微風(fēng)習(xí)習(xí)，白云輝映，昨日的連云港港格外忙碌。在超大型船舶靠離碼頭過程中，國內(nèi)首艘具有自主知識產(chǎn)權(quán)的純電動拖輪——“云港電拖一號”靈巧地在港區(qū)來往穿梭。自今年8月16日交付試運行以來，穩(wěn)定在充電2小時可以續(xù)航助泊作業(yè)8小時，滿足一天作業(yè)需求。

　　這是目前世界上裝船動力鋰電池容量最大、推進功率最高的新能源拖輪。由港口鴻云實業(yè)有限公司自主研發(fā)、自主建造，填補了國內(nèi)多項空白。

　　在加速“雙碳”進程的大背景下，制造港作電動拖輪只是邁出了港口綠色治理的第一步。未來，連云港港仍需在岸電推廣、推進大氣污染防治、優(yōu)化運輸組織方式等方面繼續(xù)努力，向世界一流低碳港口邁進。

志在建造國內(nèi)首艘純電拖輪

　　拖輪是港口拖動駁船和協(xié)助大型貨輪靠離碼頭的必備輔助船舶，船身小、牽引力大、操縱靈活。我國雖是港口大國，卻不得不面對尷尬的現(xiàn)實：港作拖輪核心動力設(shè)備長期依賴進口，且常規(guī)拖輪都以柴油機為動力。

　　自2017年開始，港口控股集團輪駁分公司直屬企業(yè)鴻云實業(yè)公司開啟自主建造拖輪之路，打響“鴻云制造”品牌。2019年，輪駁分公司在全國率先提出開工建造首艘純電拖輪的構(gòu)想。

　　“4000馬力純電、全回轉(zhuǎn)拖輪的建造，在國內(nèi)是空白，無任何現(xiàn)成資料可供參考，尋找最好的動力電池技術(shù)研發(fā)團隊是當(dāng)務(wù)之急。”輪駁分公司副總經(jīng)理謝傳斌介紹，隨后公司輾轉(zhuǎn)聯(lián)系到了中國船舶712研究所、中國船舶708研究所，一同參與研發(fā)建造。

　　“連云港港造電動拖輪是有先天優(yōu)勢的，而且得到了業(yè)界專家的認可。”港口控股集團工程技術(shù)部總經(jīng)理胡永濤說，2011年連云港港在全國首次采用岸電技術(shù)，被交通運輸部列為全國首個低碳示范港。近年來，連云港港積極推動岸電建設(shè)，目前已完成37個泊位的岸電建設(shè)布置，正好為實現(xiàn)純電港作拖輪的建造夢想奠定了堅實的基礎(chǔ)。

　　基于對“兩山理念”的高度認同，無論是技術(shù)合作單位，還是行業(yè)主管單位，都擰成了一股繩。從技術(shù)支持上，712所、708所等給予了通力保障；從監(jiān)造管理上，連云港海事局、中國船級社連云港辦事處、武漢船舶規(guī)范所等給予鼎力支持。純電拖輪的建造，形成了一個良好的內(nèi)外部協(xié)作環(huán)境。

　　為了推動純電拖輪的批準(zhǔn)建造，連云港海事局及時成立課題組進行梳理研究，解決純電動拖輪等效適用的技術(shù)法規(guī)依據(jù)等問題，為后續(xù)審圖、建造和檢驗發(fā)證等工作鋪平了道路。2020年9月24日，該輪成功獲得交通運輸部海事局的建造批文。

合力攻克兩大核心難題

　　拖輪建造，涉及流體力學(xué)、動力學(xué)、航海、導(dǎo)航等諸多學(xué)科，綜合科技含量很高。而純電拖輪的船體設(shè)計，既要考慮節(jié)能問題，還要滿足一定推力和航速要求。如何打造節(jié)能拖輪船型，以保證較長續(xù)航和持續(xù)作業(yè)時間？

　　在先后對連云港港既有十幾艘港作拖輪數(shù)據(jù)進行認真分析、比較的基礎(chǔ)上，鴻云技術(shù)團隊用4種計算方法反復(fù)論證，不斷修正數(shù)據(jù)。同時，與708所一起借助網(wǎng)絡(luò)平臺查閱、測繪國外相關(guān)節(jié)能船型，并與連云港港現(xiàn)有節(jié)能船型加強比對，最終在2020年上半年推出了船型設(shè)計圖紙方案。為驗證設(shè)計方案的科學(xué)合理性，團隊還分析了港口近30年風(fēng)況數(shù)據(jù)、近5年海況數(shù)據(jù)，并對船型開展多番仿真試驗，終于敲定設(shè)計船型。

