欧洲正朝着电气化船队的方向发展
从2015年初开始,一艘中型汽车轮渡MS Ampere一周七天从早到晚穿越挪威西部的Sognefjord,没有一丝烟囱废气的气味,也没有发动机的吼声。这艘260英尺长的安培号可以搭载120辆汽车和360名乘客,是世界上第一艘现代化的电动商船,其电池和电机技术几乎与今天的插电式电动汽车相同,只是规模更大。
挪威长长的、参差不齐的大西洋海岸线——数千个岛屿和内陆峡湾——使挪威人很久以前就成了航海民族,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该国丰富的水电资源,挪威人率先发展轻轨短程轮渡也就不足为奇了。
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艘渡轮被命名,到2021年将有60艘,到2023年,韩国的整个渡轮船队要么将全电动,要么在较长的航线上配备混合动力技术。此外,挪威的顶级游轮经营者不久将推出两艘混合推进的探险游轮,旨在航行在北极。几家挪威公司已联手建造一座沿海全电动集装箱船这将减少每年4万辆柴油卡车的行驶次数。Eidesvik Offshore,一家提供海上石油钻井平台的公司,已经改装了一艘供应船靠电池,柴油运转液化天然气。
挪威已经是全球领导者电动汽车的采用在很大程度上是由水力发电推动的,水力发电提供了全国98%的电力。因此,走在应对重大全球环境挑战的前沿——让世界航运船队脱碳——对中国来说是很自然的一步。其他国家——包括芬兰、荷兰、中国、丹麦和瑞典——也开始推出电动船。例如,去年中国启用了一艘230英尺长的全电动货船,具有讽刺意味的是,这艘船是在珠江沿岸运输煤炭的。
但是,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,将全球船运车队从污染严重的燃料油和柴油转化为可再生能源也同样复杂。利用电力和锂离子电池为穿越挪威峡湾的汽车轮渡提供动力是一回事,在行驶的两端都设有充电站。这完全是另一回事超过50,000 (PDF)世界商船船队中的油轮、货轮和货船跨越大洋。国际航运约占50%占全球二氧化碳排放量的3%,这个数字可能会急剧上升到17% (PDF)到2050年,如果其他行业脱碳,而航运排放量攀升,就像他们一直在做的那样近年来(PDF).蓬勃发展的游轮业已经成为严重的问题据德国环保组织NABU称,该地区最近排放了大量的二氧化碳和二氧化硫等污染物。
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,专家表示,这将需要开发更复杂的电池技术和新的监管框架。
“推动船只需要大量的能量,”奥拉夫·默克(Olaf Merk)说国际交通论坛该机构是经济合作与发展组织(Organization for Economic Cooperation and Development)下属的交通政策智库。“对于短距离航行的船只来说,电动船正成为有吸引力的选择。但是更远的距离需要巨大的电池组。由于成本高,目前这种做法没有吸引力。”
拥有庞大船队的国家正在阻碍推动海洋运输电气化的变革。
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还不成熟,但航运业的保守心态也是该行业转型的主要障碍。“该行业并不真的认为有可能从船用燃料转向其他燃料,”航运专家费格·阿巴索夫(Faig Abbasov)说交通与环境——总部设在布鲁塞尔的国际环境组织——指的是为船只提供动力的燃料油。“正是那些拥有庞大船队的国家阻碍了推动海洋运输电气化的变革。”
阿巴索夫说,如果对船舶燃料征税(目前没有征税),如果对用于船舶的电力不征税(目前整个欧洲都是这样),这个行业的变化会快得多。他说:“这意味着坚持使用最脏的燃料的船东可以免费乘坐。”
尽管面临这些挑战,挪威正在稳步推进其船队使用可再生能源。“这真的令人印象深刻——航运的转型正在开始,而且发生得非常快,而且不仅仅是在挪威,”挪威船务总监Borghild Tønnessen-Krokan说发展与环境论坛这个独立的挪威非政府组织多年来一直在推动低碳交通。好用的买球外围app网站“航运是挪威运输业更大的绿色革命的一部分,”他补充说,并指出好用的买球外围app网站去年挪威汽车销量的一半以上是混合动力或电动的。
电力航运的蓬勃发展可能会开始解决《巴黎气候协定》(Paris Climate Accord)对航运的明显忽视,该协定没有涵盖海运。航运业说客和国家等中国和巴西积极加入战斗他声称,这样一个真正的国际部门不应该像国家那样对排放负责。
