为了满足日趋严格的环保要求,航运业一直在不断挖掘新的脱碳潜能,而电池技术的快速发展和应用则为船舶减少燃料消耗和降低废气排放带来了新的希望。近年来,各种类型的电池动力船舶陆续下水,向业界展示了船舶电气化蕴藏的潜在价值。与此同时,船用电池技术开发商也在持续优化电池系统性能表现,为船舶提供更加安全、可靠的创新电池动力解决方案。
作为世界领先的能源存储方案提供商,加拿大SHIFT清洁能源公司(SHIFT Clean Energy,以下简称“SHIFT”)推出了号称全球最安全的基于锂离子电池的能源存储系统(ESS),已获得多家船级社型式可,可为混合动力和全电动渡轮、拖轮、海工船以及大型混合动力游艇等多种船型提供动力。仅在今年,SHIFT就参与了多个走在行业前列的船舶电气化项目。近期,新加坡首艘全电动货船“Hydromover”号举行了龙骨铺设仪式,该船将使用SHIFT研发的PwrSwäp技术,成为首艘可更换电池的全电动船舶,实现经济和环保的双赢,该技术还吸引到了其他100多艘船舶的兴趣。此外,SHIFT还与新加坡船舶设计公司SeaTech、石油贸易商Vitol合作打造新加坡首批混合动力燃料加注油轮,将配备SHIFT能源存储和电池管理系统。SHIFT还与新加坡海工服务供应商Vallianz以及SeaTech等合作伙伴共同启动了亚太地区首艘全电动、零排放港口拖轮的设计、建造项目。据了解,SHIFT目前已被选择为17艘混合动力或全电动拖轮提供能源存储系统,进一步促进航运业向零排放发展。
清洁能源存储方案受到航运业的欢迎反映出了电池动力船舶的发展浪潮,在此背景下,大型远洋船舶电气化的可行性也成为了业界关注和探索的方向。今年7月,几位研究人员发布论文称,商用电池成本的快速下降使全球40%以上的集装箱船运输有望在未来十年内实现完全电气化。船用电池技术的应用前景及其安全性能一直是大家关心的问题,亟待专业人士来答疑解惑。日前,在接受本刊记者专访的过程中,SHIFT创始人兼首席执行官Brent Perry向我们介绍了该公司能源存储系统的设计亮点和技术优势,并分享了他对船用电池动力的重要作用、在大型远洋船舶上的应用潜力以及船舶电气化面临的挑战等问题的专业解读。
问:请您介绍一下SHIFT目前推出的船用电池产品和服务。
答:SHIFT是一家可再生能源解决方案提供商,全球领先的能源存储方案是我们系统的基石。SHIFT既提供混合电动系统,也推出了全电动系统,为客户尽可能快地实现2050全球减排目标提供了强大支持,有效地保证了合作伙伴能够经得起未来几十年发展的考验。如今,SHIFT关注的焦点是,在一切可行的情况下助力实现操作系统的零排放目标。SHIFT既提供固定电池,也通过PwrSwäp服务提供可更换的电池。我们的固定电池具有模块化、可堆叠的设计特点,并且能最大限度地减少空间占用量。一直以来,为各种不同类型的船舶和不同类型的客户量身打造解决方案对我们来说都至关重要。我们的技术能够帮助客户实现脱碳,同时,我们的系统也易于实施,而且经久耐用。
问:SHIFT船用电池系统应用了哪些创新技术,具有怎样的特点和优势?
答:SHIFT在液体冷却技术领域处于世界领先地位,最近我们还推出了世界一流的锂电池能源存储系统火灾预防能力。这是SHIFT能源存储系统的一个独特功能。“SHIFT FireStop”冷却系统融合了其领先的火灾探测系统,该系统在每一块电池上都配备了温度和电压传感器,无论系统的总体规模如何。
我们一直在不断推动自身技术向前发展,并且十分关注与行业创新者建立合作,同时,我们的技术也深深植根于可靠性。我们的团队拥有超过40年的海运从业经验,我们的技术设计旨在解决行业痛点。脱碳是我们的核心所在,与此同时,我们也致力于为客户节省时间和金钱,并且始终以安全为主导。我们的PwrSwäp订购服务是业界首创,这种电池更换服务使得船舶能够根据实际能源需求来获取相应的电量,从应用的第一天起就为客户节省成本。通过PwrSwäp服务,客户得以立即开始节省资金,同时减少或消除他们的排放,并使船舶无缝过渡到混合动力或全电动运行模式。
问:您认为船舶应用电池动力能带来哪些益处?
