航运减排：电动船能否走上电动车推广的快车道？

2022年，中国首艘全电动内河货船“江远百合号”从上海附近的太仓港首航。图片来源：Cynthia Lee / Alamy

4 月 22 日，上海洋山港驶入了一艘长约120米的集装箱货船。这艘名为“中远海运绿水01”的货船配备了超过5万千瓦时的电池，可通过箱式移动电源进行换电续航，是目前世界上最大的纯电动力集装箱船，该船运营全年可实现减排二氧化碳近3000吨，相当2000多辆家用燃油汽车一整年的碳排放量。

“中远海运绿水01” 的投运是当下全球绿色船舶迅速发展的一个缩影。2023 年 7 月，国际海事组织（International Maritime Organization ，简称IMO）重新修订了船舶温室气体减排战略，要求“到2050年前后，国际海运温室气体排放达到净零排放”。IMO 减排目标的提出，标志着全球航运绿色转型正在提速。

绿色航运中，船舶是重要角色。笔者认为，中国的电动船在减排和市场前景上均有较大潜力，有望成为中国航运业减排的突破口。

气候、环境和经济效益

目前，交通领域碳排放占中国总排放比例约为15%，其中水运碳排放量占交通领域碳排放的6%。根据交通运输部水运科学研究院估算，在 2020 年中国内河船舶碳排放总量约为 1500 万吨，内河船舶能耗强度约为 9.32 gCO2/（t*km），也就是每运输一吨货物一公里，将会排放9.32克二氧化碳。

虽然船舶二氧化碳排放强度在“十三五”期间较“十二五”下降了 7.1%，但水运碳排放总量仍呈上涨趋势。 尤其是“十四五”和2035年远景目标纲要发布之后，政府鼓励运输从公路转向水路和铁路（俗称 “公转水”、 “公转铁”），因此，航运业要想在 2030 年碳排放达峰有诸多挑战。

笔者认为，电动船舶是航运业减排的突破口。原因是，电动船舶以蓄电池为推进电源，船只无需燃烧任何化石燃料，具有零碳排放特性。此外，电动船还能降低航运给环境和健康带来的负面影响。

2022 年，中国航运业共排放153.9万吨一氧化氮，6.1 万吨颗粒物。而电动船使用电能作为动力源，几乎不产生上述大气污染物，有利于环境保护和人体健康，也符合“打好蓝天保卫战”的政策。

从产业发展角度，中国电动船舶机会也颇多。随着全球船舶向绿色化转型的步伐加快，中国在发动机、核心零部件及动力系统等方面有了弯道超车的机会。

以动力系统为例，国外系统普遍采用能量密度更高的三元锂电池，而中国主流技术是“磷酸铁锂电池”，它的安全性高，使用寿命长，成本低，性能均衡。中国已经形成了相关产业，根据中国船级社认证统计，截至到2023年7月，全国共有36家企业的锂电池获得其认证，其中在认证中申明采用磷酸铁锂电池厂家共有30家。船舶动力电池头部企业，宁德时代和亿纬锂能的产品均为磷酸铁锂电池。

武汉长江船舶设计院副院长汤文军介绍道：“虽然磷酸铁锂电池能量密度处于劣势，但中国电动船行业用它打造的电池系统比国外三元锂电池系统的能量密度更优。” 另外，中国已拥有世界上最完善，最先进的电池供应链，电动船可成为中国船舶工业高质量发展的重要抓手之一。

技术上的“三座大山”

虽然电动船减排效应和产业前景不错，但在当下中国的12.19万艘运输船舶中，电动船舶占比远远低于 1%。目前，电动船舶要全面铺开，成为下一个“电动车”，还有三个挑战：

首先，电池成本是最大的制肘。电动船所需的电池系统昂贵，导致电动船价格是同等燃油船的2-3倍。以2022年10月在江苏太仓首航的中国首艘120标箱纯电动内河集装箱船 “江远百合” 号为例，其装载了总4620千瓦时的3个锂电池集装箱，单个集装箱式电池造价高达380万元，仅船舶动力电池的总投资，就超过了一艘同规模柴油动力集装箱船的总成本。

