觀點|船舶電氣化的那些設計亮點和技術優勢

為了滿足日趨嚴格的環保要求,航運業一直在不斷挖掘新的脫碳潛能,而電池技術的快速發展和應用則為船舶減少燃料消耗和降低廢氣排放帶來了新的希望。近年來,各種類型的電池動力船舶陸續下水,向業界展示了船舶電氣化蘊藏的潛在價值。與此同時,船用電池技術開發商也在持續優化電池系統性能表現,為船舶提供更加安全、可靠的創新電池動力解決方案。

作為世界領先的能源存儲方案提供商,加拿大SHIFT清潔能源公司(SHIFT Clean Energy,以下簡稱“SHIFT”)推出了號稱全球最安全的基于鋰離子電池的能源存儲系統(ESS),已獲得多家船級社型式可,可為混合動力和全電動渡輪、拖輪、海工船以及大型混合動力游艇等多種船型提供動力。僅在今年,SHIFT就參與了多個走在行業前列的船舶電氣化項目。近期,新加坡首艘全電動貨船“Hydromover”號舉行了龍骨鋪設儀式,該船將使用SHIFT研發的PwrSw?p技術,成為首艘可更換電池的全電動船舶,實現經濟和環保的雙贏,該技術還吸引到了其他100多艘船舶的興趣。此外,SHIFT還與新加坡船舶設計公司SeaTech、石油貿易商Vitol合作打造新加坡首批混合動力燃料加注油輪,將配備SHIFT能源存儲和電池管理系統。SHIFT還與新加坡海工服務供應商Vallianz以及SeaTech等合作伙伴共同啟動了亞太地區首艘全電動、零排放港口拖輪的設計、建造項目。據了解,SHIFT目前已被選擇為17艘混合動力或全電動拖輪提供能源存儲系統,進一步促進航運業向零排放發展。

清潔能源存儲方案受到航運業的歡迎反映出了電池動力船舶的發展浪潮,在此背景下,大型遠洋船舶電氣化的可行性也成為了業界關注和探索的方向。今年7月,幾位研究人員發布論文稱,商用電池成本的快速下降使全球40%以上的集裝箱船運輸有望在未來十年內實現完全電氣化。船用電池技術的應用前景及其安全性能一直是大家關心的問題,亟待專業人士來答疑解惑。日前,在接受本刊記者專訪的過程中,SHIFT創始人兼首席執行官Brent Perry向我們介紹了該公司能源存儲系統的設計亮點和技術優勢,并分享了他對船用電池動力的重要作用、在大型遠洋船舶上的應用潛力以及船舶電氣化面臨的挑戰等問題的專業解讀。

觀點|船舶電氣化的那些設計亮點和技術優勢的圖1

問:請您介紹一下SHIFT目前推出的船用電池產品和服務。


答:SHIFT是一家可再生能源解決方案提供商,全球領先的能源存儲方案是我們系統的基石。SHIFT既提供混合電動系統,也推出了全電動系統,為客戶盡可能快地實現2050全球減排目標提供了強大支持,有效地保證了合作伙伴能夠經得起未來幾十年發展的考驗。如今,SHIFT關注的焦點是,在一切可行的情況下助力實現操作系統的零排放目標。SHIFT既提供固定電池,也通過PwrSw?p服務提供可更換的電池。我們的固定電池具有模塊化、可堆疊的設計特點,并且能最大限度地減少空間占用量。一直以來,為各種不同類型的船舶和不同類型的客戶量身打造解決方案對我們來說都至關重要。我們的技術能夠幫助客戶實現脫碳,同時,我們的系統也易于實施,而且經久耐用。

問:SHIFT船用電池系統應用了哪些創新技術,具有怎樣的特點和優勢?


答:SHIFT在液體冷卻技術領域處于世界領先地位,最近我們還推出了世界一流的鋰電池能源存儲系統火災預防能力。這是SHIFT能源存儲系統的一個獨特功能?!癝HIFT FireStop”冷卻系統融合了其領先的火災探測系統,該系統在每一塊電池上都配備了溫度和電壓傳感器,無論系統的總體規模如何。 


我們一直在不斷推動自身技術向前發展,并且十分關注與行業創新者建立合作,同時,我們的技術也深深植根于可靠性。我們的團隊擁有超過40年的海運從業經驗,我們的技術設計旨在解決行業痛點。脫碳是我們的核心所在,與此同時,我們也致力于為客戶節省時間和金錢,并且始終以安全為主導。我們的PwrSw?p訂購服務是業界首創,這種電池更換服務使得船舶能夠根據實際能源需求來獲取相應的電量,從應用的第一天起就為客戶節省成本。通過PwrSw?p服務,客戶得以立即開始節省資金,同時減少或消除他們的排放,并使船舶無縫過渡到混合動力或全電動運行模式。 

問:您認為船舶應用電池動力能帶來哪些益處?


