На фоне глобальных целей "двойного углерода" и зеленой трансформации судоходной отрасли, силовые литиевые батареи стремительно проникают в сектор морских судов из области наземного транспорта, полностью меняя сложившуюся структуру традиционных судов, работающих на тяжелом топливе с высоким уровнем выбросов загрязняющих веществ. От прогулочных катеров на внутренних реках до океанских научно-исследовательских судов, от роскошных яхт до портовых рабочих катеров - силовые литиевые батареи стали основным выбором для модернизации силовой установки судов благодаря своим основным преимуществам: "нулевые выбросы, низкий уровень шума и высокая энергоэффективность". Показательные примеры в отрасли наглядно демонстрируют их потенциал применения и направления прорыва в морской сфере.​

1. Техническая адаптация: от "суши" к "океану", преодоление особых проблем в сценариях морских судов​

Особенности эксплуатационной среды морских судов предъявляют строгие требования к силовым литиевым батареям, такие как "сопротивление соляному туману, виброустойчивость, широкий диапазон температур и длительная выносливость". По сравнению с наземным транспортом, морские литиевые батареи должны стабильно работать в условиях высокой влажности, высокой коррозии и динамической качки. Ведущие предприятия успешно преодолели технические барьеры морского применения посредством технической настройки.​

Возьмем, к примеру, Contemporary Amperex Technology Co., Limited (CATL). Ее литиевая батарейная система "Marine Pro", специально разработанная для морских судов, адаптируется к морским условиям благодаря трем основным технологическим инновациям. Во-первых, она использует конструкцию "полностью герметичного антикоррозийного корпуса + нанопокрытие" с уровнем устойчивости к соляному туману, соответствующим стандарту ISO 12944-5 C5-M, что обеспечивает стабильную работу в высококоррозионной морской среде в течение более 5 лет. Во-вторых, она оснащена "3D динамической системой балансировки BMS (Battery Management System)", которая может регулировать положение аккумуляторной батареи в режиме реального времени, поддерживая стабильную эффективность зарядки и разрядки даже при качке судна под углом ±30°. В-третьих, она разработала "систему терморегулирования в широком диапазоне температур", которая может нормально работать при экстремальных температурах от -20°C до 60°C, идеально адаптируясь к потребностям различных сценариев, таких как арктические и антарктические научно-исследовательские суда и тропические морские рабочие катера. В настоящее время эта система применена во вспомогательной силовой системе китайского полярного исследовательского судна "Xuelong 2", увеличив дальность плавания судна до 1500 морских миль в режиме бесшумного плавания, одновременно достигая "нулевых выбросов углерода" во время операций, обеспечивая техническую поддержку экологической защиты полярных регионов.​

BYD также демонстрирует выдающиеся результаты в области технической адаптации. Ее "Blade Battery Marine Version", разработанная для прогулочных катеров на внутренних реках, оптимизирует расположение ячеек и прочность конструкции. При удовлетворении потребностей судна в снижении веса, она увеличивает уровень ударопрочности аккумуляторной батареи до стандарта IEC 61076-2-106. Прогулочные катера на озере Сучжоу Тайху, оснащенные этой батареей, не только обеспечивают "нулевой шум и нулевое загрязнение" на протяжении всего пути, но и увеличивают дальность плавания на одной зарядке до 80 километров. Ежедневные эксплуатационные расходы на 60% ниже, чем у традиционных дизельных катеров, а выбросы углерода сокращаются примерно на 120 тонн в год, что делает его демонстрационным проектом для экологичного судоходства на внутренних реках.​

2. Реализация сценариев: от "внутренних рек" к "океанским", охватывая все типы морских судов​

С развитием технологий применение силовых литиевых батарей в области морских судов постепенно расширилось от небольших катеров на внутренних реках до океанских грузовых судов, специальных рабочих катеров, роскошных яхт и других категорий, формируя модель применения "полного охвата сценариев". Примеры сотрудничества между ведущими предприятиями и судоходными компаниями стали эталонами для реализации в отрасли.​

В области судоходства по внутренним рекам заслуживает внимания и сотрудничество между EVE Energy и China Yangtze Shipping Group. Две стороны совместно разработали "1200-тонный чисто электрический балкер", оснащенный литий-железо-фосфатной аккумуляторной батареей большой емкости EVE Energy на 280 кВтч. Благодаря двойному режиму "быстрой зарядки от берегового питания + бортовому хранению энергии", он обеспечивает дальность плавания на одной зарядке в 200 километров, что может удовлетворить потребности в перевозках на короткие расстояния между портами в среднем и нижнем течении реки Янцзы. С момента начала эксплуатации год назад судно перевезло в общей сложности более 500 000 тонн грузов, заменив примерно 800 тонн потребления дизельного топлива и сократив выбросы углерода на 2500 тонн. Это успешно подтвердило целесообразность использования чисто электрической энергии на грузовых судах на внутренних реках. В настоящее время China Yangtze Shipping Group планирует заказать 50 таких судов партиями.​