“江远百合号”在艉部装配了3个箱式电池，每个造价为380万元。图片来源： Cynthia Lee / Alamy

更何况，电动船电池质量保修期限一般约为8年，船舶使用寿命却可长达30年，那么在船舶使用周期中还需更换3、4次的电池。这无疑又增加了电动船的推广难度。

另外一个挑战是“充电”。在中国，现阶段，补电基础设施的缺失已成为电动船全面铺开的主要障碍之一，充换电基础设施的规划和建设，已远远落后于电动船的发展速度。

电动船舶的充电主要依靠岸上充电系统，由人工或自动连接到船上充电接驳箱，并通过充电控制系统对动力电池进行充电管理。

要具备建设岸电充电桩能力，港口作业码头或水上服务区需配套有一定容量的交/直流高压电，同时需要具备一定的户外使用防护等级，智能管理和远程通信等功能。

以无锡市新安水上服务区为例，他们采用低压一体化岸电供电桩，每个岸电桩具备 220V和 380V接口，其中，220V接口的输出功率为 8kW，380V 接口的输出功率为 20kW。而受功率约束，现有岸电系统较难满足电动船大容量动力电池的充电需求。

在重庆举办的一个长江绿色航运论坛上，重庆长江黄金邮轮有限公司的副总经理代晨林曾建议动船的充换电基础设施建议由政府统筹规划和建设，以便“统一标准，统一投放”。

“船是流动的，但区域发展是不平衡的。经济好的地区，配套设施成熟，但在相对落后的区域，政府配套会很困难，那么就可能会导致电动船沿江跑不起来的情况。” 他说。

电动船舶也面临与其他低零碳燃料技术的竞争。去年10月，国内首艘氢燃料电池动力船“三峡氢舟1”号在湖北宜昌完成首航，预计每年可替代燃油103.16吨，减少二氧化碳排放343.67吨。以甲醇为燃料的船舶也发展迅速。全球前十大集运巨头中，已有 6 家确定新建或改造甲醇动力船舶，包括马士基，达飞海运、中远海运等公司。甲醇燃料船舶的全球订单已超过200艘，成为集运公司订船时的优先考虑对象。

虽然业界并未对绿氨，绿甲醇，绿氢和电池等绿色技术在不同船型，不同吨位船舶上的应用规模上达成一致，但在当下技术发展情况下行业更普遍看好电动船在中小型、中短途船舶上的应用场景。汤文军表示，“在近 11 万艘的中国内河船舶中，中小型船舶占比已超过 50%。”而因为这些船舶可能被改造成电动船舶，或由电动船舶替换，也证明了电动船在中国的市场前景很可观。

未来发展的“胡萝卜“与“大棒”

在国内，地方政府已经开始推广电动船舶。福建省在全国范围内率先出台了电动船全产业链的扶持政策，在2022 年发布的《2022 年福建省电动船舶产业发展试点示范实施方案》和《全面推进”电动福建”建设的实施意见 (2023-2025年)》中明确提出对电池动力推进系统、充电设施、电池租赁业务以及试点单位给予补贴。

另外，欧美国家也正通过立法，增加化石燃料船舶的航运成本，倒逼绿色转型。例如，去年 5 月，欧盟正式宣布将航运业纳入欧盟碳排放交易体系。从 2024 年 1 月起，在欧盟内航行的航运企业需对全部碳排放量付费，支付比例分别为40%（2024）、70%（2025）和100%（2026）。

根据咨询公司 Hecla Emissions Management预计，在 2024 年至 2026 年三年间，航运成本将增加 172 亿欧元。马士基、赫伯罗特、达飞轮船、ONE、长荣海运等公司已纷纷采用收取附加费的形式，将新增成本转嫁到供应链下游。尽管中国尚未将国内航运业纳入国家碳市场，但上海已将航运业纳入其地方的碳市场。在 2023 年，上海航运碳交易量已达 77 万吨。

中国 2030 年碳达峰前，最后一个五年计划“十五五”也即将到来。

作为航运大国与货物贸易第一大国，若政府支持力度加大，中国电动船行业能找到成熟商业模式，建立更完备充电设施，则有望实现气候、环境和经济的三赢。

作者介绍：张健就职于太平洋环境（ Pacific Environment），担任航运研究员一职。太平洋环境是一家国际 NGO，在国际海事组织（IMO）拥有永久咨商席位。