答:船舶應用電池動力對于環境的益處怎么強調都不為過。船舶領域的電氣化是我們實現2050氣候行動目標的關鍵。以電池為動力的儲能系統使船舶能夠立即實現脫碳,而且還可以支持其他低碳解決方案的實施。無論是氨還是綠氫,每一種清潔燃料都需要通過一個儲能系統來發揮作用。此外,全面電氣化還可以從時間和金錢兩個方面降低成本。柴油價格昂貴,并且需要花費數個小時來補充燃料,而電池動力則可以立即消除船舶整個使用期限內的燃料成本。電氣化還能幫助客戶通過領先的儲能系統實現其氣候行動及環境、社會和公司治理(ESG)目標,同時改善其日常運營和成本效益。

問:船舶電氣化在航運業脫碳進程中將發揮怎樣的作用?


答:船舶電氣化對于航運業脫碳而言是絕對必要的。目前,航運業直接構成了世界上近3%的溫室氣體排放,隨著全球貿易的擴張和其他行業化石燃料消耗量的減少,航運業產生的碳排放只會進一步增加。根據預測,到2050年,航運業在世界溫室氣體排放總量中的占比可能會達到17%,甚至更多,除非我們現在立即采取行動。坦率地說,如果不能實現航運業的電氣化,我們就無法達成將國際航運業排放降低50%的目標。我們想讓大家明白的是,實現這些目標所需的技術當下已經存在、可用。我們的系統很容易實施落地,相關技術也已經得到了測試和驗證。

問:根據SHIFT船用電池系統在航運業的應用現狀,您認為電池動力船舶的市場需求和前景如何?對于進一步推動船舶電氣化您有何建議?


答:盡管船舶電氣化蘊藏著無限的可能性,但很重要的一點是,我們要以明確的商業化角度來探討電氣化,而且作為電氣化和去碳化進程的一部分,我們應當始終為最終用戶提供價值。隨著越來越多同行看到電氣化從整體上為我們的行業和全世界帶來的不可思議的好處,電力存儲系統的需求正在不斷增長。在船舶電氣化方面,最大的挑戰就是行業對變革的抵觸。船舶行業已經建立、發展了數百年,每當涉及到采用所謂的新生事物時,業界都會猶豫不決。歸根結底,我們的行業還需要一定的引導,業界需要了解電池動力的能源存儲系統將如何為企業及環境帶來益處。應用電池動力是未來的航運發展方向,我們需要船舶跟上這一趨勢。如果我們想要緩解氣候變化,把握時間至關重要。

問:您如何看待電池動力在大型遠洋船舶上的應用潛力?


答:電池將成為動態電源提供形式,即使在大型遠洋運輸工具上也是如此。從實現電壓和頻率的平衡,到提供“黑啟動”連續性,再到承擔第一響應動態電源的角色,應用電池具有極大的好處。這些因素對于促進遠洋船舶電氣化都起著關鍵作用。當燃料電池能夠作為充電系統為船舶航程提供支持時,我們就將迎來第一批零排放船舶。遠洋船舶絕對可以實現電池混合動力的應用,這將極大地降低這些船舶的排放和成本,對于整個地球以及船舶的盈虧底線都有利。

問:您認為當前發展船舶電氣化還面臨著哪些挑戰,尤其是船上電池火災的預防和應對,能否分享一下SHIFT在該領域的先進經驗?


答:安全是一大挑戰。船用電池起火是我們行業面臨的一項巨大危險,而安全是我們公司一切工作的核心。我們的CellCool(電池冷卻)系統可以確保能源存儲系統中的每塊電池都能在最佳溫度下運行,不會產生過熱和起火的風險。從本質上講,每塊電池都被包裹在各自的冷卻液中,從而可扭轉單個電池或電池組內發生熱失控事件的局面。在過去的一年中,我們在羅德島和卑爾根地區開展了多次電池起火針刺測試,我們將釘子刺入我們系統的電池中,盡管能量輸出達到了1000攝氏度,它們依然保持著良好狀態。這種業界領先的電池測試是我們行業有史以來開展的首例。我們對自己的技術感到非常自豪,我們致力于不斷對技術進行測試,從而證明其無與倫比的安全性能。一旦涉及到安全問題,透明度是沒有商量余地的。


另一項挑戰是可靠性。能源存儲系統要比燃料驅動的推進器更加可靠,不過這必須要體驗過才能理解,在此之前,很難設想出比柴油更可靠的技術,但實際上電池要可靠得多,而且大大降低了交付的風險。  

問:除了鋰離子電池之外,業界也在探索新型電池技術,SHIFT未來是否會考慮開發其他替代電池技術?


答:作為一家提供解決方案的公司,SHIFT致力于為業界提供最安全、最低成本和最有益的脫碳解決方案,同時也有利于企業提升其盈利表現。我們一直在十分積極地探索、尋找有望實現商業化并且能夠引進到船舶領域的新技術。

本文來自:中國船檢

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