绿色港口与船舶岸电技术的研究

期刊: 环球探索 DOI: PDF下载

王宗跃、李全明

山东港口烟台港集团有限公司客运分公司 山东省烟台市264000

摘要

随着全球对环境保护和节能减排的日益重视,绿色港口的建设成为航运业可持续发展的重要方向。船舶岸电技术作为绿色港口的重要组成部分,通过利用岸上电源为靠港船舶供电,显著减少了船舶在港口停泊期间的燃油消耗和污染物排放。本文首先介绍了绿色港口与船舶岸电技术的关系,随后详细阐述了发展方法。通过案例分析,本文展示了船舶岸电技术在节能减排、环境保护方面的显著成效,并展望了未来绿色港口与船舶岸电技术的发展趋势。


关键词

绿色港口;船舶岸电技术;节能减排;环境保护;可持续发展

正文


在全球经济飞速发展、航运业蓬勃发展的背景下,港口作为海陆运输联系的主要节点,港口的建设与经营对于环境、资源等方面产生着越来越显著的作用。传统港口运行时船舶靠港停泊时仍然需要采用燃油发电机提供电力,不仅会加大燃油消耗,降低运营成本,而且会排放出大量废气,给港口及其周围环境带来严重的污染。所以,构建绿色港口,大力推广船舶岸电技术已经成为航运业可持续发展中的迫切要求。

一、绿色港口和船舶岸电技术之间的联系

绿色港口和船舶岸电技术有着密切和密不可分的联系,共同组成现代航运业朝着环保和可持续方向发展的主要基石。在对这种关系的讨论中,可多维度地深入分析它们之间的内在联系及相互促进作用。绿色港口是现代港口发展新理念,绿色港口的核心是指在港口运营期间通过运用先进环保技术与管理手段达到低能耗,低排放,高效率。建设绿色港口不仅关系到港口本身可持续发展问题,而且对于周边环境乃至城市整体空气质量都有着深远的影响,而船舶岸电技术作为绿色港口建设中的一项关键技术恰恰是达到这一目的的一个重要途径[1]。船舶岸电技术简单地说就是把港口地区电力接口用电缆与靠泊船舶相连,以便船舶靠泊时可以利用岸上供电,这样就避免了利用自己所带燃油发电机。该技术由于能显著降低船舶靠泊过程中燃油发电所带来的二氧化碳、氮氧化物和硫化物排放,环保效益明显。同时船舶岸电技术也有利于减少噪音污染,提高港口及其附近海域声环境质量。

绿色港口对船舶岸电技术的影响表现为对环保目标的普遍追求,建设绿色港口是为了使港口低碳化和绿色化,船舶岸电技术是达到这一目标的有效手段之一。通过船舶岸电技术的普及,港口能够显著降低船舶燃油发电所带来的污染物排放量,进而缓解环境压力和改善港口环保形象。绿色港口和船舶岸电技术也表现为经济效益互相促进,尽管建造船舶岸电设施、改造船舶受电系统等都要投入一定资金,但是从长远看这些资金会产生明显的经济效益。船舶利用岸电一方面可避免燃油消耗以减少运营成本;另一方面,港口提供岸电服务也可以增加收入来源,提升港口的综合竞争力。另外,由于人们环保意识不断提高、环保法规越来越严,拥有绿色港口、船舶岸电技术等的港口会更易吸引到关注环保的船舶、货主等,使市场份额进一步扩大。

绿色港口和船舶岸电技术也表现为技术创新协同发展,建设绿色港口需不断地探索与运用新技术、新工艺与新材料来提升港口环保水平与运营效率。而船舶岸电技术是绿色港口建设中的一项重要内容,它的发展与提高还需要技术的创新与提升[2]。加强技术研发及合作交流能够促进绿色港口及船舶岸电技术合作发展,带动整个航运业朝着更环保,更可持续方向发展。绿色港口对船舶岸电技术的影响也表现为政策支持与法规引导相结合,作为促进绿色港口建设与船舶岸电技术进步的主导力量——政府可采取制定相应政策法规,给予财政补贴与税收优惠,鼓励港口、船舶企业主动采取绿色技术、环保措施。

二、绿色港口和船舶岸电技术的发展方法

(一)重视资源节约利用

在绿色港口和船舶岸电技术迅猛发展的今天,资源节约利用已成为一个不容忽视的核心战略,实施该战略的目的是通过优化资源配置和提高利用效率来降低资源的无谓消耗,继而推动港口和航运业可持续发展[3]

一是绿色港口建设过程中资源节约利用表现为多方面。以港口照明系统为例LED这种高效节能灯具被广泛应用,与传统照明设备相比较,LED灯具耗能少、寿命长、显著减少港口运行时电力消耗。据估计,一座中型港口完全替换LED照明设备可以每年节省上百万千瓦时的电能,折合碳排放可以降低几千吨。另外在船舶岸电技术应用上资源节约利用也同样体现得淋漓尽致,船舶靠港过程中,若持续采用燃油发电的方式,不但产生了大量的污染物,而且还耗费了巨大的燃油资源。而运用船舶岸电技术实现船舶与港口电网的连接,并使用岸上电力给船舶提供电力就可以完全规避这一难题。以某大型集装箱船为例,在靠港过程中每天利用燃油发电能耗可达上百吨,同时利用岸电技术以后,该部分能耗全部由岸上电网负担,从而达到有效节约资源的目的。

二是绿色港口及船舶岸电技术除直接消耗能源之外,在其建设及运行期间也重视对材料、水资源及其他资源节约利用。如港口基础设施建设中高性能长寿命建筑材料的使用,降低了维修更换的频次;港口污水处理系统引进先进处理技术以循环利用水资源等。这些举措的落实在降低港口及船舶运营成本的同时也缓解了环境压力。

