当地时间10月9日下午,瑞典皇家科学院宣布将2019年诺贝尔化学奖授予JOHN B . GOODENOUGH(JOHN B . GOODENOUGH)、M . STANLEY 8

2019年诺贝尔化学奖获得者。绘画/诺贝尔奖官网

从20世纪90年代开始,锂离子电池成功地应用于手机,此后,计算机、电视、汽车等我们熟知的家电和交通工具迅速利用这项技术,正式进入我们的生活。目前,船舶正在成为锂电池的下一个巨大应用场景。

自2018年国务院审议《打赢蓝天保卫战三年作战计划》以来,交通部等部门相继发布了《长江经济带船舶污染防治专项行动方案(2018-2020年)》 《推进珠江水运绿色发展行动方案(2018-2020年)》 《关于做好船舶水污染物排放控制标准实施工作的通知》等文件,鼓励船舶使用清洁能源、改造油气收集系统、海岸电力设施等。电力船舶具有低功耗、零污染、低成本等优点,成为纠正船舶污染、实现节能的重要途径。

7月5日,300客席电动客船项目推进会在无锡中船重工702举行,标志着目前国内最大的电动客船船体结构完成。该船采用全锂电池动力福特推进器的动力系统,安装了重达25吨的大容量锂离子电池组,全船电池容量为2280千瓦/小时,相当于50辆电动汽车的电池容量。在续航方面,该船在7航速下120公里,续航8小时,采用“日间运营、夜间充电”工作模式时,充电时间只有6小时。如此强大的锂电池动力系统都采用高性能磷酸铁锂电池及系统解决方案,John B Gudinaf是磷酸铁锂磷阴极材料的发明者。

据高工山联利电研究所(GGII)估计,柴油动力船每100公里的运营成本约为4100韩元,液化天然气(LNG)动力船每100公里的运营成本约为3700韩元,电力船舶每100公里的运营成本约为2800韩元。由此可以看出,电力船舶的运行成本明显低于柴油和LNG动力船。不仅如此,因为电力船舶的结构比较简单,旋转部件少,业务可靠,维护成本很低。航运业的“绿色”和“智能”发展趋势催生了电力船舶的诞生,面对航运业节能减排日益增加的压力,业界对航运业新能源化的探索正在加快,电力船舶非常符合未来绿色船舶的发展趋势。

目前,越来越多的企业将目光转向船舶领域,开始有目标地开发船舶锂电池系统。例如,业界备受关注的" Enhydra "轮是北美最大的锂电池混合动力船,All American Marine造船厂和BAE Systems合作为该船设计和集成混合动力系统,BAE提供包括一台发电机在内的HybriDrive推进系统。发电机结合变速Commins QSL9 410马力柴油机,电机通过减速齿轮箱结合推进轴提供推力,提高螺旋桨效率,可以准确控制速度。该混合动力系统还使用电力动力,Corvus Energy提供了两块锂离子电池板,未来充电设施得到改善,电池技术得到改善,就能实现真正的污染排放。

对船东来说,储能可能是一项重要的环保投资,如果储能系统包含特定船只的大小正确、智能的电力控制,则可以获得最大收益。为此,劳斯莱斯(以下简称LORO公司)也推出了基于锂离子的储能系统——SAVe能源液体冷却电池系统。据说,该系统提供了根据成本竞争力、效率、能源和电力要求使产品规模化的模块设计,同时满足了国际低排放和零排放推进系统的国际规定要求。老罗表示,船舶电气化正在建设中,SAVe能源水冷电池系统2019年的潜在应用功率将达到10 ~ 18兆瓦小时(MWh)左右。目前,SAVe能源水冷电池系统通过了相关认证。

以我国为例,2018年我国内河船舶净重吨位约为1.95亿吨。业内人士分析,根据50%的电气化比率,相应电气化船舶的净重吨位为0.975亿吨,根据电力船每吨锂电池1.3千瓦时的计算,锂电池理论需求将达到127千瓦时,市长/市场容量相当大。但是不能忽视的一个问题是,电力船舶发展仍然存在很多技术难关,需要探索商业模式,行业标准和管理体系等也需要进一步完善。交通部水运科学研究院船舶运输技术研究中心主任纪永波表示,内陆电力线路的海岸容量小、设施设备兼容性差、船舶生命周期内更换电池的成本高是下一阶段的电力线路。

舶发展需首要解决的问题。在电动船舶相关行业标准方面,中国船舶工业综合技术经济研究院相关人士指出,随着未来电动船舶的日渐发展与应用,在电动船的总体性、安全性、经济性、续航性、产业链完整性等方面将产生一系列新的标准需求,我国需要借鉴国际海事组织(IMO)、国际船级社协会(IACS)等相关国际组织的技术发展趋势,制定符合国内电动船发展的标准,在制定行业标准的基础上,还要建立和完善相应的规范标准体系,尤其是电动船舶的安全规范。

据GGII预测,未来7年,按每年民用船舶总数量平均下降4.9%计,单位船舶吨位平均净重0.178万吨/艘计,内湖船舶总吨位占比民用机动船舶总吨位平均按照92%的比例计,2019年、2022年和2025年的电动船舶锂电化渗透率按照0.035%、0.55%、18.5%的电动化率计算,到2025年,电动船舶用锂电池市场将达到35.41GWh。若电动船舶用锂电池市场锂电化渗透率达到50%,将带动锂电池市场90GWh以上的规模。

航运业的沉疴:集装箱火灾事故

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