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摘要：近年来，随着国家经济持续快速发展，港口建设的步伐越来越快，船舶停靠码头的数量和密度大幅增加，为此需要消耗大量燃油，形成了规模壮观的“海上流动烟囱”。船舶燃油供电受船舶自身设备质量、规模、品质等局限性影响，燃油利用率不高、损耗严重，且船舶柴油机产生的过剩电能又不能储存，消耗了大量的能源，造成了大量浪费，也对港口城市环境造成了巨大的破坏。炼油厂、发电厂、汽车与港口的废气排放量比较集中，港口排放的有害气体超过汽车，根据集装箱港口的废气排放分析，42％的可吸入颗粒物PM10和32％的NOx是由靠港船舶产生的，因此靠港船舶是港口节能减排的关键对象。船舶停靠码头所产生的巨大能源浪费和环境污染使得船舶在港口内的节能减排工作日益紧迫。
关键词：岸电供电技术；电能替代；效益
引言
电作为人类文明的标志，电能的使用率也是衡量一个国家经济发展水平的尺度。当前，我国多数地方雾霾严重，直接影响着人民的健康生活水平。为改善大气环境状况，大力实施电能替代战略，提高电能在终端能源消费中的比重，是开拓电力市场的有效途径，也是促进经济发展的重要举措。
一、充分认识推进电能替代的重要意义
电能替代是在终端能源消费环节，使用电能替代散烧煤、燃油的能源消费方式，如电采暖、地能热泵、工业电锅炉（窑炉）、农业电排灌、电动汽车、机场桥载设备、电蓄能调峰、靠港船舶使用岸电等。当前，我国电煤比重与电气化水平偏低，大量的散烧煤与燃油消费是造成严重雾霾的主要因素之一。电能具有清洁、安全、便捷等优势，实施电能替代对于推动能源消费革命、落实国家能源战略、促进能源清洁化发展意义重大，是提高电煤比重、控制煤炭消费总量、减少大气污染的重要举措。稳步推进电能替代，有利于构建层次更高、范围更广的新型电力消费市场，扩大电力消费，提升我国电气化水平，提高人民群众生活质量。同时，带动相关设备制造行业发展，拓展新的经济增长点。
二、岸电电能替代技术及功能
目前港口码头岸上的主要生产作业机械全部使用市电清洁能源，港区的空气质量因此相对较好。但在船舶进入港口尤其是在靠泊期间，船上一切和生产或生活相关的设备、照明及通讯等设施的仍然需要维持供电，船舶辅助发电机需要继续保持工作状态。受到船舶规模、自身的设备质量等因素的影响，船舶燃料供应效率低下，损耗严重。船舶辅助发电机产生的电能无法储存，因此大量的能源被消耗，造成能源的极大浪费，同时对环境造成污染。
“岸电技术”是指利用岸侧电源对靠港的船舶提供电源的技术。船舶停靠期间，关闭了船上的柴油发电机，并改由岸侧的电网电源供电，从而节约了柴油发电机的燃料油消耗。接岸电后的靠港船舶所节省的燃油量与船舶的吨级、船型及停靠时间有关。一般来说，船舶的吨位越大，停靠作业的时间越长，节省的燃油就越多。
但是由于船舶吨级不一，辅机功率大小也各不相同，导致岸电电源容量的配置（20KW-3850KW）也是种类繁多，为此本次岸电技术的主要功能仅针对内河小吨位船舶（2000吨级及以下），容量100KW 以下的低压岸电设备。由于内河低压岸电设备改造难度小，费用低，便于实现。在内河港口普及小容量岸电设备是能够快速见到成效，集成性的岸电桩是较好的选择方案。岸电桩可以实现船舶靠泊期间直接接用岸基供电，用于降低船舶靠港时的排放和噪音污染，可有效提高港口能效。其主要功能如下：
（1）采用1.0级三相四线制多功能电子式电能表进行电度计量，计量准确，可靠性高。
（2）进线开关采用具有漏电保护功能的空开，配备不低于100kVA等级的浪涌保护器。
（3）具备断电记录现场数据功能，避免意外断电引起用电数据的丢失。
（4）岸电设备配备7寸LCD触摸屏，显示色彩亮泽，能实现在户外高亮度环境下用电状态的显示。
（5）配备急停按钮，紧急状况下可快速切断电源输出。
（6）船用电缆收外力强力拉扯时可自动断电。
（7）岸电设备可同时满足两艘靠岸船舶的用电需求。
（8）一侧电路保护跳闸时，另一侧可正常供电。
（9）岸电设备的软件具备本地和远程的升级功能。
（10）岸电设备具有无线WIFI热点服务功能。
（11）岸电设备具有完善的输入和输出检测保护功能。
（12）与后台实时保持数据对接，后台可检测记录所有用电信息和状态，并自动生成统计报表。
三、船舶岸电技术应用效益分析
1、环境效益
港口岸电技术的应用对港口码头的废气污染物减排意义重大，可作为国家大气污染治理的主要手段之一。以连云港港号59号泊位岸电技术应用为例，该泊位主要供“中韩之星”号客滚船停靠，岸电技术应用前，“中韩之星”靠港时使用辅机发电，提供船上冷藏、空调、加热、通信、照明等电力需求。船上有3台880kW辅机，根据需要启用1台或2台，年靠泊连云港约2000h，年用电量100万kWh，年靠泊期间消耗油料约780t（重油624t，轻油156t）。实施岸电供电系统改造后，该船年减少消耗重油624t，轻油156t，当地每年减排大气污染物一氧化碳约2430t、二氧化硫62t，氮氧化物70t，环境效益显著。
2、经济效益
对于船舶而言，采用岸电供电系统后的收益主要来源于船舶用电和用油之间的差价。以连云港港口59号泊位岸电项目为例进行分析。该项目投资分为港口岸上设备投资和“中韩之星”号轮船上设备投资2部分，其中港口岸上设备投资500万元，船上设备投资200万元。项目建成后，港口向电力公司购电价为0.8元/kWh，“中韩之星”号轮购岸电价格1.8元/kWh。“中韩之星”号轮每周停靠2个泊次，每个泊次使用岸上电量约1万kWh，年需要使用岸电约100万kWh。按使用岸电系统之前统计数据，该船年靠泊连云港港约2000h，年靠泊期间消耗油料约780t（重油624t，轻油156t），按照船用重油约4600元/t，轻油约7000元/t计算，共计年使用燃油费用约396万元。
在使用岸电进行供电后，该船年使用岸电电量约100万kWh，购电成本约180万元，较原燃油辅机发电的运行方式，该船年节约运行成本约216万元（年节约运行成本=使用岸电前能源费用396万元-使用岸电后购电费用180万元=216万元），该船船上设备投资的年收益率为54.5%（船上设备投资的年收益率=年节约运行成本约216万元÷原使用燃油费用396万元×100%=54.5%），静态回收期约为2年。
四、结语
在港口码头全面推广岸电供电技术，以电代油，为靠港船舶提供电力能源，将基本消除船舶靠港期间有害污染物气体排放的问题，可消除自备发电机组运行产生的噪音污染，改善港区环境质量，协调港口与城市发展，具有重大社会环境效益，也是促进经济发展的重要举措。国家应将电能替代战略将上升为国家能源战略高度，加大电能替代专项研究力度，加快实施电能替代工程，促进风电、光伏发电新能源发展，带动用电项目发展，带动电能替代相关产业发展，促进经济社会健康可持续发展。
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