“绿色航运”背景下发电企业交能融合转型发展研究

【摘" 要】在“双碳”目标驱动下，当前内河水运减碳重点在长江，长江降碳关键在电动化。论文结合传统发电企业开展电动船舶能源保障业务，通过“交能融合”发展推动传统能源企业转型发展，因地制宜培育新质生产力，积极构建长江绿色能源大走廊。论文结合项目实际为企业转型发展路径与行业长远健康发展提出针对性的策略分析与对策建议。

【关键词】能源转型；电动船舶；交能融合；能源保障

【中图分类号】F426" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "【文献标志码】A" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "【文章编号】1673-1069（2024）11-0082-03

1 引言

近年来，习近平总书记先后4次主持召开长江经济带高质量发展座谈会，一以贯之地强调“生态优先、绿色发展”，为推动长江经济带高水平保护与高质量发展掌舵领航。在习近平生态文明思想指导下，交通强国建设与内河航运绿色低碳转型成为发展高地，国务院、相关部委以及沿江省市密集出台政策，多措并举推动内河船舶电动化与交通能源融合发展战略。传统发电企业结合自身优势，将电池动力船舶作为绿色低碳转型的优势路径重点推进，推动综合能源业务转型发展不断走深走实。

2 交能融合发展背景

2.1 “电化长江”发展背景

长江干线航道全长2 838公里，是世界上运量最大、运输最繁忙的黄金水道，长江经济带也是我国纵深最长、覆盖面最广的黄金经济带。研究表明内河航运减碳关键在长江，长江航运减碳关键在电动化。长江拥有内河船舶超9万艘，年碳排放约3 000万吨，近年来需逐步报废约1万艘20年以上服役年限的内河航运船舶，蓝海市场发展空间巨大。

地处长江之“腰”的湖北，占据长江干线1 062公里，是全国长江岸线最长的省份，在长江经济带中具有重要战略地位。在当前电动汽车产业已趋成熟的情况下，船舶电动化替代已初步具备可行性，初步研判内河绿色能源船舶行业将是一个超万亿级的蓝海市场，新能源船舶能源保障业务也将是年产值超千亿的新兴市场，行业前景广阔，相关港航企业、中船集团、能源央企等单位纷纷开展业务布局，交能融合业务发展取得广泛共识。2023年初，工信部与湖北省政府在武汉签署国内首个《内河船舶绿色智能发展合作备忘录》，省部合作推动内河船舶绿色化、智能化转型发展。2023年11月，国网湖北电力公司在武汉阳逻港建成一座电动船舶充换电站，为一艘120TEU集装箱货船提供充换电服务，取得了良好的综合效益。2024年4月，全球首制“中远海运绿水”700TEU电动集装箱船完成试航，荣获2023年度央企十大“国之重器”，并成功入选国家发改委第一批《绿色低碳先进技术示范项目清单》。2024年以来，工信部、交通运输部、国家发改委等多部门出台系列政策措施推动老旧营运船舶报废更新，内河航运业绿色低碳转型驶入快车道。

2.2 新型能源体系发展背景

当前，我国原油对外依存度高达71.6%，天然气对外依存度超过46%，从国家能源安全角度出发，必须立足国内，通过能源技术创新降低进口依赖，确保能源供应的安全可控。

此外，随着近年来风光电新能源装机规模的爆发式增长，以湖北省为例，2024年10月，湖北省风电、光伏装机容量超过4 100万千瓦，占全省电源总装机容量的35%，成为全省第一大电源，新能源消纳问题初步显现，风光电项目发展遭遇瓶颈，火电项目长期低负荷运行。因此积极开展交能融合业务，实施终端用能电气化替代，发展可控负荷成为构建新型电力系统与新型能源体系的重点。

3 交能融合发展趋势与存在的问题

受国家政策引导、船舶技术进步及企业主动调整运力结构等因素影响，长江散货运输标准化、大型化、专业化、绿色化得到进一步发展，船舶营运效率、船舶安全技术性能、环保水平等明显提高，长江水系散货运力结构进一步优化调整，推动船舶转型升级发展。

