12吨的引擎,可以容纳大量电池。但问题是,从时间和数量上讲,如何提供巨大的千瓦电量——大约是插入式汽车所需电量的100倍——即使是一艘中等大小的船只穿过索涅峡湾(距离3.5英里)也需要这样的电量。

Fjellstrand的解决方案是在两岸的港口城镇Oppedal和Lavik,以及MS Ampere本身都有电池组和重型充电站。岸上的电池将在途中充电,使电力能够在船只停靠时转移到电池上,只需10分钟。挪威的许多其他港口已经有了海岸发电站,这是挪威海洋石油工业的一个辅助工具。

“另一个大问题是安全,”托洛说。锂离子电池中发生的热反应会产生强烈的热量,从而导致爆炸和火灾。安培的团队不得不为12吨重的锂电池组设计一个独特的冷却系统。

工业研究强调了安培的优点及其技术的成熟度,表明电力推进减少了95%的二氧化碳排放量和80%的运营成本。

技术是存在的,但要实现这一目标,就必须有大棒和胡萝卜。

“能源成本比柴油要低,”英国航运专家Jan Kjetil Paulsen说贝洛娜,一家总部位于挪威奥斯陆的国际环境非政府组织。维护成本也较低,因为电动机比柴油机简单。电动机的寿命是典型内燃机系统的三倍

在欧洲其他地方,海上旅行的电气化正逐渐开始兴起。去年年底,芬兰启动了其第一艘电动汽车渡轮,数十艘混合动力渡轮和电动渡轮计划在未来几年投入使用。芬兰最先进的海洋研究船“阿兰达”号已改用混合动力推进。这艘船属于芬兰环境研究所(赛克)从增加电力系统中获益的方式不止一种。

阿兰达号配备了前端切冰机,在前往监测站和其他冬季研究地点的途中,切冰机可以穿过北极冰原。SYKE的高级顾问Jukka Pajala说,由于电动马达的旋转力比柴油马达高,因此它在驱动切割机破碎厚厚的冰层方面明显更有效。此外,电动马达不会排出加剧全球变暖导致的冰融化的污染物。而电动机实际上是无声的,这是研究海洋生物的一个关键优势。

丹麦和瑞典正在合作建造两艘大型的8吨级电动客运渡轮,该渡轮将在瑞典赫尔辛堡和丹麦赫尔辛格尔之间行驶7英里。今年夏天,荷兰港口班轮公司将揭幕五台全电动,无人驾驶、无排放的驳船,被称为“特斯拉船”,将在连接阿姆斯特丹、安特卫普和鹿特丹港口的运河中航行。

尽管有这些进步的迹象,但必须制定严肃的国家和国际法规和激励措施,将航运业转变为可再生能源,包括禁止在北极使用重质燃油,以减少烟尘和吸热污染颗粒的排放。挪威发展与环境论坛的Tønnessen Krokan说:“技术就在那里。”。“激励措施已经起到了作用,但必须有大棒和胡萝卜。多年前,航运就应该遵守排放目标。”

这个故事首先出现在:

耶鲁环境360

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