В области океанских специальных судов заслуживает внимания и сотрудничество между Panasonic Energy и норвежской судоходной компанией Havila Kystruten является важной вехой. Две стороны построили "гибридную систему питания" для роскошного круизного лайнера "Havila Aurora", с литиевой батареей Panasonic 21700 в качестве основного накопителя энергии в сочетании с энергией СПГ. Это позволяет круизному лайнеру работать в "чисто электрическом бесшумном режиме" при плавании в норвежских фьордах. В этом режиме шум круизного лайнера снижается до уровня ниже 50 децибел, что не только улучшает впечатления туристов, но и позволяет избежать ущерба от выбросов дизельного топлива для хрупкой экологии фьордов. Данные показывают, что эта гибридная система питания снижает выбросы углерода круизного лайнера на 40% по сравнению с традиционной дизельной силовой установкой, сокращая выбросы парниковых газов примерно на 12 000 тонн в год и предоставляя воспроизводимое решение для экологичной модернизации океанских круизных лайнеров.​

В области портовых рабочих катеров заслуживает внимания и сотрудничество между Gotion High-Tech и Shanghai International Port Group также достигло замечательных результатов. Ориентируясь на эксплуатационные характеристики портовых буксиров, такие как "высокая частота, короткая выносливость и высокая нагрузка", Gotion High-Tech настроила и разработала "быстрозаряжаемую литий-железо-фосфатную аккумуляторную батарею", которая поддерживает "зарядку до 80% емкости за 1 час", идеально соответствующую рабочему ритму буксиров "1 час работы и 1 час зарядки". В настоящее время 20 чисто электрических буксиров, оснащенных этой батареей, введены в эксплуатацию в порту Шанхай Яншань. Ежедневная эффективность работы на 20% выше, чем у традиционных буксиров, эксплуатационные расходы снижены на 50%, и достигнуты "нулевые выбросы" в портовых операциях, что помогает Шанхайскому порту построить "первый в мире порт с нулевым выбросом углерода".​

3. Устойчивое развитие: от "использования" к "циркуляции", создание системы полного жизненного цикла для морских судовых батарей​

Срок службы литиевых батарей для морских судов обычно составляет 8-10 лет. Переработка и ступенчатое использование отработавших батарей стали ключевыми вопросами для устойчивого развития отрасли. Ведущие предприятия реализовали замкнутый цикл "использование - выход из эксплуатации - переработка" литиевых батарей для морских судов посредством модели "управления полным жизненным циклом", способствуя зеленому развитию морской сферы.​

Сотрудничество между GEM Co., Ltd. и China State Shipbuilding Corporation открыло путь к переработке литиевых батарей для морских судов. Две стороны совместно создали "Центр переработки морских батарей". Ориентируясь на такие характеристики литиевых батарей для морских судов, как "большой объем, сложная разборка и высокие транспортные расходы", они инновационно приняли модель "разборка на месте + региональная централизованная переработка": профессиональная команда поднимается на борт судна для завершения разборки аккумуляторной батареи, транспортирует ее в центр переработки на специальном транспортном судне. После тестирования и сортировки батареи с уровнем здоровья более 80% используются для ступенчатого использования на портовых электростанциях накопления энергии, а оставшиеся батареи используются для переработки металлических материалов. Коэффициент извлечения металлов, таких как никель, кобальт и литий, достигает более 99,3%. К концу 2024 года центр переработал более 5000 тонн отработавших литиевых батарей для морских судов и переработал 1200 тонн металлов, что эквивалентно сокращению добычи первичных минералов на 3000 тонн. В то же время он предоставляет China State Shipbuilding Corporation "отчет о полном жизненном цикле углеродного следа батарей", помогая ее судовым продуктам соответствовать требованиям по сокращению выбросов углерода Международной морской организации (IMO).​

В области ступенчатого использования заслуживает внимания и сотрудничество между LG Energy Solution и голландским портовым оператором APM Terminals. Две стороны реорганизовали отработавшие морские литиевые батареи в "систему накопления энергии в порту" для регулирования мощности портовых контейнерных кранов. Это не только решает проблему колебаний нагрузки в электросети во время работы кранов, но и продлевает остаточную стоимость батарей на 5-8 лет. В настоящее время эта система введена в эксплуатацию в порту Роттердам, экономя порту примерно 2 миллиона евро в год на электроэнергии и сокращая выбросы углерода на 800 тонн, реализуя циркуляцию ресурсов "морские батареи - накопление энергии в порту".​

Заключение: силовые литиевые батареи, меняющие будущее морской энергетики​

От технической адаптации до реализации сценариев, от управления полным жизненным циклом до зеленого экологического строительства, силовые литиевые батареи продвигают судостроительную отрасль от "эпохи традиционного дизеля" к "зеленой электрической эпохе" с их основными преимуществами "нулевые выбросы, высокая адаптируемость и устойчивость". С реализацией правил сокращения выбросов углерода Международной морской организации (IMO) 2025 года и политической поддержкой экологизации внутреннего водного транспорта и прибрежного судоходства в различных странах, применение силовых литиевых батарей в области морских судов приведет к взрывному росту.​

Для морских предприятий выбор подходящей технологии литиевых батарей и создание системы управления полным жизненным циклом станет ключом к использованию возможности зеленого судоходства. Для практиков такие области, как технические исследования и разработки, применение сценариев и переработка литиевых батарей для морских судов, предоставят новые возможности для развития карьеры. Что вы думаете о потенциале применения силовых литиевых батарей в таких сценариях, как океанское судоходство и внутренний водный транспорт? Приглашаем вас поделиться своим мнением в разделе комментариев!​