船舶电动化跟汽车电动化一样都是必然趋势,一是因为船舶的污染远远高于其他交通工具,会对江河湖泊造成难以修复的环境后果;二是未来社会智能化的必然要求,智能化的前提是电气化。电动船舶自动化程度高,动力强劲,启动加速快,具有较高的船舶机动性、可操控性、安全稳定性,机舱布置更为灵活,相对于燃油燃气船有很多优势,唯一不足的是续航里程受限及初始造价较高。所以在现阶段,充电、换电设施还不具备网格化的条件下,只能在固定距离、固定航线上运行,如定线货船、景区游船、轮渡汽渡、港口作业船、执法船、其他特种作业船等。
江苏船联新能源科技研发的“船联壹号”纯电动货船,经过一段时间的各项试验及技术验证后,会投入到南京南钢码头至南京龙潭港码头之间的物流运输。该航线直线距离约38公里,每天一个来回(一个班次),航行里程约100公里。与燃油船对比的运营经济性测算如下:该航线船舶执行航班的平均航速为8km/h,航行时间为12小时,巡航推进功率150千瓦,日用电功率10千瓦,测算出一个班次能量消耗1920千瓦时,本船配置近2200千瓦集装箱式电池。如采用常规柴油机动力,一个班次需耗油537.6千克0#柴油(按照内燃机油耗 0.28千克每千瓦时计算=0.28x2560)。船舶一年运营330天,总计330个班次,测算出每年能源消耗633600千瓦时,耗油177.41吨/船。单船的运营成本收益比较:
运营成本收益对比和测算(一天一班)
序号 项目 数量 使用成本 备注
1 柴油成本 177.41吨/船年 115.32万元/年 0#柴油6500元/吨
2 购电成本 633600度/船年 31.68万元/年 平均电价 0.5 元/度
根据以上信息,分析如下:
1、由于燃油、电价差,电动船每年成本节约为83.64/年,以及节约柴油机维修保养费5万元/年,合计88.64万元/年;
2、船联壹号是一艘试验船,所以设计冗余度较大,改造成本约850万元。正常同级别的燃油船与电动船相比增加的建造成本约为700万元/艘,而电动船使用所节约的成本为88.64万元/年,折算的回收期为7.9年(700/88.64);
3、上述测算和比较是基于配置2200千瓦电池箱、续航里程为100公里;如果配置改为1100千瓦电池组,续航里程降为50公里,则回收期可降为5.4年。
4、以上对比和测算均不包含拟出台的国家补贴政策和出售炭指标收益以及退役电池约30%的残值。
5.电池组寿命:作为动力电池根据现有的技术及电池材料状况,在正常充放电情况下,使用寿命在10年左右。电池在经过10年左右梯度衰减后,如果电池箱连续10次以上充满率达不到75%的话,该电池箱就不适宜再作动力电池使用了,可以更新作为储能电池使用。
由此可见,电动运输船在短距离、高频次的定班航线上具有较大的成本优势。所以,根据电动船舶的特点,选择与之适应的应用场景,既可以节能减排又有明显的运行成本优势。而且,船员的工作环境也大幅改善,提高安全管理水平。