记者 邝展婷
从最初的小型游船、渡船、公务船，逐步发展到大马力拖船，乃至主力运输船，内河船舶的绿色动力应用正在从舒适性要求较高的小型客船向市场更大的货船等船型市场延伸。不过，在这一推广应用过程中，依然存在“怕、贵、难”问题。只有解决了航行安全焦虑、航行效率焦虑、续航里程焦虑等“怕”的问题，以及涉及产业模式欠成熟和上下游配套保障不足的“贵”和“难”问题，电动船发展才能真正避免“曲高和寡”，实现良性发展。在近日举办的2023世界航海装备大会内河船舶绿色智能发展专题论坛上，业内专家介绍了当前我国内河纯电动船舶的发展情况，剖析了推进纯电动船舶技术在内河航运市场推广的障碍和应对策略。
产业发展：
改变“小、散、乱”局面
电气化是我国沿海内河船舶发展的重要方向，并且得到了各方的大力推动。2019年，中国船级社（CCS）发布了《纯电池动力船舶检验指南》，第一艘入级CCS的纯电动客船“君旅号”交付，工业和信息化部正式立项“绿色智能内河船舶创新专项”，内河绿色智能船舶进入了快速发展阶段。2022年，工信部等五部委发布《关于加快内河船舶绿色智能发展的实施意见》，提出到2030年，内河船舶绿色智能技术全面推广应用，标准化、系列化绿色智能船型实现批量建造，初步建立内河船舶现代产业体系，进一步明确了内河船舶应用绿色动力技术的迫切性。
目前，电池动力技术已经在内河、江海直达或沿海船型上进行了应用，包括客渡船、内河游船、作业船、公务船、港口拖船、散货船等船型。统计数据显示，截至2022年，国内电动船保有量已达287艘。但这与“内河运输船舶数量10.95万艘，净载重量1.5249亿吨（2022年数据）”的整体规模相比，仍然只是“九牛一毛”。
中国船舶集团有限公司旗下第七四研究所系统总体部主任助理吴国栋认为，我国内河电动船舶应用存在“小、散、乱”的问题，缺乏顶层策划和统筹规划。中国船舶科学研究中心实船试验与船型研究部副主任魏锦芳指出，绿色动力装置与系统是实现零碳的根本路径，倡导内河船舶的绿色化和智能化应满足不同场景需求，具有完备的产业链供应链，并实现良性可持续发展，而这需要统筹规划。
技术进步：
提升安全性、实用性
经过多年发展，我国电动船发展取得了显著进展。10月19日，扬州中远海运重工有限公司建造的全球首制江海直达700TEU纯电池动力集装箱船首制船顺利完成试航。该船由我国自主设计研发建造，拥有自主知识产权，总长119.8米，型宽23.6米，配载了可更换的36只船用集装箱式电池作为动力源，电池容量达到57600千瓦时，在纯电动集装箱船装箱数、载重吨以及电池容量方面均处于世界领先水平。
不过，纵观近几年来电动船的推广情况可以看出，电池动力应用于船舶存在“怕、贵、难”问题。
“怕”体现在航行安全焦虑、航行效率焦虑、续航里程焦虑等方面。对于这一技术问题，业内专家介绍说，我国在船用电池技术上已经有了相应的技术储备与应对策略。中国船舶集团第七一二研究所副总工程师周凌辉认为，针对动力电池安全性问题，可通过多层级安全设计构建本质安全型的锂电池系统，防止热失控扩散；选用优质电芯产品，并为电芯提供良好的工作环境；建立电池系统的监控平台，对电池运营过程中的风险进行预警。
据介绍，七一二所的专利技术“一种浸没式冷却电池模块”已经通过了主动热失控及外部火烧试验验证，正在研发的新一代电池包，更是有望在保证现有能量密度的情况下在恶劣的环境中（如环境温度接近50摄氏度时）正常使用。当前，动力电池正在向能量密度高、功率性能优秀、快速充放电能力强、安全性好、工作温度范围广的方向发展，正极材料、负极材料、电解液等能源材料的研发也在不断推进当中，技术进步可以为电池带来更广阔的应用空间。
