刚刚入港的新世纪 198 号货轮停靠在煤炭港区 码头,几位船员正有条不紊地将码头上粗重的电缆 接入船中,用岸电为船舶提供靠岸期间的电力。储存在国内最大规模筒仓群中的煤炭,经由长长的传送带送至装船机,然后装载上船。第二天,满载国家能源集团优质煤炭的新世纪 198 号将驶往大连港。
国能航运是国家能源集团一体化运行的航运板块,目前自有船舶 61 艘、332 万载重吨,年运能 8000 万吨,除去为国家能源集团自有电厂用煤提供 海运及进江二程运输外,还与国电、华能、华电等 五大电力企业及华润、浙电、粤电等国内知名电力能源企业建立有战略合作关系,在煤炭水运量方面 持续 5 年稳居国内沿海散货运输量第一。公司船队规模、固定资产总额、干散货运输能力、运输量等均位列国内航运企业前列。
进入新时代,全球航运业的发展朝着绿色化、智能化方向迈进。国能航运深刻认识到,航运业不仅要聚焦于运量的增长,还应注重发展方式的转变。公司紧扣时代脉搏,一面率先在国内开展以岸电、甲醇燃料替代为主要内容的绿色航运,一面精心布局基于物联网、大数据等的智能航运,以一艘艘巨轮,在波澜壮阔的江海之间绘制出一幅绿色智能发展航图。
船舶岸电“领跑者”
以往船舶在靠港时,船舶副机消耗燃油为船舶 设备提供电力供应。以 5 万吨级的散货船为例,每 天需要燃烧 2 吨左右的燃油,会产生大量二氧化硫、 氮氧化物、烟尘和二氧化碳等有害温室气体,对港口周边环境造成严重环境污染,对低碳绿色发展产 生极大制约。船舶岸电是一种从陆地电网引电的模式。在船舶停靠期间,接入港口专用电缆,用岸电 代替传统柴油发电,以电代油,可以从源头减少大 气污染物排放,是改善空气质量、减少碳排放的有 效措施。
党的十八大以来,“绿水青山就是金山银山”理 念日渐深入人心,绿色发展成为国民经济发展主基调。国能航运为深入贯彻国家节能减排和大气污染防治目标,在国内航运企业率先进行船舶加装船载岸电设备的研发和技术改造。公司于 2012 年开始开 展“船用岸电设备研制”项目的研究开发工作,并 在“神华 501”轮上成功进行应用验证,“神华 501” 轮也成为第一艘获得中国船级社高压岸电附加入级 符号的沿海散货船。
之后,国能航运响应国家能源集团“建设科技创新型资源节约型企业”号召,加快推进船舶岸电设备安装项目进度,积极实施科技研发成果转化, 在船队中大力推广加装船载岸电系统,先后投入 1.2 亿余元为公司全部 61 艘船舶安装高 / 低压船载岸电 设备,并全部通过中国船级社检验,取得船舶岸电的附加入级符号,实现靠泊期间常态化使用,成为首家所属国内沿海散货海船全部配备船载岸电设备的航运企业,并成为配备岸电设备数量最多的国内沿海散货船队。
岸电的使用,使国能航运取得了显著的节能减 排效果。自 2012 年“神华 501”轮首次靠泊黄骅港 使用岸电以来,公司船舶共使用岸电 1693 航次、9.49 万小时,1924.68 万度电,减少燃油消耗约 5250 吨, 减少大气污染物排放约 16453 吨,其中二氧化碳减 排约 15968 吨、二氧化硫减排约 179.8 吨、氮氧化物减排约 438.1 吨、烟尘减排约 7.8 吨,港口空气质量比使用岸电前有了大幅度提升,实现了海天相 映、蓝天常在。
公司岸电推进工作在行业内获得一致认可,下 属国能远海航运有限公司船舶高压岸电和燃油单元 电加热器节能环保综合应用技术改造项目获得 2018 年国家能源集团奖励基金二等奖;下属天津国能海 运有限公司获得交通运输部靠港船舶使用岸电 2016- 2018 年度专项奖励。
2022 年,国能航运船舶靠泊码头使用岸电次数、 时间和用电量继续排在国内沿海散货运输公司首位, 在交通部下发的《关于 2022 年 12 月协同推进沿海 内贸干散货船舶靠港使用岸电情况的函》中,国能 航运的船舶岸电使用量占国内沿海散货船总使用量 的 76%。公司船队安装使用岸电的经验还被刊登在交通部天津水运工程研究院《协同推进沿海内贸干 散货船舶靠港使用岸电工作动态信息》上,作为先 进典型向同行业进行分享,起到了良好的示范作用, 为国家绿色航运发展作出积极贡献。
甲醇燃料“排头兵”
近年来,面对气候变化带来的诸多挑战,各国政府及各行业都在积极寻求低碳转型路径。在航运业,推动以清洁燃料替代排放较高的化石燃料,是达成减污降碳目标的优选方案。其中,甲醇因生产原料广泛、储运便捷,且具有清洁低碳的属性,成为备受全球航运业瞩目的新型替代燃料。
