淺談港口發(fā)展岸電技術(shù)的效益研究

摘 要： 隨著(zhù)可持續發(fā)展戰略的不斷深化,各地對于節能環(huán)保工作的重視程度越來(lái)越高,并結合所在區域特點(diǎn)落實(shí)了一系列的節能環(huán)保措施,意在提升自身發(fā)展的可持續性,而岸電技術(shù)就是在這種情況下誕生的,在港口城市當中對岸電技術(shù)加強應用,能夠使船舶靠岸期間的污染問(wèn)題得到有效的控制,這對于港口環(huán)境問(wèn)題的具有積極作用。因此,本文圍繞港口發(fā)展岸電技術(shù)的效益研究及應用進(jìn)行討論,對落實(shí)該項技術(shù)的綜合效益進(jìn)行研究和分析,并對其應用展開(kāi)相關(guān)論述,希望能夠對岸電技術(shù)的有效推廣和應用提供一定的支持。
 
關(guān)鍵詞： 港口；岸電技術(shù)；效益研究；應用
 
0 引 言
隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展,國家海上貿易日漸頻繁,在推動(dòng)國家經(jīng)濟發(fā)展的同時(shí),也帶來(lái)了一定的環(huán)境問(wèn)題,而為了使這種問(wèn)題得到有效的改善,港口岸電技術(shù)應運而生,其主要是在船舶進(jìn)入港口停放期間使用岸上電源進(jìn)行供電,使船舶的照明、通風(fēng)、通訊以及泵組等用電需求得到有效滿(mǎn)足,這樣能夠有效減少船舶輔機燃油發(fā)電造成的污染物排放,對于港口生態(tài)環(huán)境的保護具有積極的作用,能夠為綠色港口建設目標的實(shí)現奠定堅實(shí)的基礎。因此,有必要針對相關(guān)內容進(jìn)行深入的研究。
 
1 淺析港口岸電技術(shù)
所謂的岸電技術(shù),就是在船舶進(jìn)入港口以后,停止自帶發(fā)動(dòng)機的應用,接入陸地電源,利用陸地電源對船舶當中的各項用電需求加以滿(mǎn)足,而該項技術(shù)的應用主要是由岸電系統作為支撐的,該系統由兩部分構成,分別為港口供電系統以及船舶變電系統,港口供電系統的電源通過(guò)變壓、變頻,實(shí)現輸入供電的轉化從而滿(mǎn)足船舶的電源需求,具體需要通過(guò)輸送棧橋以及電纜溝等設施,在港口進(jìn)行高壓電纜的敷設,并使用高壓接線(xiàn)箱與船舶進(jìn)行連接,經(jīng)過(guò)船載變電站進(jìn)行變壓處理以后,實(shí)現船舶的有效供電。而港口在發(fā)展岸電技術(shù)的過(guò)程中需要對相關(guān)改造工作加以落實(shí),首先,要對港口進(jìn)行電力增容建設,確保港口能夠具有較高的功率裕度；其次,要對功率較高的變頻電源進(jìn)行裝設,以此來(lái)滿(mǎn)足多種用電需求；再次,要對港口布局進(jìn)行合理規劃,對岸電電接點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)的設置,保證高低變壓、變頻系統的位置能夠具有較高的合理性,盡可能的縮短電纜距離,達到降低成本投入,提升經(jīng)濟效益的目的 。
 
高壓船舶-高壓岸電/60Hz 直接供電方案,電網(wǎng)電壓經(jīng)變電站降至 6～20kV,由碼頭岸電接電箱接岸電上船,上船后可直接切換至船舶配電系統并向船舶供電。國內尚未有港口岸電應用類(lèi)似方案,及港口發(fā)展岸電技術(shù)的效益研究。
 