　　船體設(shè)計結(jié)束，下一個難題也是核心技術(shù)——動力又擺在了大家面前。

　　“如此大功率的純電池動力船，我們還是第一次觸及，船舶艙室設(shè)計、推進形式以及電池布局、安全性、穩(wěn)定性等多重因素，都是必須統(tǒng)籌兼顧的重點。”708所海工部電氣科副科長陳夢說。尤其是電池總儲能達數(shù)兆瓦時，相當(dāng)于幾百輛汽車的電量，切實保證鋰電池系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性顯得尤為重要。

　　“我們集中了研究所的骨干力量，設(shè)計出了高安全級鋰電池模塊和鋰電池管理系統(tǒng)，保證了系統(tǒng)的安全性。”陳夢介紹。至此，純電拖輪的兩大核心技術(shù)問題一一攻破。

　　“秉承‘以人為本’理念，并將‘安全、舒適、節(jié)能’要求融入建造過程。”港口控股集團總裁朱向陽多次現(xiàn)場查看建造進度，并對建造工程提出要求。

　　鑒于整個船體建造要分段進行、圖紙要先行分別繪制的實際，鴻云實業(yè)引進了目前國內(nèi)最先進的SPD4.0船體分段設(shè)計軟件。這支“80后”設(shè)計團隊迅速熟悉軟件，快速完成船體分段施工圖，并高效解決設(shè)計與實際建造中存在的誤差等問題，確保了建造效率、質(zhì)量。

　　鋰電代替柴油機動力，新機艙與傳統(tǒng)機艙完全不同。新機艙是否配員，無現(xiàn)行法律法規(guī)參照。為此，連云港海事局專題向交通運輸部海事局匯報。交通運輸部海事局特派專家現(xiàn)場研討，并最終決定：“純電動拖輪是新型船舶，可以就配員減免事項進行先行先試。”

　　今年7月底試航時，“云港電拖一號”實現(xiàn)了配員減免試點。

　　建設(shè)一流低碳港口還有很長的路要走

　　純電拖輪，綠色低碳，如果大規(guī)模投用，對綠色低碳港口建設(shè)意義非凡。“如果純電動拖輪在全國達到一定比例，對促進船舶節(jié)能減排、推廣船舶使用岸電，以及推動‘雙碳’目標(biāo)的實現(xiàn)等，均具有十分重要的現(xiàn)實意義。”港口控股集團董事長丁銳表示。

　　據(jù)不完全統(tǒng)計，全國港口現(xiàn)有助泊拖輪超過700艘，每年消耗輕質(zhì)燃油超過20萬噸，每年排放碳氧化物超過60萬噸、硫化物超過0.8萬噸，相當(dāng)于陸地約30萬輛以上家用小汽車的排放量。

　　在保護中發(fā)展，在發(fā)展中保護。據(jù)測算，雖然純電動拖輪的初始投資較常規(guī)拖輪高約25%，但由于油電價差和柴油機后期維護費高。從長期效應(yīng)來看，純電拖輪運營維護成本將大大降低，投資回收期約3至5年，具有較高的商業(yè)投資價值，推廣意義重大。

　　“但是，純電動拖輪存在的問題，跟純電動車存在的問題是一樣的。續(xù)航時間不夠長，天冷了，掉電比較嚴重。”輪駁分公司副總經(jīng)理陳紅兵介紹，這種拖輪比較適合近海作業(yè)。

　　規(guī)模化推廣綠色拖輪，只是連云港港建設(shè)綠色低碳港口的新嘗試。雖然連云港港在建設(shè)綠色低碳港口方面起步最早，但經(jīng)過多年發(fā)展，岸電利用率仍比較低，尤其是散貨船，很少有用岸電系統(tǒng)的。究其原因，一些船方公司介紹，“岸電價格較高，船方用電可能比用油還貴，尤其是前段時間油價一直較低。”

　　此外，連云港港還需在推進大氣污染防治、污水處理、優(yōu)化運輸組織方式等方面繼續(xù)發(fā)力，爭取早日躋身世界一流低碳港口。（□ 王文 楊開林 張新語 尹靚）