研究发现,全球航运业每年排放的二氧化碳和 空气污染物超 10 亿吨,对环境影响巨大。如果使用甲醇,能够将这些排放减少 60% 以上,其中氮氧化物减少 80%,硫氧化物减少 99%,颗粒物减少 95%, 二氧化碳减少约 20%。此外,甲醇还是一种透明、可生物降解的液体,当溶于水时,不会损害水生态系统, 具有极高的安全环保特性。国际航运巨头目前均积 极布局甲醇燃料,截至 2022 年底,全球甲醇动力船 舶订单总数已经突破百艘,甲醇成为未来最具前景 的航运燃料之一。
国能航运引国内航运业燃料甲醇替代之先,已完成旨在减少碳排放和大气污染的甲醇 / 柴油双燃料动力智能化长江内河散货方案,为我国早日实现 “双碳”目标助力。
公司根据甲醇 / 柴油双燃料电力推进散货船的 技术特点,针对性地开展船舶的主尺度及总布置优 化、多工况线形优化设计、结构优化设计、高效推 进器与节能装置设计等研究,形成甲醇 / 柴油双燃 料电力推进散货船总体设计方案和甲醇燃料加注、 储存、驳运和供应全套系统。针对船体总体布置和基本设计方案进行全面风险分析,从安全性、维修性、 操作性等角度,开展甲醇燃料应用安全性设计研究, 研究不同加注模式、不同船型下甲醇燃料加注的工 艺流程与操作规程,提出适用于甲醇加注作业的安 全评估方法及安全保护措施,形成船舶甲醇燃料加 注作业指南,为船舶应用甲醇燃料提供指导。
经过一系列科技攻关,国能航运率先实现国 内完全自主知识产权的 600kW 甲醇 / 柴油双燃料发 动机首次在船舶上应用。该双燃料发动机直接驱动 十二相交流整流发电机,在稳定输出 1000V 直流电 前提下,可根据负荷率和原动机燃料消耗特性对原 动机转速进行优化,实现发电机变速运行,始终工 作在较优效率点,提高了系统运行效率、降低了燃 料消耗,相比传统主机直接推进船舶,能耗约降低 15%。据估算,采用甲醇 / 柴油双燃料,每船每年可 减少柴油消耗约 400 吨,如使用绿色甲醇,将实现 燃料全生命周期零碳排放。
国能航运这一创新项目,引领了甲醇燃料在船 舶能源产业的有序发展,成为我国航运业名副其实 的绿色燃料“排头兵”。
智能航运“领航员”
党的二十大报告提出,要“加快建设交通强 国”“加快发展数字经济,促进数字经济与实体经济 深度融合”。当前,随着全球进入“工业 4.0”,以及以互联网、区块链、大数据、人工智能、物联网 为代表的新技术、新应用、新业态蓬勃发展,智能 航运已成为航运业发展的必然趋势。作为航运新业态,智能航运是我国推进交通强国建设的重点领域, 更是构建和完善现代综合交通运输体系的重要内容。 国能航运积极筹谋布局智能航运业务,在长江内河 航线上率先设计使用船舶智能系统。
长江内河航线的船舶通行密度大,造成航行危 险性较高;加之内河船建造要求相对较低,大多缺乏自我感知能力和环境感知能力,航行基本上靠船员目测观察,易出现船员对周边环境判断出现偏差而造成船舶安全事故。运用先进的智能感知系统, 可增强船舶自身和对周边环境的感知能力,减少人为误操作,提升船舶航行安全与运行安全能力。
2023 年 6 月,国能航运开始建造国内首艘甲醇 双燃料直流综合电力推进智能散货船。公司以物联 网体系构建为基础,工业数据和群体协同应用为核 心,借助高通量卫星通信、北斗定位导航,以航运 的安全、经济、环保、高效等为建设目标,结合长 江内河航运特点,对当前航运背景下的船舶智能机 舱、智能能效管理以及智能航行和辅助驾驶系统技 术发展趋势和应用模式进行研究,针对业务需求进 行船舶智能化系统总体设计,以高性能稳定的信息 采集模块研制支持营运船舶物联网体系基础构建, 配备包括健康管理系统、能效在线智能监控与能效 评估、智能能效优化控制与能量管理、核心设备智 能诊断等机舱智能化系统,以及黑光夜视视觉、目 标识别辅助、视觉现实增强、智能避碰技术等智能 航行和辅助驾驶系统。先进的设计极大增强了船舶 自身和对周边环境的感知能力,可显著提升船舶航 行安全与运行安全能力。该智能船舶项目在国内内 河航运领域属于首创,可谓智能航运“领航员”,有 望带动国内智能航运发展新浪潮。
国能航运坚持以建设交通强国为目标,以建设 美丽中国为理想,用更加绿色、更加智能的方式源 源不断地将优质煤炭等重要资源运送至全国各地, 为国家发展提供重要的能源动力。碧水蓝天之间, 绿色巨轮昂首远行。