新能源牵引车在绿色港口建设中的应用研究

付秀林

摘 要：汉班托塔港是国家一带一路的重要战略项目。为港区绿色发展，建设清洁港口，针对港口中的能耗大户港口牵引车，研究多种新能源港口牵引车的优劣并对其综合性价比以及经济效益进行分析，结合港口公司实际，从综合投产比和环保性能方面考虑，目前纯电动增程式牵引车是比较理想的选择。

关键词：绿色港口;新能源港口牵引车;节能减排

中图分类号：U653.923.+4        文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2021）12-0101-02

1引言

建设绿色港口、清洁港口是交通运输业在生态文明建设新思想、新战略的指导下的重要组成环节。交通运输部及各级政府纷纷制订了节能减排目标。面对新形势、新任务，尤其在国家碳达峰碳中和的重大国策背景下，港口最后的能耗大户拖车存在很大的节能减排空间。传统牵引车功率约200KW，每小时工作3～6个作业循环，在作业等候、运送空箱、返程回空等低负荷情况下，有效功率极低，富余的能量因无法储存而做无工消耗，浪费很大而且排放污染物。 在场桥“油改电”后，传统牵引车的柴油消耗占公司总油耗超过80%。本文结合港口中牵引车的实际使用情况，探讨新能源牵引车在绿色港口建设中的应用[1]。

2选型方案

以传统燃油牵引车为参照，就新能源车型的种类，从综合性能、安全、价格、后期维护成本、环保等方面进行比较如下：

2.1 LNG车型

天然气作为新型的车辆燃料具有显著的环保性、安全性、经济性。天然气车辆的排放性能好、运行成本低、技术成熟、安全可靠，所以被世界各国公认为最理想的替代燃料车辆[2]。

LNG车型也存在一定的问题，在动力方面，LNG港口牵引车相较于传统柴油港口牵引车较弱，且其价格昂贵， LNG港口牵引车综合减排率30%，低于纯电动牵引车，且需建设配套气站，基础配套工程建立与相关申请手续繁琐，安全管理难度大，投资费用高昂。

2.2 插电式与换电式电动车型

目前，国内几大港口码头平面运输均已小批量投入电动牵引车进行使用，并陆续全面铺开，新能源汽车已成为未来港口的主要发展趋势[3]。

根据调研数据显示，电动牵引车的能源成本是柴油牵引车的26%，按每部牵引车一年作业2.5万标箱测算，能够比柴油牵引车节省能源成本約7.2万元。同时，“零排放”的纯电动牵引车，每车可年减排二氧化碳47.4t，二氧化硫0.3t，氮氧化合物1t，粉尘12.33t，采用电动牵引车代替传统柴油牵引车能够有效降低能耗并大幅减少港口污染物的排放，随着牵引车可靠性不断提高，节能减排的社会效益愈发明显[4]。

插电式与换电式牵引车车辆本身减排率达到了100%，但需要投资建设充电桩和轮换进站充电，影响作业效率，车价和充电桩建设的投资费用也较高。就目前技术，如大规模使用插电式或换电式电动牵引车将无法满足港作车辆24小时不间断作业的基本需求，因充电间断作业频率、时间亦将随着电池的衰减而大大增加。港口牵引车为24小时作业制，如大规模使用插电式或换电式牵引车，整体效率降低25%，随着时间的推移电池容量衰减，整体效率降低超过30%;为满足港口24小时正常运转，需多配置25%以上的车辆作为备用，由此增加了公司固定资产的投入。

2.3增程式电动车型

全电驱动增程式低速牵引车，获得了中国港口协会科学技术奖。全电驱动符合集装箱码头作业工况，且减排率达到70%以上，车辆油耗降低50%，大规模使用可完全满足港作车辆24小时不间断作业的基本需求，同时提高作业效率。

图1是全电动增程式牵引车和传统燃油低速牵引车动态运行排气烟度分析。由下图可以看出，在相同工作循环时间（15分钟）内传统燃油低速牵引车在等候装卸和满/空载运行时均有排放，烟度分别为3.6FSN（污染度36%），2.0FSN（污染度20%）。纯电动增程式牵引车仅在等候装卸时有轻度排放，烟度为0.3FSN（污染度为3%），较传统燃油低速牵引车减排率80%以上，全电动运行时减排率为100%，使用增程式电动牵引车能够有效降低能耗并减少污染物排放。

表1为增程式牵引车与传统牵引车油耗统计分析，依据港务公司现场测试数据计算可得，全电动增程式牵引车相较于传统牵引车油耗工作循环降低50%以上，每小时节油率可达49.7%，每TEU节油率可达51.44%;工作循环内，全电动增程式牵引车较传统牵引车油耗在相同工作循环时间（15分钟）内，全电动增程式牵引车在等候装卸和满/空载时油耗略高于传统牵引车，此时全电动增程式牵引车为充电状态，传统牵引车为怠速状态，运行时增程式牵引车电力驱动，无油耗产生，传统牵引车由发动机驱动，整体油耗测算全电动增程式牵引车约为传统牵引车50%左右。

3 各类型码头牵引车综合性价对比

对传统燃油牵引车、LNG牵引车、纯电动插电式牵引车、纯电动换电式牵引车以及纯电动增程式牵引车各项参数以及安全性进行对比分析，分析结果见表2与表3。

结合码头公司实际，从综合投产比和环保性能方面考虑，目前纯电动增程式牵引车是比较理想的选择。

4经济效益分析

经测算，码头传统柴油低速牵引车平均单小时油耗为5.75L，增程式纯电动牵引车单小时油耗约为2.30 L，相比原传统柴油低速牵引车节油率达50%左右，一台纯电动增程式牵引车一年可节省柴油16394.4升，按柴油价格6.0元/升计算，可节省9.84万元，因增程式纯电动牵引车省去了变速箱，车辆维护成本大大降低，综合运行费用约降低9.84万/台·年，两项合计每年可节省费用约19.68万元。

传统燃油牵引车排放目前是集装箱港口大气污染的主要来源，因此开展牵引车从燃油型向节能环保型升级换代对绿色港口建设有着非凡意义。从国内港口公司在用的增程式纯电动牵引车数据来看，较传统纯燃油牵引车节能减排约70%以上，减排二氧化碳43.12吨。

参考文献：

[1]李小霞.氢燃料叉车在绿色港口建设中的应用[J].中国港口，2020（09）：60-61.

[2]李海波.节能减排技术在港口集装箱牵引车上的应用[J].港口装卸，2012（01）：6-8.

[3]纪玉华，薛强，赵全锋. 纯电动牵引车集装箱码头作业综合性能试验分析[J].港口装卸，2019（4）：29-33.

[4]许友贡.港口应用纯电动牵引车的前景分析[J].中国新技术新产品，2020（16）：130-132.