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浙江省首个绿电码头——宁波舟山港梅山港区(张晋豪)
奠基:宁波舟山港向绿转型
在宁波舟山港梅山港区,近处,龙门吊运转忙碌,货畅其流;远处,一艘艘巨轮在泊位上有序装卸,天地辽阔。
梅山港区地处长三角南翼,东临国际航道和国际锚地,北靠北仑港区,南连佛渡、六横等舟山诸岛,西接象山港,是宁波舟山港核心港区之一。
2023年,梅山港区集装箱吞吐量达944万标准箱,预计今年可达1100万标准箱,冲刺全球第四个“千万箱级”码头,届时宁波舟山港将成为目前全球唯一拥有双“千万箱级”单体集装箱码头能力的港口。
梅山港区拥有全球最大规模自动化作业设备集群,是宁波舟山港所属岸线最长、大型设备最多的集装箱港区和主要汽车滚装作业港区。不寻常的是,置身于码头,这里几乎没有燃油机器的轰鸣声。
国网(宁波)综合能源服务有限公司技术安监部主任许达告诉记者,这源于一场持续十年的“绿色马拉松”——
船舶电力供应主要采用燃油发电的方式,叠加深水港码头停靠船舶均为中大型货船,靠港停泊后,仍需燃油发电机高速运转为船舶负荷供电,这一过程不可避免会释放出大量温室气体。
在这一背景下,建设港口岸电替代成为改善港口及周边地区空气质量的明智选择。
2010年,国网宁波供电公司与宁波舟山港集团一道在北仑第二集装箱码头启动低压船舶岸电建设,通过开展港口龙门吊、进出港的船舶“以电代油”改造,用岸上的电力来提供船舶靠岸期间的能源。
2010年至2012年,双方又共同完成码头4个泊位低压岸电全覆盖,为小型船舶提供接驳岸电服务。
2015年,由国家电网公司投资建设的首套高压变频岸电项目——浙江宁波港口船舶岸电电能替代示范项目顺利投运,该项目在宁波舟山港集团远东国际集装箱码头和中宅散货码头各建设了1套高压变频船舶岸电电源系统,容量分别为3兆瓦和2兆瓦,能够根据船舶接电设备的不同制式,提供6.6千伏/60赫兹或6千伏/50赫兹两种频率的电源,打破了单频供电的局限,为接纳世界上各类船舶接用岸电做好准备。
2016年5月,高压变频岸电系统首次迎来一万标准箱集装箱船接驳,标志着宁波舟山港的岸电由“低压”向“高压”晋级。这套岸电系统还实现了不间断供电,可在船载发电机不停机的状态下,实现船舶带负荷并网,达到船电与岸电的无缝切换。
2019年3月,北仑第二集装箱码头成为全国首个高低压岸电全覆盖的集装箱码头。
2023年8月20日,全球最大的集装箱轮船之一——“地中海米歇尔卡佩里尼”轮被宁波舟山港的岸电点亮,岸电系统为船舶持续供电61小时,供应电量11.62万千瓦时。这也是目前为止浙江省岸电系统单次最大接电量。
岸电,是绿色低碳码头建设的开端;走向深蓝,更需要智慧的能源互联。经过10余年的探索,当前宁波舟山港汇聚了集风电、光伏、储能、集卡充换电、港口岸电等诸多绿色低碳元素。绿色智慧的电能如同一根纽带,串联起港口源、荷、储、充的能源体系,强劲助推“世界第一大港”的绿色蝶变。
船员正在配合电力工人进行岸电箱电压检测(王幕宾)
开拓:打造绿电码头“样板间”
十年不短,花费这么多时间来推动码头的绿色建设,划算吗?
答案是肯定的。
首先,我国集装箱码头体量巨大。据英国《劳氏日报》统计,中国集装箱码头吞吐量规模位居全球之首,同时,根据《中国能源统计年鉴2023》,中国水路运输承担了16.4%的全国货运量,绿电码头建设对推动我国航运业绿色转型意义非凡。
其次,我国港口建设较为集聚。目前,中国的主要运量港口位于一线和二线城市,如长江、珠江三角洲和环渤海地区,这些集装箱码头规模化和标准化程度高,绿色码头的建设经验能够比较容易得到复制推广。
当前,主流的绿电码头建设思路是通过能源结构调整,提高清洁能源的使用比例,减少由化石燃油使用而产生的直接碳排放。比如,码头根据所在地区的资源禀赋特点,利用空闲场所自建风力发电等设施,提高码头所用绿色电力的比例,或是在办公楼、候工楼等辅助生产建筑的屋顶或空地上建设光伏发电设施,降低或中和建筑运行而产生的碳排放。
国内部分港口已经在积极探索绿电码头建设。2021年10月,天津港全新打造的全球首个智慧零碳集装箱码头——天津港C段集装箱码头正式投运。该港口在码头建设9兆瓦风电和1.43兆瓦光伏发电设施,并通过智慧绿色能源系统,实现货轮装卸、水平运输、生产辅助等全部采用电力驱动,运营全过程近零碳排放。
然而,由于该码头自规划建设之初便注入零碳基因,从而实现零碳或近零碳具有先天的优势,其经验并不能直接复制到已建成集装箱码头。
根据《2022年交通运输行业发展统计公报》,截至2022年末,全国万吨级及以上集装箱泊位361个,较2021年末增加7个,增加比例2%,即98%的集装箱泊位为已建成泊位。因此,探索如何让已建成的集装箱码头平稳实现绿色转型迫在眉睫。
