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破解港口污染问题的岸电系统 绝不是从岸上电网拉两根电线这么简单

来源:上观新闻发布时间:2017-07-01

上海市绿色港口岸电示范区建设已经正式启动,这为全上海港口实现节能减排目标树立了标杆模板,也为我国推动港口升级转型、发展绿色港口提供了“排头兵”的示范效应。

船舶到岸,马达轰鸣,集装箱被有条不紊的装载卸下。然而,物流便利却带来了另一种困扰,浓烟、废气、可吸入颗粒等时刻污染着洁净的港口。有没有办法既能保证港口船舶通畅运行又同时可以保护环境?

记者从正在举行的上海节能宣传周上获悉,在锅炉清洁能源替代基础上,上海正在交通领域积极推进港口岸电替代化石能源。

绝不是从岸上电网拉两根电线这么简单

究竟何为岸电系统?其实,去过港口码头的人都会注意到,随着一箱箱货物卸下运走的同时,为保证船舶的基本运行和装卸货物的顺利,轮船引擎并不会熄灭。随着大功率辅助柴油机的轰鸣,大量的一氧化碳、二氧化碳、硫氧化物、氮氧化物以及可吸入颗粒物等被排放到港口的空气中,造成了港口空气的严重污染。

相对于万吨巨轮,家用车的排放真是“小不点”。据国际海事组织IMO预估,每年船舶业排放约11亿吨二氧化碳以及约1600万吨硫氧化物,分别是全世界汽车排放量的2倍以及200倍。并且,这个数字还在持续增长中。例如,一艘排量10万吨以上能够装载12000标准集装箱的远洋巨轮每天需要消耗350吨船用重油,按照国际平均2.7%的硫化添加物计算,每天大约排放19吨的SOx,按照每年行驶300天统计,其硫氧化物排放量达5700吨,简直就是海上移动的小型“火力发电厂”。

为应对港口污染问题,世界各国都在寻求解决之道。2000年,瑞典的斯德哥尔摩率先设计安装了高压岸电系统,此后欧洲和美国的港口开始逐渐采用了这种技术。

所谓岸电技术,就用岸基电源替代柴油机发电,直接对邮轮、货轮、集装箱船、维修船舶等供电,以减少船舶在港口停泊时的污染排放。听上去岸电技术只是用岸上的电来替代船上的柴油发电机,但这绝不是从岸上电网拉两根电线这么简单。首先,岸电码头是高温、高湿、高腐蚀性的恶劣用电环境。其次,各个国家用电的频率不尽相同,例如美国等都采用60HZ交流电,与我国的50HZ频率不匹配。同时,各个吨位的船舶需求的电压和功率接口也不同,电压需要满足从380V到10KV的跨度,功率也存在几千伏安到十兆伏安以上的不同需求。此外,各个公司船舶对外接口不同,岸电技术要能主动检测和适应不同的接口,以满足不同公司船舶的需求。

可以说,岸电技术是一门新兴的综合的系统解决工程,要针对不同实际情况提供不同船舶供电方法。

绿色港口建设势在必行

节能减排是国家战略举措,特别针对船舶港口污染的问题,国家提出了港口转型升级的战略,上海也提出建设“绿色港口”的口号。显然,岸电技术是实现港口绿色减排的重要途径。 根据国标GB20981-2007的规定限值,船上柴油发电机每千瓦时的污染物排放量为3.5克一氧化碳,1克碳氢化合物,6克氮氧化合物,以及0.2克可吸入颗粒物,共计10.7克,再加上按照2%硫化添加物计算的船用混合燃油所产生的9.8克硫氧化物,船上柴油发电机每千瓦时废气总排量为20.5克。以此测算,如果用岸电技术为一艘在港负荷为5MVA的货船的供电,每小时可减少污染排放122.5千克。船舶一次靠港约20小时,可减少污染排放2040千克。

如果你生活在港口周边,岸电技术不仅能有效“洁净”你每天呼吸的空气,而且还直接大幅减少港口船舶的噪声污染。

从产业发展来看,岸电系统是新兴朝阳产业。国外的岸电技术起步早,发展相对于成熟,ABB公司的岸电产品占据主导地位。据上海电动工具研究所相关技术人员介绍,我国岸电技术起步稍晚,最开始的应用主要集中在内河的小型船舶岸电供电。“这种岸电电源电压低、功率小、不需用变频,技术相对简单。但随着环保压力的不断增大,迫切需求对接于大型港口的额高压高功率可变频的岸电技术。”

为促进我国自主岸电技术发展,从“十二五”起,交通运输部就将“推广靠港船舶使用岸电”作为节能减排领域“十大重点工程”之一予以推广应用,并发布一系列扶持政策。有了政策的扶持,我国岸电技术快速发展起来。除了原有的低电压低功率设备,高电压高功率的高技术装备也逐渐开始应用。

日前,上海市绿色港口岸电示范区建设已经正式启动,这为全上海港口实现节能减排目标树立了标杆模板,也为我国推动港口升级转型、发展绿色港口提供了“排头兵”的示范效应。

作为岸电设施标委会主要发起人,中国电器工业协会《岸电设施》团队标准的主要起草人,上海电动工具研究所设计研制的上海洋山四期5MVA岸电系统和上海吴淞口国际邮轮码头16MVA岸电系统双双入选示范区工程。其中,吴淞码头16MVA岸电系统已经进入总调试阶段,是目前中国最大容量的岸电设备之一。其采用模块化设计,可方便向上扩容向下兼容不同功率的岸电电源需求,并具有在线故障退出功能、瞬间闭环技术和低电压穿越功能等优势,其自主技术走在国内前列。