新能源在中国港口和内河航运中的应用

亚行摘要 2024年2月 中华人民共和国港口和内河水运的新能源应用 关键点 •亚洲开发银行正在与中华人民共和国(PRC)合作，研究和推广使用港口和内河航运的新能源技术。 •中国的目标是减少内陆水道行业的污染和温室气体排放，目标是到2060年实现碳中和。•提出了港口发展三步减碳计划，通过采用新的能源技术，提高码头的能源效率和引入港口自动化来加速港口的脱碳。•内河航运新能源技术的前景非常看好，包括液化天然气动力和全电动内河船舶等选择。•可以使用混合容器（例如，柴油或气电） NicolásDeiCastelli亚洲开发银行高级交通专家 HarriedeLeijer港口和内河水路运输专家STC - Nestra RichardvanLiere内河水运及绿色能源专家STC - Nestra 严新平智能交通与绿色能源专家武汉理工大学 杨嘉琪港口、航运和综合物流管理专家武汉理工大学 刘青交通安全工程与交通系统优化决策专家武汉理工大学 袁承庆 船舶电力系统可靠性与绿色技术武汉理工大学专家 INTRODUCTION 在向零排放船只过渡期间。•应出台政策加快新能源应用例如，在港口扩大引入多能源微电网和船舶标准化解决方案。 本政策简介总结了亚洲开发银行（ADB）的技术援助项目提出的政策建议，该项目提供了技术支持和政策建议，以加快在中华人民共和国（PRC）的港口和内河航运中采用新能源技术。这些建议符合该国到2030年达到碳排放峰值并在2060年实现碳中和的雄心。 该项目评估了从已完成的试点项目中汲取的经验和教训，例如涉及在港口使用氢动力设备和操作全电动驳船的项目，并审查了国际最佳做法。 ISBN 978 - 92 - 9270 - 601 - 2（打印）ISBN 978 - 92 - 9270 - 602 - 9（电子）ISSN 2071 - 7202 (打印)ISSN 2218 - 2675 (电子)出版物库存编号BRF24009 - 2DOI: http: / / dx. doi. org / 10.22617 / BRF24009 - 2 亚行简报编号289 关于未来的投资，该项目建议了中国港口和内河航运新能源应用的研究和政策方向，以满足政府的脱碳目标。 本政策简介提供了路线图以及政策建议和激励措施框架，以加快中国港口和内河航运采用新能源技术。路线图和框架均考虑了通过访谈，调查和研讨会获得的相关利益相关者的意见。 在 中华人民共和国 设置能源和港口活动的场景 自2000年以来，中国港口业经历了快速发展。目前，中国港口是全球范围内的重要节点，管理着大量的货物和服务。 2022年，中国港口的货物吞吐量达到156.85亿吨，其中国际贸易为46.07亿吨。其中包括2.83亿20英尺当量单位（TEU）的集装箱流量，2022年增至近2.96亿标准箱，增长4.7%。12022年全球20个最大港口中，有16个在中国，宁波舟山港保持了全球最大港口的地位。2 PRC=中华人民共和国。 中国港口对化石燃料的长期依赖导致了空气污染和温室气体排放等重大环境挑战。为了响应全球要求实现碳中和可持续增长的呼吁，中国制定了雄心勃勃的脱碳目标，并启动了世界级的倡议使港口“安全、便捷、智能、绿色、经济、高效、强大和前沿”。然而，由于世界正面临着不利影响随着港口和相关行业的消耗和产生，中国越来越需要使能源来源多样化并采用新的能源技术。港口在中国的能源转型过程中发挥着至关重要的作用alotofenergy.Also,portsarelocatedattheinterfacebetweenoffshorerenewablepower-generationandenergynetworksfortheland-basedpowerneedsofindustriesandprivateresidences.Inthefuture,portscanbepartofthesupplychainfordecarbonizinginduesandh Notes:1. 