浅析港口船舶岸电系统应用效益与制约因素
作为运输体量占比最大的海上运输，船舶运营时柴油、燃料油的燃烧产生大量的NOX、SOX、CO2和固体颗粒物，污染空气且破坏大气层。船舶停靠港口作业期间，为了维持生产生活需要，船舶在港不能熄火，长期需要靠大功率辅助柴油发电机供电，加重了港区污染。船舶岸电系统是在船舶停靠码头时停止使用船上的辅机，采用由码头提供的供电系统为船舶供电，源头减排，借助岸上设备“以电代油”，是目前最直接、最有效的港口侧减排方式，是发展绿色航运和提高港口码头竞争力的重要措施。
一、港口船舶岸电系统现状
（一）港口船舶岸电系统类型简述
船舶岸电系统通常由三个部分组成：岸基供电系统、船岸连接系统、船舶受电系统。根据不同的港口类型、不同的船舶用电需求和不同的应用场景，岸电系统主要分为三类：高压岸电系统（电源容量在1～15 MVA，6.6kV）、低压岸电系统（电源容量在0.2～0.8 MVA，450V）、低压小容量岸电系统（分为单相220 V和三相380 V）。
（二）内河低压岸电系统的发展及应用情况
国内船舶岸电技术相对国外而言起步较晚，但自2009年以来，在国家一系列政策鼓励引导及标准规范的要求下，岸电的建设和应用得到了极大地促进。目前岸电建设情况总体理想，总体完成率达81%，但“重建设、轻运营”的情况普遍存在，具备受电设施的船舶数量少，表现较好的港口使用率尚不足10%，使用率总体较低。2016年，交通运输部公布了7个码头船舶岸电示范项目。
我国内河船舶由于吨位和用电量相对较小，加之与陆上电制相同，一般在加装隔离变压器后可直接使用码头电网电源，维护成本低、社会效益可观。因此，我国内河岸电建设正在大力地开展中。在提升岸电使用管理方面，广东省还借力信息化手段，实现了用电身份验证、岸电状态监控、用电信息采集、整体用电情况统计等全过程各环节打通，铺下了一张高效立体的智慧管理网络。在船舶电缆连接港口岸电时，船方即可通过“内河岸电”小程序联接岸电设备，用电结束后扫描岸电设备操作系统中的二维码，即可点对点支付，值得推广。
（三）港口船舶岸电系统建设的必要性
党的十八大以来，党中央对生态文明建设做出了顶层设计及总体部署，将绿色发展定位为实现“十三五”发展目标的必由之路，推进生态文明建设和绿色发展的总体战略，要求港口加大环境保护力度，采用靠港船舶使用岸电等措施，严格控制船舶污染排放。各地方政府也在国家的整体战略要求下各自推出地方环保政策，船舶岸电均作为主要的节能减排的重要举措加以推进。因此建设岸电是具备政策基础且势在必行，也是港口可持续发展的重要环保措施。
（四）港口船舶岸电系统的能耗效益分析
使用岸电的主要原因是为了保护环境，为绿色航运的实现作出努力。据理论计算，船舶靠泊期间相比起辅机发电，使用火力供电的市电在忽略电力输送损耗下，能降低17.6%的能量损耗。考虑到除火电外还有水电、风电、太阳能电和核电，使用岸电的能耗效益将相当可观。
二、港口船舶岸电系统应用的制约因素及建议
（一）港口船舶岸电系统应用的制约因素
1．岸电建设运营经济成本高
岸电系统建设需要一次性投入昂贵的成本，码头方一次性投入约600—1000万元，岸电建设如若没有到位的财政补贴，港口就成了主要投资方，这与“谁污染、谁治理”及“谁投资、谁受益”的原则相违背，就减排环节而言，污染来自船舶，却由港口承担治理；环境保护工作不涉及船舶这类移动源，其排放并没有统计、检测，也没有计入港口所在地或者港口企业的污染物排量中，减少的污染物并未折算出价值，相当于港口只有投资、没有收益。并且，岸电设备由于低使用率，在折旧年限内难以获得可观的回报，投资成本高昂所带来的供电收费高昂或亏本经营导致岸电设施使用率低，形成恶性循环，进一步削弱码头方的建设运营积极性。
2．岸电使用意愿度不高
船舶受电设施改造成本高，尤其是沿海高压岸电设施。据调查统计，集装箱远洋运输船舶受电设施改造成本高达600万元，而目前大型远洋运输船舶副机燃油发电成本在0.8元/（kW·h）左右，即使靠岸电和燃油的差价来弥补，回收期也较长，各地政策标准不一，岸电并没有比燃油有绝对性的成本优势。
岸电连接用时较长，抛开船舶首次连接码头岸电平均约6小时的兼容性测试，一般船舶靠泊1 h后开始岸电连船供电，离泊前2h停止岸电供电，高压岸电连船时间至少0.5 h，拆卸时间至少0.5 h，实际有效接用岸电的时间较短。比起辅机发电的使用习惯，接用岸电增加工作量，影响作业效率，船员也嫌麻烦。在没有强制使用的情况下，船舶一般不会主动要求也不愿意使用岸电。
船方对岸电系统的安全性能有所顾虑，船公司担心岸电受电系统和辅机发电系统在切换过程中将会对船舶供电系统带来有害冲击，威胁船舶的系统安全稳定性，如若岸电系统和辅机系统不能无缝衔接，接入或拆卸岸电前需要全船断电，则会影响船舶的正常运行。或在特殊工况下，船舶负载瞬间过大，有可能冲击岸基岸电系统。
3．系统技术的规范和标准存在过渡期