由电源、变配电、推进、控制及辅助等子系统组成的动力系统复杂、设计难度大，安全性问题也是业内忧虑的焦点之一。吴国栋介绍说，目前电动船动力推进技术已经发展到直流综合电力系统阶段，可基于直流综合电力系统进行多绿色能源综合管理应用，实现高效、高性能集成式电力驱动。此外，本质安全系统集成设计、安全可靠的设备以及运维训保障体系的建立，利用数字化、信息化、智能化技术，依托数据积累，构建运—维—训一体式保障体系，也能在相当程度上提升新能源动力系统保障水平。
随着技术的不断迭代，电动船的续航里程也在不断增加，换电式纯电池动力解决方案、混合动力解决方案等技术已经有了实船应用。如10月19日完成试航的全球首制江海直达700TEU纯电池动力集装箱船，就采用了换电式纯电池动力解决方案，最高航速19.4公里/小时，续航里程达380公里；吊装一块电池只需不到10分钟，减少了90%以上的电池能量补给时间。而混合动力解决方案则有中国船舶集团旗下船厂建造的13800吨不锈钢化学品船“金海瀛”号、“金海洲”号，采用清洁能源发电机组电力推进和混合动力系统，实现了柴电联合推进、多模式机桨匹配、交直流系统综合保护，在节能减排的同时提升了船舶续航里程。
产业变革：
解决产业模式、配套保障问题
而“贵”和“难”，则是产业模式和上下游配套保障的问题。宁德时代新能源科技股份有限公司董事长曾毓群认为，绿色航运的全图景意味着从船舶到港口的全链脱碳，上下游链条深、利益牵扯面广，整个产业的低碳转型需要社会各界的共商、共建，知行合一。
船舶绿色动力发展带来了产业变革，岸电充电、氢燃料加注、液化天然气（LNG）加注等多种能源形式的加注需求，给配套环节带来新的商机；以清洁能源主机、动力电池、动力系统集成、直流组网驱动模块、推进器、融资租赁服务等产业链上下游组成的新型绿色产业链，正在逐渐替代传统产业链，焕发出内河船舶产业链新的生命力。但业内专家指出，在技术下沉的过程中，绿色动力“曲高和寡”的现象不容忽视。根据电池容量不同，目前电动船初期投资一般高出传统燃油船舶20%~30%，其中电池动力系统最高占船价的50%~60%。这样的投资压力，意味着内河船舶的绿色动力应用很难得到占比较大、资金实力不足的中小型航运企业的认可与选择。
业内专家认为，要推动包括船舶电气化在内的船舶绿色动力化，应尽快推动产业变革，实现跨行业产业链互补共建、规模效应共享；通过绿色基金等资本支持，推动规模化产业效应的形成。通过整合上下游产业链，扶持一批真正拥有自主知识产权的国内企业快速成长为行业头部企业，并以头部企业为引领，组成跨行业、覆盖全产业链的产业联盟，进一步推动技术体系的完善、行业标准的确立和商业模式的革新。
同时，电动船运维以及管理模式也亟待升级。一方面，当前电动船处于快速发展阶段，动力电池系统全寿命周期服务体系尚不完善，电池从研发设计、原材料采购、生产制造、质量检测与验收、集成与应用、使用与维护、退役与二次利用到最后的回收与再生各个环节还没有形成全面的标准体系，尤其是退役与二次利用、回收与再生，还没有绿色环保、行之有效的技术方案；另一方面，内河河道窄、弯道多，过船间距小、容错空间小，船员对新能源动力系统使用经验少，如何提升船员素质水平和技能水平，是行业面临的共同考验。
此外，检验环节同样需要根据新技术的需求构建新的检验规则、试验规则、管理规则、监管规则。魏锦芳指出，绿色动力装置与系统是实现零碳的根本路径，而新技术的测试验证是船舶绿色智能化走进现实的必要支撑。CCS科技工作委员会副主任罗肖锋也倡议，应构建数字化规范体系、电动船舶数字化辅助检验系统等数字化解决方案。吴国栋建议，可以构建传统运维+岸基支持+规范监管的协同运维模式。
今年9月，交通运输部海事局印发了《关于加强电池动力船舶船员培训管理有关事项的通知》，进一步加强电池动力船舶安全管理，提高电池动力船舶船员专业技能和应急反应能力。长江海事局则印发了《电池动力船舶船员培训指南（试行）》，为电池动力船舶航运公司船员培训提供指导，保障船舶安全及新业态的健康发展。业内专家表示，可以看出，管理部门也在加快提升电动船舶的管理水平，而这些指南，也为电动船推广过程中的人员培训问题指明了解决方向。