欧盟和国际海事组织(PDF)国际海事组织(IMO)已经制定了监测标准和能源效率标准,这些标准将随着时间的推移而变得更加严格,但在航运行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。欧盟对此表示反对,威胁称,如果国际海事组织不采取重大行动,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,对抗气候变化只是激励Fjellstrand船厂发展的动机之一;加拿大能源存储公司Corvus Energy;和Norled AS,一家轮渡运营商,联手国际重量级的西门子AS,欧洲最大的工业制造商,使挪威的新型电动轮渡试点项目启动。
坐落在挪威南部哈当厄峡湾岸边的历史悠久的Fjellstrand造船厂,多年来一直在考虑用电池供电的渡轮。Fjellstrand推测,由于该国丰富的河流和山间湖泊,该国的电力供应几乎都是可再生的,电力推进的经济效益最终可能会降低海上旅行所需的成本和大量燃料。
一艘新的电动渡轮减少了95%的二氧化碳排放,并降低了80%的运营成本。
一个多世纪以来,欧洲工程师一直在修修补补电动船,但在20世纪初的全盛时期之后,电动发动机在20世纪20年代输给了内燃机。挪威潜艇长期以来一直依赖混合柴油-电力移动,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,太过原始和昂贵。Fjellstrand的Edmund Tolo解释说:“我们最初的研究发现,我们需要450吨电池才能让它工作。”“就大小而言,渡轮和汽车的尺寸完全不同。”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年赢得了挪威运输局的投标,电动轮渡项目才开始起飞。好用的买球外围app网站
最大的障碍不再是电池的大小。存储技术得到了极大的改进,一个中型轮渡的机舱可以容纳大约12吨的发动机,可以容纳很多电池。但问题是,从时间和强度上来说,如何提供大量的千瓦电量——大约是插入式汽车所需电量的100倍——甚至是一艘中等大小的船只也需要通过索格尼峡湾(Sogne Fjord),距离为3.5英里。
Fjellstrand的解决方案是在两岸都有电池组和重型充电站,在港口城镇Oppedal和Lavik,以及在MS Ampere本身。这种基于岸上的电池将在航行途中充电,使电力在船靠岸时转移到船上的电池上,只需10分钟。其他许多挪威港口已经有了岸上发电站,这是挪威海上石油工业的辅助设备。
“另一个大问题是安全,”Tolo说。锂离子电池中发生的热反应会产生强烈的热量,导致爆炸和火灾。安培的团队必须为12吨重的锂电池设计一个独特的冷却系统。
行业研究强调了安培的优势和其技术的成熟,显示电力推进减少了95%的二氧化碳排放和80%的运营成本。
技术是存在的,但要实现它,必须有胡萝卜和大棒。
“能源成本比柴油低,”该公司的航运专家简·克杰蒂·保尔森(Jan Kjetil Paulsen)表示身材高的美女总部位于挪威奥斯陆的国际环境非政府组织。“由于电动发动机比柴油发动机更简单,维护成本也更低。电动机的使用寿命是典型内燃机的三倍。”
在欧洲的其他地方,海上旅行的电气化正逐渐开始起飞。去年年底,芬兰推出了第一辆电动汽车渡船几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(Aranda)已改用混合动力推进。这艘船,属于芬兰环境研究所它从增加电力系统中获得了多方面的好处。
阿兰达号配备了一个前端切冰器,可以在前往监测站和其他冬季研究地点的途中穿过北极冰原。SYKE公司的高级顾问Jukka Pajala表示,由于电动马达的旋转力比柴油马达高,它在推动切割器破冰时的效率要高得多。此外,电动马达不会排出污染物,从而加剧全球变暖导致的冰层融化。电动马达几乎是静音的,这对研究海洋生物来说是一个关键优势。
丹麦和瑞典正在合作建造两艘重达8吨的大型电动客运渡轮,这艘渡轮将在瑞典的赫尔辛堡和丹麦的Helsingör之间航行7英里。今年夏天,荷兰公司Port-Liner将揭开面纱五全电动这种无人驾驶、零排放的驳船被称为“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上航行。
尽管有这些进展的迹象,但必须制定有关将航运业转变为可再生能源的严肃的国家和国际法规和激励措施,包括禁止在北极地区使用重油,以减少煤烟和吸热污染颗粒的排放。挪威发展与环境论坛的Tønnessen-Krokan说:“技术是存在的。”“激励措施起到了作用,但必须有胡萝卜和大棒。船运早在几年前就应该设定排放目标了。”
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