今年8月,国家电网宁波舟山港风光储一体化项目正式投运,成功完成整体绿色改造。该项目包含5台6.25兆瓦风机、1.72兆瓦光伏项目、1兆瓦/2兆瓦时储能项目和能源微网管理系统,风电与光伏的年发电量约5917万千瓦时,应用储能充放电策略及能源管理,项目年节省能耗费用约520万元,减少二氧化碳排放约2.26万吨,与410万辆小汽车一天的碳排放量相当。
梅山港码头换上了新装,但这一成绩的取得却并不容易。
2023年10月,浙江省海港集团、宁波舟山港集团与国网浙江电力签署《共同推进浙江省港口绿色低碳建设合作协议》,梅山风光储一体化项目是该协议落地的标志性工程。尽管浙江省海港集团与国网浙江电力在建设绿电码头上有着共同的目标,但在建设初期,大家也各自存在一些顾虑。
“梅山港区正在全力创建年处理千万箱级码头的目标,而国家电网风光储一体化项目中建设的风机有3台位于集装箱堆场内部,如何在施工的同时,不让繁忙的码头停摆才是真正的难点所在。”宁波梅东集装箱码头有限公司相关负责人表示。作为业主方,浙江省海港集团的顾虑综合表现在码头新建风机、光伏、储能设施对原有建筑结构、占地面积的影响程度,以及土建施工对港口运输车通行的影响、是否需要停电并网、施工安全等方面。
绿电码头建成不易,许达对此感受颇深——首先,港口建设之初并没有考虑配置分散式风电和光伏,需要因地制宜开展可行性研究论证;其次,每个港口的风、光资源禀赋不尽相同,需要一笔一笔细算经济账。不仅如此,码头重型机械多,电力需求量大,因此对风电和光伏的装机容量要求更高,占地面积也就更大。
“面对种种困难,我们联合业内专家出具了《宁波梅山港综合能源规划方案研究》专题报告,协同海港集团制定切实可行的综合能源发展建设方案和目标,敲定梅山港区绿电码头的建设目标为‘三化一全’,即源端清洁化、终端电气化、调控智慧化和基于源网荷储全互动的港区新型电力系统示范区。建设过程中,我们与码头集装箱生产紧密协调,错峰施工,尽量降低对其生产作业的影响至最小。双方牢牢守住安全生产底线,建设、施工、运营方案提前做好互相配合,实施期间加强监护和沟通,使得项目顺利投入运行。”许达说道。
“梅山港的成功转型为国内集装箱码头改造提供了范本。”浙江省海港集团技术与信息管理部相关负责人说。在他看来,在绿电码头的后续探索中,应当持续开展风电光伏项目投资成本大、回收周期长与施工周期长等问题研究,只有解决了这些问题,绿电码头才能在全国快速铺开、多点开花。
一个个港口、口岸,看似是一个个点,串珠成线,贯通起来成为畅通国内国际双循环的一条大通道。今年上半年,我国沿海和内河港口进出港船舶数量达1521.17万艘次,货物吞吐量达91.84亿吨,同比增长14.35%、4.85%。绿电码头的建设成熟后,也必将为内河航运带来启迪。
繁忙的宁波舟山港(石瑞敏)
远观:绿电码头的未来——绿色码头
把码头真正建设的绿色,光靠绿色能源还远远不够。
碳达峰、碳中和目标下,对世界一流绿色码头建设提出了更高的要求。绿色码头建设及转型是新时期航运业绿色发展的重要目标和方向。
绿色码头是指在港口规划、建设、运营和维护过程中,充分考虑环境和社会因素,采用环保技术和管理措施,实现港口对环境和社会的最小化影响。
相较于绿电码头,它具有更强的综合性,在保护环境和生态系统、节约能源和资源、提高港口竞争力和促进港口产业升级等多个方面意义更加突出。
除大气污染外,粉尘污染、水污染、噪声污染、固体废料处理都应该被纳入绿色码头的建设规划。
以位于渤海湾西岸穹顶处的河北沧州黄骅港为例,该港是我国西煤东运、北煤南运的重要港口,每年超2亿吨煤炭在这里下水,扬尘污染是困扰港口发展的难题。
近年来,黄骅港从绿色新发展理念中寻找发展思路,依托智能化打造全流程抑尘系统。如今,黄骅港早已看不到煤尘飞舞,煤污水也实现循环利用。
国外不少港口也贡献了绿色港口建设的先进经验。
作为“绿色港口”倡导者之一的美国长滩港,提出了“绿色港口方针(GPP)”,要求船只减速靠港,以有效降低燃料消耗和废气排放,改善空气和水体质量。同时恢复港区栖息的野生生物,净化土壤和海底沉淀物,并且大力培养新型环保卡车操作及维修人员。
瑞典哥德堡港有特定的设施能够将船舶废弃食物转化成清洁的乙醇燃料,每年约有15000到21000吨的废弃食物被处理,减少垃圾二次污染的同时也大大降低了碳排量。
荷兰鹿特丹港大力开发氢能源,计划在港口综合体中引入大型氢气网络,使鹿特丹港成为制氢、应用、进出口的枢纽,推动港口能源转型。
国内外的诸多案例给航运业绿色发展带来启迪——真正的绿色高质量需要社会各界共同参与,加强技术攻关、资金投入、政策支撑,共同达成经济绿色发展的愿景。
我们期盼,离岸远洋巨轮的汽笛鸣响在全球航线,奏响中国全方位绿色发展的时代强音。(徐梓沐柴颖)
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