总能耗以标准煤当量(SCE)表示。2.煤炭，石油，天然气和其他能源的消耗已统一转换为SCE。 资料来源：中华人民共和国政府，国家统计局，2023年。中国能源统计年鉴2022北京:中国统计出版社. 30%的总能耗，所以它还没有成为能源组合的主要组成部分。3随着能源需求和生产仍在增长，采用更多可再生能源的压力显而易见。 RenewableenergyisgettingmovalinthePRC.Wind,solar,timal,andwaveenergygeneration,aswellasenergy-storagetechnologies(e.g.,battery),currentlyexceedsopulation-basedproductioncapacity.Still,renableenergyacc 港口可再生能源 可再生能源将以可持续的方式保护未来的港口运营。中国已研究并引入了太阳能，风能，氢能和潮汐能以及生物能源，以确保为港口提供充足且有弹性的电力供应。目前，港口遵循的多能源一体化模式主要是基于电能的利用。可以使用各种可再生能源。 帮助实现零污染和零排放目标。在港口，他们可以向船只提供陆上电力，为港口设施和设备供电(例如，通过“石油到电力”替代政策)和其他资源。然而，尽管迄今为止采取了值得称赞的举措，港口可再生能源的利用仍在很大程度上处于规划和试验阶段。 港口和内河水运的新能源应用 火力发电厂，尽管成本差异已经减少。从积极的方面来看，潮汐电站对自然力具有弹性，可以在大约10年内实现财务复苏。 随着能源技术的最新发展和市场规模的扩大，光伏电池和模块的成本已经大大降低，以至于它们与热电生产竞争。在港口，各种应用 可以找到太阳能电池板，包括在屋顶上直接传输到办公楼（例如青岛港），以及仓库和太阳能农场，这是一种为其他港口功能供电的流行解决方案。 不利的一面是需要大量的前期投资来进行研究以及每个站点的选择和准备。此外，潮汐电站受到潮汐变化的阻碍，这可能会限制它们产生足够电力以满足港口实际电力需求的能力。 此外，政府鼓励发展风力发电。风力发电已成为火电的替代方案，风电场直接连接到主电网或封闭电网(即港口的微电网)。预计政府对风力发电项目的支持将持续到2030年。 当产生多余的风能、太阳能或潮汐能时，多余的电能可以储存在电池中或通过电解作为氢气。电池技术很重要，但是为了实现可持续的未来，政府还必须优先考虑绿色氢气的生产。对于中国港口来说，绿色氢气是一个战略机遇， 潮汐发电也变得越来越受欢迎。在中国，可以开发2100万千瓦的容量，特别是在东南沿海省份福建和浙江。对潮汐发电的投资是水电或水电成本的2.5倍 因为在港口或港口附近生产的任何剩余可再生能源都可以存储为氢气。其他地区，尤其是欧洲，将成为绿色氢气的净消费者。根据欧盟委员会的数据，欧盟2030年的进口目标是1000万吨。因此，绿色氢气可能成为有希望的 资料来源：J.Cao等人，2021年。中国制氢现状。化学进展33（12）。pp.2215-2244；碳评论。氢经济的一些规则。https://www.碳评论。com/blog/2021/6/11/氢经济的一些经验法则；中华人民共和国政府、国家能源局。中国光伏发电的LCOE在10年内下降了90%[中文]。http://www。ea.政府。c/2018-04/13/c_137108373。htm;H.青。2023年。中国正在将新能源和投资纳入潮汐力量。.海事执行官。2月23日。https://marine-executive.com/editorials/china-is-puting-new-energy-and-investment-into-tradel-power;厦门米贝特新能源有限公司2021.光伏发电成本计算有哪些方面？