微風(fēng)習(xí)習(xí)，白云輝映，昨日的連云港港格外忙碌。在超大型船舶靠離碼頭過(guò)程中，國(guó)內(nèi)首艘具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的純電動(dòng)拖輪——“云港電拖一號(hào)”靈巧地在港區(qū)來(lái)往穿梭。自今年8月16日交付試運(yùn)行以來(lái)，穩(wěn)定在充電2小時(shí)可以續(xù)航助泊作業(yè)8小時(shí)，滿(mǎn)足一天作業(yè)需求。

　　這是目前世界上裝船動(dòng)力鋰電池容量最大、推進(jìn)功率最高的新能源拖輪。由港口鴻云實(shí)業(yè)有限公司自主研發(fā)、自主建造，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)多項(xiàng)空白。

　　在加速“雙碳”進(jìn)程的大背景下，制造港作電動(dòng)拖輪只是邁出了港口綠色治理的第一步。未來(lái)，連云港港仍需在岸電推廣、推進(jìn)大氣污染防治、優(yōu)化運(yùn)輸組織方式等方面繼續(xù)努力，向世界一流低碳港口邁進(jìn)。

志在建造國(guó)內(nèi)首艘純電拖輪

　　拖輪是港口拖動(dòng)駁船和協(xié)助大型貨輪靠離碼頭的必備輔助船舶，船身小、牽引力大、操縱靈活。我國(guó)雖是港口大國(guó)，卻不得不面對(duì)尷尬的現(xiàn)實(shí)：港作拖輪核心動(dòng)力設(shè)備長(zhǎng)期依賴(lài)進(jìn)口，且常規(guī)拖輪都以柴油機(jī)為動(dòng)力。

　　自2017年開(kāi)始，港口控股集團(tuán)輪駁分公司直屬企業(yè)鴻云實(shí)業(yè)公司開(kāi)啟自主建造拖輪之路，打響“鴻云制造”品牌。2019年，輪駁分公司在全國(guó)率先提出開(kāi)工建造首艘純電拖輪的構(gòu)想。

　　“4000馬力純電、全回轉(zhuǎn)拖輪的建造，在國(guó)內(nèi)是空白，無(wú)任何現(xiàn)成資料可供參考，尋找最好的動(dòng)力電池技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)是當(dāng)務(wù)之急。”輪駁分公司副總經(jīng)理謝傳斌介紹，隨后公司輾轉(zhuǎn)聯(lián)系到了中國(guó)船舶712研究所、中國(guó)船舶708研究所，一同參與研發(fā)建造。

　　“連云港港造電動(dòng)拖輪是有先天優(yōu)勢(shì)的，而且得到了業(yè)界專(zhuān)家的認(rèn)可。”港口控股集團(tuán)工程技術(shù)部總經(jīng)理胡永濤說(shuō)，2011年連云港港在全國(guó)首次采用岸電技術(shù)，被交通運(yùn)輸部列為全國(guó)首個(gè)低碳示范港。近年來(lái)，連云港港積極推動(dòng)岸電建設(shè)，目前已完成37個(gè)泊位的岸電建設(shè)布置，正好為實(shí)現(xiàn)純電港作拖輪的建造夢(mèng)想奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

　　基于對(duì)“兩山理念”的高度認(rèn)同，無(wú)論是技術(shù)合作單位，還是行業(yè)主管單位，都擰成了一股繩。從技術(shù)支持上，712所、708所等給予了通力保障；從監(jiān)造管理上，連云港海事局、中國(guó)船級(jí)社連云港辦事處、武漢船舶規(guī)范所等給予鼎力支持。純電拖輪的建造，形成了一個(gè)良好的內(nèi)外部協(xié)作環(huán)境。

　　為了推動(dòng)純電拖輪的批準(zhǔn)建造，連云港海事局及時(shí)成立課題組進(jìn)行梳理研究，解決純電動(dòng)拖輪等效適用的技術(shù)法規(guī)依據(jù)等問(wèn)題，為后續(xù)審圖、建造和檢驗(yàn)發(fā)證等工作鋪平了道路。2020年9月24日，該輪成功獲得交通運(yùn)輸部海事局的建造批文。

合力攻克兩大核心難題

　　拖輪建造，涉及流體力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、航海、導(dǎo)航等諸多學(xué)科，綜合科技含量很高。而純電拖輪的船體設(shè)計(jì)，既要考慮節(jié)能問(wèn)題，還要滿(mǎn)足一定推力和航速要求。如何打造節(jié)能拖輪船型，以保證較長(zhǎng)續(xù)航和持續(xù)作業(yè)時(shí)間？

　　在先后對(duì)連云港港既有十幾艘港作拖輪數(shù)據(jù)進(jìn)行認(rèn)真分析、比較的基礎(chǔ)上，鴻云技術(shù)團(tuán)隊(duì)用4種計(jì)算方法反復(fù)論證，不斷修正數(shù)據(jù)。同時(shí)，與708所一起借助網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)查閱、測(cè)繪國(guó)外相關(guān)節(jié)能船型，并與連云港港現(xiàn)有節(jié)能船型加強(qiáng)比對(duì)，最終在2020年上半年推出了船型設(shè)計(jì)圖紙方案。為驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的科學(xué)合理性，團(tuán)隊(duì)還分析了港口近30年風(fēng)況數(shù)據(jù)、近5年海況數(shù)據(jù)，并對(duì)船型開(kāi)展多番仿真試驗(yàn)，終于敲定設(shè)計(jì)船型。