2 港口發(fā)展岸電技術(shù)的效益研究
2.1 環(huán)境效益
港口在大力發(fā)展岸電技術(shù)以后,船舶靠港停泊以后可以對該項技術(shù)進(jìn)行使用,進(jìn)而減少燃油污染,使大氣污染物排放得到有效的控制,這對于港口環(huán)境保護具有非常積極的作用。例如,連云港 59 號泊位,作為“中韓之星”號客滾船的主要?？课?在應用岸電技術(shù)以,該船靠港停泊期間主要通過(guò)輔機對船上的各項用電需求加以滿(mǎn)足,包括照明、通信、加熱、空調以及冷藏等。而該船的輔機共有三臺,功率為880kW,需要根據船上用電需求,確定開(kāi)啟臺數,每年該船在連云港當中的停泊時(shí)間約為 2000h,年用電量為 100 萬(wàn) kWh,停泊期間的油料消耗約為 790t,其中包括輕油 164t、重油626t。而在應用岸電技術(shù)以后,該船靠港以后的一切電力消耗,均由岸電系統提供,不再需要輔機運行供電,各種污染物排放量大大減少,其中二氧化硫排放減少了 65t,一氧化碳排放減少了 2440t,而氮氧化物排放減少 70t,除此之外,利用岸電技術(shù),還能減少船舶的發(fā)電機噪聲,使港口的空氣環(huán)境和聲環(huán)境都能得到很大的改善,因此,港口對岸電技術(shù)進(jìn)行大力的發(fā)展具有良好的環(huán)境效益。
2.2 經(jīng)濟效益
對于港口來(lái)說(shuō),發(fā)展岸電技術(shù)以后,其可以將船舶用油和用電之間的差價(jià)作為主要經(jīng)濟收益,例如,連云港針對 59號泊位實(shí)施岸電技術(shù)改造,其投資主要分為兩部分,一部分是港口岸電設備投資,共計投入 500 萬(wàn)元,而另一部分是船上設備投資,投入資金為 200 萬(wàn)元,在項目完成建設以后,港口在電力企業(yè)購電為 0.8 元/kWh,而船舶的岸電使用價(jià)格為1.8 元/kWh,每周“中韓之星”號會(huì )在港口停泊 2 次,每次岸電使用量約為 1 萬(wàn) KWh,每年對岸電的使用量大約在 100 萬(wàn)kWh,如果在改造之,按照年停留時(shí)間 2000 計算,其年?？坑土舷臑?790t,包括 626 重油和 164 輕油,其中重油按4600 元/t 計算,輕油按 7000 元/t 計算,該船每年停港燃油消耗就需要大約 400 萬(wàn)元。而在使用岸電技術(shù)以后,該船使用的岸電約為 100 萬(wàn) kWh,但購電成本僅有 180 萬(wàn)元,與原有的燃油輔機發(fā)電相比,每年可減少 220 萬(wàn)元的燃油消耗,通過(guò)計算可以發(fā)現,在該船上的設備投資每年能夠達到 55%的收益率,其經(jīng)濟效益非常的可觀(guān) 。
 
3 應用港口岸電技術(shù)的注意事項
首先,由于各國家和地區之間在供電的頻率和電壓方面都會(huì )具有一定的差異,且船舶的噸位和類(lèi)型不同其在供電的頻率、電壓和容量等方面的需求也會(huì )存在很大的不同,因此,港口在發(fā)展岸電技術(shù)的過(guò)程中,應該結合泊位的性質(zhì)以及船舶的噸位,對岸電系統標準進(jìn)行科學(xué)的設置,這樣才能確保岸電技術(shù)的有效應用。如果在應用岸電技術(shù)的過(guò)程中缺乏標準,或者是標準設置不一致,容易使港口岸電供應出現很大的局限性,無(wú)法對所有船舶的靠港用電需求加以滿(mǎn)足,而國內港口在岸電設備方面,目只能為一些特定的船舶或公司提供服務(wù),還需要對其通用性進(jìn)行不斷的提升,只有如此,才能將岸電技術(shù)的綜合效益充分的發(fā)揮出來(lái) [4] 。
此外,隨著(zhù)航運事業(yè)的發(fā)展,船舶噸位也在不斷提升,運行電力需求也越來(lái)越大,而為了使舶的用電需求得到有效的滿(mǎn)足,在應用岸電技術(shù)的過(guò)程中,不僅要考慮船舶的噸位,還要對多船同時(shí)用電的情況進(jìn)行考慮,以此為基礎,對岸電容量進(jìn)行科學(xué)的設置。而針對不同噸位及型號的船舶,需要在岸電系統當中落實(shí)變壓和變頻技術(shù),同時(shí),還要從電氣連線(xiàn)方式、岸電并網(wǎng)方式以及繼電保護配置等方面入手,對岸電技術(shù)的適普性進(jìn)行不斷的提升,以此來(lái)提升岸電技術(shù)的應用效果 。
其次,國家應該通過(guò)行政法規的頒布,對港口岸電技術(shù)的應用進(jìn)行強制執行,因為對靠港船舶使用岸電,與船東和港口的利益具有密切的關(guān)聯(lián),不僅需要對國內船舶實(shí)施改裝,還需要對?？吭诟劭诘拇奥鋵?shí)相關(guān)標準,各項操作影響范圍較為廣泛,因此,只有通過(guò)立法的方式才能使該項技術(shù)得到全面的落實(shí)。
再次,需要對岸電技術(shù)應用為航運企業(yè)以及港口帶來(lái)的成本投入問(wèn)題進(jìn)行全面的考慮,將港口建設及運營(yíng)管理期間的配套政策問(wèn)題有效解決,根據調查發(fā)現,對單個(gè)碼頭泊位進(jìn)行岸電技術(shù)應用,其投資一般需要 200-3000 萬(wàn)元左右,而在船舶設施方面的改造也需要投入 200-1600 萬(wàn)元,但這些投資主要收益體現在社會(huì )和環(huán)境等方面,在經(jīng)濟收益方面具有較長(cháng)回收期,因此, 部門(mén)應該從政策和資金方面給各方主體相應的支持,由 部門(mén)主導,對稅務(wù)部門(mén)、供電部門(mén)、船公司以及港口之間的利益關(guān)系進(jìn)行有效的協(xié)調,為岸電技術(shù)的廣泛應用奠定堅實(shí)的基礎 。
后,要對岸電設備的布局加強緊湊化研究,由于供電設備容量較大,在對港口岸電進(jìn)行設計的過(guò)程中,要保證供電設備的設置在不影響港口運行的情況下,對船舶的用電需求進(jìn)行有效的滿(mǎn)足,具體需要考慮移動(dòng)式設備或者是隱蔽布置,使其空間占用能夠得到有效的控制。此外,要對船岸交互技術(shù)加強研究,在靠港船舶進(jìn)行岸電連接的過(guò)程中,應該滿(mǎn)足安全、穩定和快速的技術(shù)需求,而該項技術(shù)的實(shí)現需要對繼電保護方式、連接電纜以及接地方式進(jìn)行深入的研究,但目我國柔性電纜技術(shù)的研究還處在初期階段,且在繼電保護和接地方式等方面的技術(shù)標準還不夠統一,還需要針對相關(guān)技術(shù)進(jìn)行深入的研究,以此來(lái)推動(dòng)岸電技術(shù)的廣泛應用。
 