标准化——紧盯国家标准船型规范和指南，积极发展三峡标准船型和江海直达标准船型。

大型化——适应航道深水化、港口大型化发展趋势，结合客户需求，科学推进船舶大型化。

专业化——按现代物流管理模式，通过专业化分工，提高散货船运输效率。

绿色化——应用节能环保技术和清洁能源，实现船舶节能减排。

智能化——基于计算机技术、互联网技术、自动控制技术以及大数据处理、人工智能分析等技术，考虑在船舶航行、装配载、维护保养、运营管理等方面实现智能化运行。

舒适化——以人为本，改善船员工作及生活环境。

3.1 交能融合发展优势

能源安全方面。发展以纯电池动力为代表的绿色动力船舶可以系统地解决能源安全问题，降低对石油资源依赖度，大力发展以纯电池动力为代表的绿色动力船舶，是实现我国能源安全的重要举措。

绿色环保方面。由于电动船舶具有能效高、噪声低、易于保养等显著优点，发展和推广电池驱动的船舶，是开展和实施节能减排的重要举措，可以从源头上减少船舶对水体的污染，减少对生态环境造成的恶劣影响。华电集团积极推进的长江干线“江陵—武穴”电动船舶特色航线，规划在长江中游建设5座绿色港航综合服务区，构建长达约617公里长江绿色航运大走廊，每年减排约14 000吨的二氧化碳。

壮大绿色新兴产业。发展以纯电池动力为代表的绿色智能船舶，可以进一步促进风能、太阳能等绿色能源的需求，我国长江干线在运船舶超9万艘，据粗略估算，按照2030年长江流域20%船舶实现电动化预估，需要配套船用电池1亿千瓦时，年用能200亿千瓦时。船舶绿能替代可为新能源、氢基燃料提供重要消纳场景，为培育壮大风光电新能源、绿色氢氨醇、储能等战略性新兴产业提供重要发展空间。

带动产业链供应链发展。发展绿色智能船舶以及内河绿色航运，将带动新材料、电机电控、电力设备、钢铁冶金等产业的共同发展，可以形成一条崭新的产业链条，积极培育新质生产力。此外，通过发展和推广以纯电池动力为代表的绿色动力船舶，可以丰富、完善相关技术、标准和规范，抢占发展高地，打造华电品牌形象，进而推动传统能源企业的绿色低碳转型发展。

3.2 存在的主要问题

以电池动力为代表的绿色智能船舶在发展上存在制约因素，主要表现为政策监管与经济性约束。

一是在政策方面，绿色智能船舶作为新兴产业，相关管理界面及职能不够清晰，安全标准尚不健全，技术标准还不细致，行业统筹及顶层规划需要进一步完善。

二是在经济性方面，电动船初始建造成本较燃油船高，电池初期投资大，且电池使用寿命仅为8～10年，全寿命周期内电池更替成本较高，固定资产投资大。

三是在技术方面，目前的电动船舶受限于磷酸铁锂电池能量密度较低，电动船舶的续航能力存在里程限制，电池技术瓶颈有待进一步研发突破。

四是在产品方面，相关船用箱式电源在电芯选型、充电接口与数据通讯等方面尚无统一标准，船电匹配存在风险。此外，电池全寿命周期管理、梯次利用、拆解回收等方面，仍需要在产业链供应链体系建设上进一步研究完善。

五是在基础设施方面，存在沿江港口布局与起重吊装能力问题。为实现电动船舶的便捷补能与快速推广，当前试点示范项目普遍采用箱式电源换电模式，但20英尺集装箱式电源重约28吨，部分港口缺少集装箱专用码头，箱式电源吊装困难，电力负荷不足，部分港口存在改造投资大、电力接入难等不利因素。

4 交能融合发展路径分析

在交能融合领域，要充分整合各方资源，传统发电企业需积极主动融入国家战略，依托沿江电源点布局优势，联合港务公司、装备制造企业、科研院所、高等院校等单位，组建产业创新发展联合体，加快开展长江绿色智能船舶产业布局，推动“交能融合”业务绿色低碳转型发展。通过“船电分离”构建长江绿色航运示范航线，创造性地开展长江流域电动船舶充换电站布局，从供需两侧推进“电化长江”战略的顺利落地。

4.1 在电源侧，横向“风光水火”多能互补实现协同发展

在双碳目标约束下，相关港口、船舶等水运交通领域节能降碳需求强烈。一方面，需要结合沿江港口以及相关的港区厂房、楼宇等闲置资源，对沿江港口、航运设施的屋顶分布式光伏项目进行规模化开发，系统性地提升光伏、风电等可再生能源占比；另一方面，根据船舶船型、航线、功能的不同，充分考虑多能协调与互补优势，以及水运交通能源系统的分散性和波动性，结合区位情况与资源禀赋，综合利用各种资源，将太阳能、风能、波浪能和潮汐能等多种形式能源融合发展，形成宜风则风、宜光则光，风光结合、火储并举的电源模式，通过水路交通能源系统的多点互联、多能互补，实现用能形式的多样化，推动电源多元平衡，积极构建长江航运绿色综合服务区，积极构建长江航运绿色能源大走廊。