　　船體設(shè)計(jì)結(jié)束，下一個(gè)難題也是核心技術(shù)——?jiǎng)恿τ謹(jǐn)[在了大家面前。

　　“如此大功率的純電池動(dòng)力船，我們還是第一次觸及，船舶艙室設(shè)計(jì)、推進(jìn)形式以及電池布局、安全性、穩(wěn)定性等多重因素，都是必須統(tǒng)籌兼顧的重點(diǎn)。”708所海工部電氣科副科長(zhǎng)陳夢(mèng)說(shuō)。尤其是電池總儲(chǔ)能達(dá)數(shù)兆瓦時(shí)，相當(dāng)于幾百輛汽車(chē)的電量，切實(shí)保證鋰電池系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性顯得尤為重要。

　　“我們集中了研究所的骨干力量，設(shè)計(jì)出了高安全級(jí)鋰電池模塊和鋰電池管理系統(tǒng)，保證了系統(tǒng)的安全性。”陳夢(mèng)介紹。至此，純電拖輪的兩大核心技術(shù)問(wèn)題一一攻破。

　　“秉承‘以人為本’理念，并將‘安全、舒適、節(jié)能’要求融入建造過(guò)程。”港口控股集團(tuán)總裁朱向陽(yáng)多次現(xiàn)場(chǎng)查看建造進(jìn)度，并對(duì)建造工程提出要求。

　　鑒于整個(gè)船體建造要分段進(jìn)行、圖紙要先行分別繪制的實(shí)際，鴻云實(shí)業(yè)引進(jìn)了目前國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的SPD4.0船體分段設(shè)計(jì)軟件。這支“80后”設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)迅速熟悉軟件，快速完成船體分段施工圖，并高效解決設(shè)計(jì)與實(shí)際建造中存在的誤差等問(wèn)題，確保了建造效率、質(zhì)量。

　　鋰電代替柴油機(jī)動(dòng)力，新機(jī)艙與傳統(tǒng)機(jī)艙完全不同。新機(jī)艙是否配員，無(wú)現(xiàn)行法律法規(guī)參照。為此，連云港海事局專(zhuān)題向交通運(yùn)輸部海事局匯報(bào)。交通運(yùn)輸部海事局特派專(zhuān)家現(xiàn)場(chǎng)研討，并最終決定：“純電動(dòng)拖輪是新型船舶，可以就配員減免事項(xiàng)進(jìn)行先行先試。”

　　今年7月底試航時(shí)，“云港電拖一號(hào)”實(shí)現(xiàn)了配員減免試點(diǎn)。

　　建設(shè)一流低碳港口還有很長(zhǎng)的路要走

　　純電拖輪，綠色低碳，如果大規(guī)模投用，對(duì)綠色低碳港口建設(shè)意義非凡。“如果純電動(dòng)拖輪在全國(guó)達(dá)到一定比例，對(duì)促進(jìn)船舶節(jié)能減排、推廣船舶使用岸電，以及推動(dòng)‘雙碳’目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)等，均具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。”港口控股集團(tuán)董事長(zhǎng)丁銳表示。

　　據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)港口現(xiàn)有助泊拖輪超過(guò)700艘，每年消耗輕質(zhì)燃油超過(guò)20萬(wàn)噸，每年排放碳氧化物超過(guò)60萬(wàn)噸、硫化物超過(guò)0.8萬(wàn)噸，相當(dāng)于陸地約30萬(wàn)輛以上家用小汽車(chē)的排放量。

　　在保護(hù)中發(fā)展，在發(fā)展中保護(hù)。據(jù)測(cè)算，雖然純電動(dòng)拖輪的初始投資較常規(guī)拖輪高約25%，但由于油電價(jià)差和柴油機(jī)后期維護(hù)費(fèi)高。從長(zhǎng)期效應(yīng)來(lái)看，純電拖輪運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本將大大降低，投資回收期約3至5年，具有較高的商業(yè)投資價(jià)值，推廣意義重大。

　　“但是，純電動(dòng)拖輪存在的問(wèn)題，跟純電動(dòng)車(chē)存在的問(wèn)題是一樣的。續(xù)航時(shí)間不夠長(zhǎng)，天冷了，掉電比較嚴(yán)重。”輪駁分公司副總經(jīng)理陳紅兵介紹，這種拖輪比較適合近海作業(yè)。

　　規(guī)模化推廣綠色拖輪，只是連云港港建設(shè)綠色低碳港口的新嘗試。雖然連云港港在建設(shè)綠色低碳港口方面起步最早，但經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，岸電利用率仍比較低，尤其是散貨船，很少有用岸電系統(tǒng)的。究其原因，一些船方公司介紹，“岸電價(jià)格較高，船方用電可能比用油還貴，尤其是前段時(shí)間油價(jià)一直較低。”

　　此外，連云港港還需在推進(jìn)大氣污染防治、污水處理、優(yōu)化運(yùn)輸組織方式等方面繼續(xù)發(fā)力，爭(zhēng)取早日躋身世界一流低碳港口。（□ 王文 楊開(kāi)林 張新語(yǔ) 尹靚）