成本是如何评估的？[中文]。5月19日。https://www.mbt-energy.cn/news/industry/2105192.html。 亚行简报编号289 为中国出口。生产绿色氢气需要大量能源，能源损失约为70％，因此港口倾向于更喜欢他们生产或附近生产的可再生能源。4然而，绿色制氢变得越来越高效，因此增加目前对该技术的适度投资可能是值得的。 （ii）青岛港的氢气利用，被称为“'氢气+5G'智能生态终端”（方框1）。 总体而言，将绿色技术集成到中国港口的努力导致了多种能源的融合，每种能源都有自己的好处和挑战。在对这些技术进行战略应用和集成之后， 港口新能源技术之路 在（i）天津港零碳码头展示了新能源技术在中国港口的实际应用； PRC将能够帮助该国实现更可持续的未来，同时增强其运营弹性和经济活力。 方框1：青岛港氢燃料应用 氢气站 青岛港 用于氢气卡车的燃料站2021年12月29日，前湾港区的加氢站（350巴）投入运行，用于运行气态氢的卡车。a 加油站每天的容量为1000公斤。气态氢加油站的总投资为1200万元人民币（约170万美元），占地面积约4,000平方米，目前，产生的氢气是灰色的（工业副产品）。 2022年3月，获得了开始运营的许可证。安装了最前沿的安全技术来管理氢气加油的相关风险。例如，有六个火焰探测器和九个氢气探测器，它们应该会发现手头的任何问题。在2022年， 青岛港对集装箱卡车使用氢燃料进行了研究。多辆卡车正在运行，氢燃料卡车生产商宣布到2026年总产量为1100辆燃料电池卡车，包括4.5吨、18吨和49吨卡车，产量为50-200千瓦。 氢燃料电池起重机 青岛港 为自动轨道安装式堆垛起重机供电的氢燃料电池组减少了约10吨的设备自重。通过氢燃料电池和锂电池组，减少了功耗每个集装箱大约3.6%。购买设备的成本节省记录在每台起重机20%的订单上。 资料来源：亚洲开发银行（亚行）。2023年。学习之旅完成报告。马尼拉；中国重汽集团有限公司（中国重汽集团）。 港口和内河水运的新能源应用 关键特性 岸力 所有泊位都配备了岸上电力设施；现在可以连接具有技术能力的船只。 电气化设备 所有码头和装卸设备电气化，没有化石燃料或碳排放。 可再生能源 风能和太阳能每年产生5000万千瓦时（超过4500万千瓦时的终端总消耗），其中70%自我消耗，30%发送到主电网，在停机期间使用。 发电系统 新的（内部）能源发电系统避免了长距离输电线路，并降低了公用事业成本和能源损失。 VESSELS的关键值 •适用于可变电压的岸电系统将服务于许多不同类型的(PRC-flaged)船只。新船只通常可以连接到岸电。•提升岸电使用的优惠政策包括“四个优先措施”:优先靠泊、优先穿越闸门、优先通行、优先装卸作业。•所有船舶的岸电免费使用3年（2020 - 2022年）。 关键挑战 •零碳终端处于探索阶段，没有统一的扩展标准。•零排放港口内交通是企业的责任，因此不受激励。•许多现有船只无法连接到岸电。•船东必须投资于主管海洋工程师，他们的供应有限，因此增加了运营成本。•当油价较低时，发电成本更高，这阻碍了岸上电力的使用。 亚行简报编号289 基于世界一流的绿色和智能港口政策，港口调度和管理，资源利用以及港口节能减排技术，建议以下步骤在中国港口发展新能源基础设施： 特性和活动），将成为中国港口发展碳中和能源网络和存储系统的重要垫脚石。 集成港口能源系统与氢气生产和储存。港口的多储能系统将在短期内实现节能。工业和物流公司将通过使用电力，热力和天然气的互补合作模式从彼此的生产活动中受益。可再生能源的过量生产可以作为氢存储（尽管能量损失很高），然后用于电力或作为其他类型的能源。然而，绿色氢技术将需要进一步发展，以显著降低应用成本。 第一步:这一第一步的重点是提高现有码头、岸电设施和港口设备的能源效率。这包括升级基础设施和系统，以节约能源和减少排放。该政策旨在吸引新的绿