答:船舶应用电池动力对于环境的益处怎么强调都不为过。船舶领域的电气化是我们实现2050气候行动目标的关键。以电池为动力的储能系统使船舶能够立即实现脱碳,而且还可以支持其他低碳解决方案的实施。无论是氨还是绿氢,每一种清洁燃料都需要通过一个储能系统来发挥作用。此外,全面电气化还可以从时间和金钱两个方面降低成本。柴油价格昂贵,并且需要花费数个小时来补充燃料,而电池动力则可以立即消除船舶整个使用期限内的燃料成本。电气化还能帮助客户通过领先的储能系统实现其气候行动及环境、社会和公司治理(ESG)目标,同时改善其日常运营和成本效益。
问:船舶电气化在航运业脱碳进程中将发挥怎样的作用?
答:船舶电气化对于航运业脱碳而言是绝对必要的。目前,航运业直接构成了世界上近3%的温室气体排放,随着全球贸易的扩张和其他行业化石燃料消耗量的减少,航运业产生的碳排放只会进一步增加。根据预测,到2050年,航运业在世界温室气体排放总量中的占比可能会达到17%,甚至更多,除非我们现在立即采取行动。坦率地说,如果不能实现航运业的电气化,我们就无法达成将国际航运业排放降低50%的目标。我们想让大家明白的是,实现这些目标所需的技术当下已经存在、可用。我们的系统很容易实施落地,相关技术也已经得到了测试和验证。
问:根据SHIFT船用电池系统在航运业的应用现状,您认为电池动力船舶的市场需求和前景如何?对于进一步推动船舶电气化您有何建议?
答:尽管船舶电气化蕴藏着无限的可能性,但很重要的一点是,我们要以明确的商业化角度来探讨电气化,而且作为电气化和去碳化进程的一部分,我们应当始终为最终用户提供价值。随着越来越多同行看到电气化从整体上为我们的行业和全世界带来的不可思议的好处,电力存储系统的需求正在不断增长。在船舶电气化方面,最大的挑战就是行业对变革的抵触。船舶行业已经建立、发展了数百年,每当涉及到采用所谓的新生事物时,业界都会犹豫不决。归根结底,我们的行业还需要一定的引导,业界需要了解电池动力的能源存储系统将如何为企业及环境带来益处。应用电池动力是未来的航运发展方向,我们需要船舶跟上这一趋势。如果我们想要缓解气候变化,把握时间至关重要。
问:您如何看待电池动力在大型远洋船舶上的应用潜力?
答:电池将成为动态电源提供形式,即使在大型远洋运输工具上也是如此。从实现电压和频率的平衡,到提供“黑启动”连续性,再到承担第一响应动态电源的角色,应用电池具有极大的好处。这些因素对于促进远洋船舶电气化都起着关键作用。当燃料电池能够作为充电系统为船舶航程提供支持时,我们就将迎来第一批零排放船舶。远洋船舶绝对可以实现电池混合动力的应用,这将极大地降低这些船舶的排放和成本,对于整个地球以及船舶的盈亏底线都有利。
问:您认为当前发展船舶电气化还面临着哪些挑战,尤其是船上电池火灾的预防和应对,能否分享一下SHIFT在该领域的先进经验?
答:安全是一大挑战。船用电池起火是我们行业面临的一项巨大危险,而安全是我们公司一切工作的核心。我们的CellCool(电池冷却)系统可以确保能源存储系统中的每块电池都能在最佳温度下运行,不会产生过热和起火的风险。从本质上讲,每块电池都被包裹在各自的冷却液中,从而可扭转单个电池或电池组内发生热失控事件的局面。在过去的一年中,我们在罗德岛和卑尔根地区开展了多次电池起火针刺测试,我们将钉子刺入我们系统的电池中,尽管能量输出达到了1000摄氏度,它们依然保持着良好状态。这种业界领先的电池测试是我们行业有史以来开展的首例。我们对自己的技术感到非常自豪,我们致力于不断对技术进行测试,从而证明其无与伦比的安全性能。一旦涉及到安全问题,透明度是没有商量余地的。
另一项挑战是可靠性。能源存储系统要比燃料驱动的推进器更加可靠,不过这必须要体验过才能理解,在此之前,很难设想出比柴油更可靠的技术,但实际上电池要可靠得多,而且大大降低了交付的风险。
问:除了锂离子电池之外,业界也在探索新型电池技术,SHIFT未来是否会考虑开发其他替代电池技术?
答:作为一家提供解决方案的公司,SHIFT致力于为业界提供最安全、最低成本和最有益的脱碳解决方案,同时也有利于企业提升其盈利表现。我们一直在十分积极地探索、寻找有望实现商业化并且能够引进到船舶领域的新技术。
本文来自:中国船检