目前，行业内岸电建设主要参考《码头船舶岸电设施工程技术标准》（GB/T 51305—2018）、《码头岸电设施建设技术规范》（JTS 155—2019），港口岸电设施、船舶受电装备和电缆连接设备存在建设时新旧标准不统一的问题，导致新旧装备之间接口不匹配等，造成船舶岸电使用的难度加大。此外，船舶使用岸电的操作标准制度体系也未完善，岸电连接操作没有标准程序，安全性和规范性得不到保障。对岸电的强制性要求，无论在建设、使用，还是后期监管方面，均需更具体、更明确的方案。
（二）港口船舶岸电系统应用的建议
1．行政手段与市场机制调动企业积极性
政府相关部门需要综合运用行政手段，利用市场机制，调动企业的积极性。要让岸电成为企业的选择，还需要具备多个条件，如港口地方支持靠港船舶使用岸电；港口申请增加电力供应容量不受限制；港口和船公司投资建设岸电供、受电设备具有经济性；政府也要出台船舶使用岸电用电计费和收费建议。强制性的政策措施和经济相结合的方法，应该是推广这项技术的有效手段。
亟待解决的问题包括制定政策或者标准，将靠港船舶的减排量计入地方政府的减排量和考核范围中，制定并发布强制要求靠泊我国港口的船舶减少排放的标准、时间表以及配套的激励政策；制定发布船舶使用岸电用电计量和收费规则；制定港口配置靠港船舶使用岸电设备设施奖励专项资金，进一步提高奖励的份额等。
2．加大财政支持力度
需要进一步研究出台岸电建设、运营的奖励政策，提供岸电建设运营补贴、港口电力增容等方面的配套支持，简化审批流程，地方政府需要对港口码头岸电设施建设和改造予以支持，推进港口岸电项目建设，对使用岸电船舶补贴电费，多方合力发挥示范效应，按照“政府补贴一部分，电价优惠一部分，投资让利一部分，航企承担一部分，码头负责一部分”的原则，实现多方共赢。参照深圳市的成功经验，加大对岸电设施建设及使用的补贴，对使用岸电船舶给予优待政策，对航运企业采取免征、减征碳税和转让碳排放交易权等政策。
3．加强顶层设计，完善岸电系统技术规范及
标准
2019年12月9日，中华人民共和国交通运输部以2019年第45号令发布了《港口和船舶岸电管理办法》自2020年2月1日起正式施行。2018年12月5日交通运输部办公厅印发《内河码头船舶岸电设施建设技术指南》。2019年初，交通运输部、财政部、国家发展改革委、国家能源局、国家电网公司和南方电网公司联合印发《关于进一步共同推进船舶靠港使用岸电工作的通知》，提出：重点完善码头低压小容量岸电建设标准；对新建船舶提出配备受电设施要求；统一码头与船舶间岸电接插件标准，进一步合力推进船舶靠港使用岸电工作。技术规范标准及政策的相继更新出台，将极大地改善制约岸电发展的问题。
4．多部门加强岸电的推动和管理
海事部门在对日常航运公司检查中，推动企业抓紧实施船舶受电设施改造计划，制定岸电使用制度；为使用岸电船舶开通绿色通道、提供便利、优先审批等优待措施；加强精细化监督，通过大数据，筛选具备受电设施并经船舶检验机构检验合格的船舶，在靠泊具备岸电设施的码头泊位时，运用智慧监管、远程非接触式等方式，严格按照《港口和船舶岸电管理办法》，对应当使用岸电的船舶实施监督。
地方港航部门要严格落实新建码头同步建设岸电设施的要求，并积极推进现有码头岸电设施改造；充当桥梁，鼓励港口企业、岸电设施运营企业和航运企业达成岸电使用协议；推动地方政府出台岸电配套支持政策。
发展改革部门要尽快落实允许岸电设施运营企业售电政策，加快落实港口岸电执行大工业电价、免收容量电费政策，支持港口企业等参与电力市场化改革。
船舶检验机构要严格落实新建船舶同步配套岸电受电设施，做好船舶受电设施情况摸底调查，并信息共享。
5．加快技术创新，提效率，降风险
加快技术攻关，打破岸电技术瓶颈，降低码头岸电设施、船舶受电设施的建设改造成本，加快船岸间供受电设施连接的效率，有效降低接入拆除时间，同时攻克岸电安全使用难关，让“电”比“油”更便利、更安全。
6．逐步推进示范项目建设
从排放量大的船舶及码头或环保要求高的地方开始，建立一套清晰的时间路线图，给各行各业一个具体的目标，在一个具体的时间点需要达到具体的目标，以示范点再逐步推行到其他码头，树立正面典型，以标杆带动全行业发展。
针对船员或航运企业对岸电设施安全性的顾虑，开展安全性宣传，纠正岸电系统冲击船舶用电设备、安全性不足等错误观念，孕育使用岸电的环保意识，推动船舶主体敢用、愿用、想用。
三、绿色航运发展下港口船舶岸电的发展趋势与展望
从经济性角度出发，需要进一步降低岸基电能替代技术的设备成本和电价成本，提高岸电系统对港口及船舶用户的吸引力，加大国家投资力度，在岸电系统建设逐渐普及的进程中，逐步推进岸电使用的强制性，以此推动岸电技术的高速发展，在水路运输系统切实达到节能减排、绿色航运的目标。
推荐阅读：浙江富兴海运有限公司“富兴11”轮高压岸电系统改造项目(生产物资)招标公告