电动船的发展得益于锂离子电池在电动汽车行业的成功,该电池技术也一举成为电动船发展的首要驱动因素。当前,锂离子电池储能系统的关键技术已取得重大突破,船舶电力系统组网技术、船舶电力推进技术、大功率电力并网技术等方面也相继取得大量研究成果,这或将推动我国电动船的发展进入新阶段。
目前,全球在建及营运的电动船包括渡船、近海船、客船、拖船等多种船型。现阶段超过5000吨级的中大型船舶完全锂电化难度较大,会以混合动力型为主。未来船舶锂电化将主要集中在沿江沿海城市渡船与观光船、内河货船、港口拖船市场,部分大中型船舶则使用锂电替代铅酸,进而促进锂电池船用化加速。
从目前市场来看,电动船舶的运营和建造市场主要集中在欧洲市场。由于欧洲在环保意识、法规以及技术方面走在前列,因此是电动船舶的主要运营和建造市场。从运营市场上看,挪威船东Fjord1、Norled、Torghatten Nord等市场占有率最高,其中Fjord1已经建造和计划建造的电动船27艘,占比20%以上。从建造市场上看,挪威Havyard Leirvik船厂,土耳其Tersan、Cemre船厂建造电动船较多,其中Havyard Leirvik建造量最大,市场份额达到13%。
中国近年来也大力发展电动船,国家和地方政府层面相继出台了一系列关于电动船、岸电设施等补贴政策,进而推动船舶电动化数量的快速提升。锂电池是电动船关键部件,可对应电动船舶供应规模的分析。根据统计数据,我国电动船舶锂电池2021年的出货量为151.2兆瓦时,同比增长100%,意味着我国电动船舶行业的供应规模增长迅速。预计在2023年电动船舶电池出货量达到346.4兆瓦时。据统计,2021年中国电动船舶市场规模达到94.8亿元,同比增长12.9%,预计2025年市场规模达到168.7亿元。随着环保政策趋严、动力电池系统价格的不断下降,纯电动船和混合动力船的渗透率将逐步提升,尤其是在城市渡船、观光船、内河货船和港口拖船等领域的使用场景会更加清晰,我国电动船舶锂电化渗透率在2029年预计达到10.68%。
“政策护航+经济性提升”是我国未来发展电动船的主要路径,也就是以国家及地方层面的船舶电动化政策支持为基础,推动示范先行,在适宜场景实现加速替代,同时降低初始投资并开展充换电配套,进一步提升经济性。
首先,国家及地方层面加大电动船舶支持力度。此前,党中央、国务院印发《交通强国建设纲要》,要求推进船舶、港口污染防治, 随后与推广新能源船舶相关的政策陆续推出;工业和信息化部等发布《关于加快内河船舶绿色智能发展的实施意见》,提到要加快发展电池动力船舶,重点推动纯电池动力技术在中短途内河货船、滨江游船及库湖区船舶等应用。未来国家及地方层面支持政策的不断丰富,将有效推动电动船舶示范先行,提升细分场景的渗透率。
其次,提升经济性以实现适宜场景的快速渗透。据测算,在全生命周期经济性维度下,电动船在部分场景已具备成本优势。按照船舶营运年限30年、电池寿命10年开展电动船和燃油船的全生命周期经济性测算,以百吨级客船为例,尽管初始购置成本高于燃油客船,但运营成本低,电动化收回增量成本周期仅5.1年。
此外,大力发展电动船舶关键技术。船舶电动化一方面带来电池系统、推进系统和电控系统代替传统燃油驱动系统等的变化,另一方面需要增加岸电充换电系统。现阶段应主要围绕船用电池系统、 船舶推进系统、大容量动力管理技术、纯电池组网与控制技术、系统监控与运维技术、岸电高效充换电技术这六大关键技术持续开展升级,核心是降本增效,增强技术的可用性与经济性,实现规模化推广应用。(岚雯)