(二)加大政策支持力度

绿色港口和船舶岸电技术要发展,必须依靠政策扶持和引导,政府制定并实施了系列相关政策,为绿色港口及船舶岸电的推广和应用提供强有力的保障[4]

一是政府大力扶持资金补贴。为鼓励港口、船舶企业使用绿色技术与装备,政府建立专项补贴资金对有条件的绿色港口建设项目、船舶岸电技术改造项目进行资金补贴。这些补贴资金在减轻港口及企业经济负担的同时,也调动了企业参与建设绿色港口的热情。据统计,由于得到政府补贴的绿色港口建设项目及船舶岸电技术改造项目在近几年世界上已有不少港口成功地开展。

二是政府对税收优惠也有显著的促进作用。为激励企业增加环保投入,我国政府出台多项税收优惠政策,对于使用绿色技术与装备的企业实行税收减免或者优惠。这些政策在减少企业运营成本的同时也增强了其市场竞争力。如一些国家或地区对利用船舶岸电技术航行的船舶实行部分燃油税减免,或者退税优惠等,以激励更多的船舶停靠时利用岸电。

三是政府通过建立环保法规及标准促进绿色港口和船舶岸电技术。这些条例与标准对港口与船舶的环保责任与义务进行了界定,并对绿色港口建设与船舶岸电技术提出了具体的要求。通过严格执法与监督机制,保证上述规定与标准的有效实施,这些政策的出台在推动绿色港口和船舶岸电技术迅猛发展的同时,也提升了航运业整体环保水平。

(三)融合谐波抑制技术

在绿色港口和船舶岸电技术发展进程中,融合谐波抑制技术已成为增强系统稳定性和可靠性的一个重要途径,谐波是电力系统普遍存在的一种电能质量问题,它会引起电网电压波形失真,设备发热,能耗升高乃至破坏。船舶岸电系统中因船舶负载具有多样性及非线性特性较易出现谐波问题。所以融入谐波抑制技术,对确保船舶岸电系统安全平稳运行有着十分重要的作用。

谐波抑制技术有无源滤波器、有源滤波器等,无源滤波器是由电感,电容和其他元件串联或者并联而成,以滤除某频率谐波成分;有源滤波器通过对电网谐波电流进行实时检测,产生与其反向的补偿电流,从而对谐波进行消除。船舶岸电系统可结合实际情况选用适当的谐波抑制技术,以减少谐波含量,提高电能质量。以一个大港口为例,该港在普及船舶岸电技术时充分考虑谐波抑制技术。船舶岸电系统谐波含量及电能损耗通过先进谐波抑制设备及技术手段的引进得到有效减少。根据监测数据表明,应用谐波抑制技术之后,该港船舶岸电系统谐波畸变率明显下降到国家标准之下;同时该系统能效显著提高,年节约电能几十万千瓦时。另外,谐波抑制技术在船舶岸电系统中的运用也增强了船舶运行的稳定性与可靠性,通过降低谐波对电网及设备的冲击来降低设备故障率及维修成本;还能提高船舶停靠过程中用电的安全性与舒适度。这些优点使谐波抑制技术被广泛地应用于绿色港口及船舶岸电技术开发中,并得到大力推广应用。

(四)普及自动并网技术

在绿色港口和船舶岸电技术不断进化的今天,自动并网技术的普及已成为关键里程碑,这不仅表明港口电力供应和船舶用电需求智能化衔接发展到一个新水平,而且对整个航运业绿色转型具有强大推动作用。自动并网技术概括地说就是船舶停靠港口时,能自动高效接入港口电网并进行无缝供电转换,这项技术的关键组成部分是一个智能的识别和控制系统,该系统能够对船舶的电力需求、电网的负荷状况以及环境状况等多个方面进行实时监控,并依此对并网策略进行自动调节,以保证船舶并网时的安全,稳定和效率。大力推广自动并网技术一是可以显著提高船舶岸电系统运行便捷性,传统的船舶进入岸电需手动作业,既费时费力又易由于作业不当造成安全事故。自动并网技术实现由人工向智能的飞跃,极大地简化并网流程和减少人为错误带来的危害。对港口来说,即能够较快完成船舶供电转换工作,提升港口运营效率与服务质量。

二是自动并网技术也有利于实现港口电网资源优化配置,通过对船舶用电需求进行智能识别,使港口电网能够更准确的调节电力输出,以避免电力资源浪费以及过度负荷,该智能化资源配置方式在提升电网能效水平的同时,也有利于港口运营成本下降,达到经济效益和环境效益共赢。

结束语

总之,绿色港口和船舶岸电技术研究和实践是航运业朝着更环保和更可持续发展的重要一步。经过不断地探索与创新,在节能减排和环境保护等领域已取得显著成绩,但是今后的发展之路仍然充满着挑战和机会。在环境问题日益严重,环保要求不断提高的情况下,必须继续加大科研投入力度,促进船舶岸电技术及其相关领域创新发展,合力打造绿色可循环航运系统。

参考文献

[1]王建华. 港口码头绿色环保技术应用研究[J]. 水运工程, 2020, 45(6): 22-29.

[2]张丽萍. 清洁能源在港口码头中的应用与发展[J]. 能源研究, 2021, 39(2): 48-53.

[3]高杨,陈鑫.生态文明视域下建设天津港绿色港口三重逻辑[J].现代商贸工业, 2023, 44(22):10-12.

[4]陈思佳.智慧整合现有资源 提速港口绿色发展[J].中国水运, 2022(7):3.


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