4.2 在电网侧，加快培育源网互动交能融合新业态

近年来湖北省电力供需形势总体偏紧，季节性、时段性的电力供应紧张情况时有出现。2021年“迎峰度夏”期间，部分地区采取有序用电措施，个别地区少数时段出现拉闸限电。与此同时，随着近年来湖北省风光电新能源装机规模的爆发式增长，部分时段新能源消纳问题凸显，即电网在不同时段、不同地域同时面临电力短缺与供应过剩风险。此外，湖北省新能源和负荷中心的逆向分布，高比例风光电接入情况时转动惯量不足，系统安全问题日益显现。但电动船舶充换电业务以及规模化应用的船用储能电池，可提供适应于新型电力系统的巨大灵活性负荷能力，结合沿江既有火电厂、新能源场站的布局情况，充分考虑自身清洁能源资源禀赋、电源结构、电网结构和负荷分布，统筹布局充换电站，通过风光火储融合一体增强网架结构，助力构建坚强智能的新型电力基础设施。坚持新能源开发与灵活调节资源建设并举，实现新能源与常规能源组合化开发，推动新能源占比逐步提高，常规电源逐步转变为调节性和保障性电源，提升系统冗余与电网调控措施，降低网架结构不合理以及潮流分布不均带来的电网运行风险。

4.3 在负荷侧，推动内河绿色航运电气化替代与虚拟电厂

电能具有清洁、安全、便捷等多方面的优势，实施交通工具等终端用能场景的电能替代对于推进交能融合发展、开展能源消费革命、促进能源绿色低碳转型发展意义重大。当前我国电能占终端能源消费比重约28%，与“十四五”目标尚有一定差距，下一步亟需持续提升交通运输、内河水运等重点领域电气化水平。结合国家当前大力推动的设备更新等政策，通过组合优化船舶能源开发与保障体系，完善沿江港区能源保障基础设施，进一步提升港区电动船舶等充换电能源保障能力。通过实施终端电能替代，依托电动船舶项目提升负荷侧资源聚合以及响应能力，通过统一电力大市场统筹形成负荷聚集商，以绿色交通灵活性调节资源加快推进“虚拟电厂”，通过削峰填谷等措施降本增效获取收益，提升项目的经济性。

4.4 在储能侧，纵向“源网荷储”多元协同提升系统灵活调节能力

交能融合项目实现了船舶充换电可调节负荷与发电厂、微电网、共享储能、火储联合调频电站等协同发展，利用船用箱式电源的储能特性，结合船用箱式电源的批量使用，开展储能+多元应用，积极寻求政府主管部门以及电网公司的支持，探讨将船用箱式电源作为电网储能设施的论证。推进船用箱式电源与新型储能在“源网荷储”场景下的融合创新，建立多元化储能管理体系。

此外，开展调节资源库建设，探索船舶充换电项目中箱式电源与新能源配套储能，实现电量的本地消纳与高附加值转化，降低新能源场站的弃风弃光，积极构建源网互动、源荷协同的新型电力系统。

5 发展展望与结语

当前，我国正处于以新发展格局开创发展新局面的关键时期，新型能源体系构建面临能源保供与能源需求、能源保供与绿色发展等，而交能融合体系的构建是发挥体制优势，创新性解决诸多矛盾的关键。新型电力系统作为能源转型与电力保供的核心载体，长江航运电气化替代是全面绿色低碳转型的重要发展方向。

展望未来，随着双碳战略目标的深入推进和绿色能源应用深入人心，交通与能源融合发展前景广阔，电动船舶技术经济性优势愈发明显，电动船舶渗透率不断攀升在2030年达到20%以上，交通网与能源网、物流网等多网融合完善，基本完成自主可控、技术先进、绿色环保、安全可靠的现代交能融合体系构建。

华电湖北公司要充分发挥央企国家队与主力军作用，作为交能融合产业发展的先行者和排头兵，继续坚定贯彻新发展理念，持续发力创新创效，深耕“电化长江”业务布局，形成绿色低碳、安全高效的绿色航运“湖北方案”与交能融合“华电品牌”。

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