4 安科瑞船舶岸電收費運營(yíng)云平臺
安科瑞Acrelcloud-9000船舶岸電收費運營(yíng)云平臺通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對接入系統的計量?jì)x表ADW300，監測充電設備站點(diǎn)和各個(gè)充電箱的運行和充電過(guò)程，同時(shí)對各類(lèi)故障如充電機過(guò)溫保護、充電輸入輸出過(guò)壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進(jìn)行預警；用戶(hù)通過(guò)支付寶小程序掃描二維碼，進(jìn)行支付后，系統發(fā)起充電請求，控制儀表對應的操控機構，對充電樁完成充電過(guò)程。
充電設備通過(guò)加裝物聯(lián)網(wǎng)儀表，配合加密技術(shù)和秘鑰分發(fā)技術(shù)，基于TCP/IP的數據交互協(xié)議，與云端進(jìn)行直連。云平臺包含了充電收費和充電運營(yíng)的所有功能，包括財務(wù)管理、變壓器監控和運營(yíng)分析等功能。
4.1平臺結構
 
4.2平臺主要功能
1) 資源管理
充電站檔案管理，充電樁檔案管理，用戶(hù)檔案管理，充電樁運行監測，充電樁異常交易監測
2) 用戶(hù)管理
用戶(hù)注冊，用戶(hù)登錄，用戶(hù)帳戶(hù)管理，消息管理
3) 實(shí)時(shí)監控
對平臺連接的所有充電站和充電箱狀態(tài)進(jìn)行監視，發(fā)生異常情況時(shí)可通過(guò)APP、短信及時(shí)向運營(yíng)人員發(fā)出報警信號，及時(shí)消除火災隱患。
4) 交易管理
平臺為運營(yíng)方提供充電價(jià)格策略管理，訂單管理，賬戶(hù)交易記錄，營(yíng)收和財務(wù)相關(guān)報表。
5) 充電服務(wù)
可通過(guò)軟件搜索附近充電設施，查看充電樁設施，并導航至可用充電樁?？赏ㄟ^(guò)在線(xiàn)自助支付實(shí)現充電，充電結算等
6) 小程序
支持支付寶掃碼充電，充電賬單支付。運營(yíng)商和物業(yè)管理人員均可通過(guò)小程序管理，監測充電設施狀態(tài)和充電交易情況。
7) 運營(yíng)分析
對訂單進(jìn)行數據化分析，直觀(guān)展示數據   
4.3現場(chǎng)硬件配置

 
注：儀表型號數量按實(shí)際的單相、三相和電流規格來(lái)選擇。
 
5 結束語(yǔ)
綜上所述,對岸電技術(shù)進(jìn)行大力的發(fā)展,能夠使港口環(huán)境得到有效的改善,同時(shí)還能獲得良好的經(jīng)濟效益,因此,在對岸電技術(shù)進(jìn)行應用的過(guò)程中,相關(guān)單位必須要對其進(jìn)行深入的研究,通過(guò)綜合的分析與研究,不斷提升該項技術(shù)應用的合理性,從而將其綜合效益充分的發(fā)揮出來(lái)。
 
參考文獻：
[1]左強.港口船舶岸電系統技術(shù)方案研究[D].江蘇:東南大學(xué),2016,(04):53.
[2]時(shí)悅.港口發(fā)展岸電技術(shù)的效益研究及應用[J]
[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2019.11版