得益于锂电池能量密度等底层性能的突破,以及全球船艇行业减排政策的推动,电动船已成为继电动汽车之后动力电池的下一个大规模应用。
近日,中国首艘纯电动海上双体船——逸动科技42C新能源双体船发布。该船搭载CALB磷酸铁锂动力电池产品,实现最高航速8公里,最大电池寿命20小时,续航里程100海里。此外,国内排名前十的船用锂电池制造商等多家电池制造商也在加大对船用动力电池的布局。
多方公司迅速部署电动船电池
根据中国船级社官网披露的信息,中国船级社已向宁德时代、中航锂电、亿纬锂能、国轩高科、赣锋锂业、力神等中国十大锂离子电池制造商颁发了锂电池相关产品的型式核准证书。覆盖电池、模块、BMS和电池组。
其中,亿纬锂能是第一家进入电动船领域的电池制造商。早在2016年,亿纬锂能的船用动力电池就获得了中国船级社的认证。作为一家领先的动力电池公司,中航锂电也有着早期的布局。
去年年底,宁德时代还注册成立了全资子公司,主要业务方向为船用动力电池系统相关技术、产品开发和应用。
电动船是大势所趋
尽管电动船对动力电池的需求没有电动汽车那么高,但这仍然是一个不容小觑的纯增量市场。根据行业预测,到2027年,全球电动船市场将达到108.2亿美元。目前安装的船型主要集中在内湖、内河和海港,主要是客船、货船、港口拖船、港湾船和海洋工程船。
随着船舶电力系统联网技术、船舶电力推进技术和大功率并网技术的突破,大型、长途船舶的电气化有望启动。
在政策方面,由于全球90%以上的国际贸易量是通过海运完成的,全球正在加大对船艇脱碳的支持力度,电气化是一个重要途径。中国已颁布相关政策,积极稳妥发展液化天然气动力船,加快发展电池动力船。
上个月,新加坡政府宣布,从2030年起,在新加坡港口运营的新港口船只必须完全电气化或使用净零排放燃料。
作为世界上运营大型电动船最多的国家,挪威还设定了到2030年使奥斯陆港成为世界上第一个零排放港口的目标。值得注意的是,目前挪威等欧美国家的电动船都配备了三元锂电池。但从安全性、寿命、成本等因素来看,磷酸铁锂电池仍是现阶段船用动力电池的最佳选择。
电池交换和储能的集成已成为一个创新点
尽管电动船具有环保、高可靠性和低运营成本的优势,但其大规模商业化受到初始投资成本高和充电设施不完善的阻碍。与电动汽车的10年寿命不同,船的寿命通常为30年。也就是说,在一个完整的使用周期内,电池需要更换两到三次。
在一些业内人士看来,以电池互换的形式引入“电池银行”的概念,并采取租赁的形式,是解决高昂初始成本的一种方式。电池交换模式可以增加船只的航程,减少船只在港口的充电时间,这是解决续航里程焦虑的重要手段。此外,“即插即用”集装箱型电池可以利用峰谷电量的差异来储存能量,这可以进一步增强电动船在运营过程中的经济性。
目前,岸电系统仍然是主流的能源补充解决方案,但仍存在覆盖范围有限、容量不足、电力系统不同、充电速度慢、设备兼容性等问题。未来,岸电系统的建设有望加大储能设施的整合力度,形成与电动汽车“储光充检”并行的独立轨道。
2022年3月,中远船业集团宣布建造两艘700TEU级长江干线电动集装箱船,将于2023年底交付。该船采用船电分离模式设计,装卸模式采用集装箱式动力电池作为动力源。首航是从武汉到上海,全程纯电动。
混合动力船可能是最佳选择
值得注意的是,与电动汽车的发展路线类似,混合动力可能是当前过渡阶段的最佳选择。
电动船也分为纯电动和混合动力。根据应用吨位,电动船可分为500吨以下、500-2000吨、2000-5000吨和5000吨以上。现阶段,以混合动力型为主的5000吨以上的中大型船舶很难完全被锂离子电池取代。
今年2月,全球首艘大容量电池混合动力滚装客轮在广州南沙建成交付。该船配备了1160个大容量电池,总容量为8.8MWh,相当于150辆乘用电动汽车的总电池容量。
总体而言,锂离子船用电池仍处于引进的初级阶段,但前景广阔,竞争日益激烈。其背后是汽车、船舶和飞机等大型交通领域势不可挡的电动化趋势。动力电池的故事远未达到高潮。