除了航行時的污染物排放外，船舶在港時亦需要通過輔助發(fā)電機(jī)（以下簡稱輔機(jī)）維持正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。大功率輔機(jī)的轟鳴不僅帶來噪音污染，燃料燃燒產(chǎn)生的廢氣也會造成港口城市的空氣污染。因此，船舶在港口的排放問題同樣需要重視。

早在2000年，ABB公司就在瑞典的哥德堡港（Gothenburg）完成了首例岸基供電系統(tǒng)（以下簡稱岸電）的改造，引發(fā)了歐美各國對岸電技術(shù)的關(guān)注，芬蘭、德國、瑞典以及北美洲的太平洋沿岸港口都相繼開發(fā)了各自的船用供電系統(tǒng)，由此也產(chǎn)生了不同的名稱，如Cold Ironing、Shore-to-Ship Power、Onshore Power Supply、Alternative Maritime Power等等，都指靠泊港口的船只關(guān)閉船舶自備的輔機(jī)，轉(zhuǎn)而使用岸基電源對船舶進(jìn)行供電的技術(shù)。

眾多實(shí)例證明，岸電是港口節(jié)能減排降噪的有效措施。有測算表明，岸電技術(shù)可使船舶減少95%的污染物排放。

雖然方案各有不同，但岸電系統(tǒng)主要分為三個部分，即岸上供電系統(tǒng)、電纜連接設(shè)備和船舶受電系統(tǒng)。如圖1所示，岸上供電系統(tǒng)使電力從電站供應(yīng)到碼頭前沿，經(jīng)變壓（頻）后通過電纜連接船上受電裝置，再通過船上受電系統(tǒng)對全船進(jìn)行供電。

資料來源：Kajanen的研究

圖 1 岸電系統(tǒng)圖

目前，已有的岸電項(xiàng)目都是港口電網(wǎng)向船舶電網(wǎng)直接供電，主要有低壓船舶/低壓岸電/60 Hz直接供電方案，低壓船舶/高壓岸電/60 Hz直接供電方案和高壓船舶/高壓岸電/60 Hz直接供電方案，具體如表1所示。

值得注意的是，由于我國港口電網(wǎng)頻率為50 Hz，而外國船一般為60 Hz，實(shí)現(xiàn)50 Hz/60 Hz 雙頻供電顯得十分必要。

表 1 三種典型岸電供應(yīng)方式比較

資料來源：黃細(xì)霞等的研究

在岸電的應(yīng)用方面，我國港口正處于蓬勃發(fā)展階段：

1)2009年青島港首先完成了5000t級內(nèi)貿(mào)支線碼頭低壓岸電改造，為來往于招商局國際集裝箱碼頭的船只服務(wù)。

2)2010年3月，全球首臺移動式岸基船用變頻變壓供電系統(tǒng)在上海港外高橋二期集裝箱碼頭試運(yùn)行取得圓滿成功，服務(wù)于集裝箱船舶。

3)2010年寧波港一期岸電試點(diǎn)建成投產(chǎn)，二期與2013年建成投產(chǎn)，此后還進(jìn)行了高壓岸電的研發(fā)與試點(diǎn)建設(shè)，主要服務(wù)于集裝箱船舶和散貨船隊(duì)；同年，連云港港首次在國內(nèi)實(shí)現(xiàn)高壓船用岸電系統(tǒng)建設(shè)并應(yīng)用于“中韓之星”郵輪。

4)2011年至2012年，蛇口港先后安裝了低壓和高壓岸電系統(tǒng)為集裝箱船服務(wù)；2014年天津港東突堤碼頭的17個泊位和海河下游兩岸的28個散貨輪碼頭安裝了低壓岸電接電箱并投入使用。

5)2016年7月亞洲首套郵輪岸電系統(tǒng)——上海吳淞國際郵輪港岸基供電一期項(xiàng)目投入運(yùn)營，成為世界最大郵輪變頻岸電系統(tǒng)。

盡管我國對岸電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)如火如荼，但以下問題對使用岸電形成制約。

1）改造成本的問題

高昂的改造成本令許多港口企業(yè)和船公司望而卻步，加上近年來燃油價格下跌，船公司更愿意使用低硫燃油，許多岸電設(shè)施曾為擺設(shè)。據(jù)報道，郵輪港岸基供電設(shè)施建設(shè)成本約5000萬元/套，集裝箱岸基供電設(shè)施建設(shè)成本約2500萬元/套。雖然70%-80%的建設(shè)費(fèi)用由政府補(bǔ)貼承擔(dān)，但經(jīng)營收費(fèi)低于電價成本，投資建設(shè)岸電設(shè)施基本無法實(shí)現(xiàn)盈利，相關(guān)企業(yè)投資建設(shè)岸電的積極性不高。

除了岸基供電設(shè)施的改造成本外，船舶也需要進(jìn)行改造才能對接使用。資料顯示，一艘大型散貨船的改造總投資約600萬元，即使每年節(jié)約的燃油費(fèi)用能有60萬，投資回收期也需要10年。

2）船舶設(shè)備和碼頭設(shè)施的問題

由于船舶使用的電制和港口岸電不同（岸上電源是中性點(diǎn)接地，而船上電源是三相絕緣），岸電與船電不能并網(wǎng)運(yùn)行，需要“調(diào)制”，即關(guān)停船用發(fā)電機(jī)，達(dá)到使用岸電的目的，當(dāng)恢復(fù)船用發(fā)電機(jī)供電時，需斷開岸電的連接，使船用發(fā)電機(jī)與船舶電網(wǎng)并電。短期內(nèi)關(guān)閉和重啟容易對設(shè)備造成損害，縮短使用壽命，由此產(chǎn)生的設(shè)備維修成本也是需要考慮的。

此外，岸電的改造涉及岸電變頻電源、電纜接線箱、船用變電站、電纜卷筒及船用連接系統(tǒng)等全套設(shè)備產(chǎn)品，僅一個電樁設(shè)備就占2.5平方米，成套系統(tǒng)所需空間可想而知，對碼頭裝卸及堆場布局都會產(chǎn)生一定影響。

3）補(bǔ)貼等問題

近年來國家法律法規(guī)對靠港船舶使用岸電提出了更高要求，在補(bǔ)貼力度方面也進(jìn)一步加強(qiáng)（見表2），可見政府對港口環(huán)境治理的決心。然而，由于標(biāo)準(zhǔn)不完善、補(bǔ)貼機(jī)制偏建設(shè)、電價水平差異等問題的存在，港口岸電的使用率并不高，以上海港為例，這一比例僅占10%。

表2岸電政策及制度梳理

綜上，岸電的有效應(yīng)用不僅需要政策的硬性約束，而且需要兼顧設(shè)備和設(shè)施的應(yīng)用問題，以及需要建立適應(yīng)市場的經(jīng)濟(jì)型機(jī)制，這樣才能既引導(dǎo)又激勵排污者積極減排。

本文由“港口網(wǎng)www.radiationrelations.com”特約上海海事大學(xué)戈佳威、張秀芝、朱墨、沙梅獨(dú)家提供