船舶岸电介绍及其发展展望

1背景介绍

1989年，全球首个低压岸电系统在瑞典哥德堡港开工为国际岸上供电系统建设开启先河；2000年，全球首个高压岸电系统在该港口建成；2008年，全球首个高压变频岸电系统在比利时安特卫普港建成。2017年，我国交通运输部发布《港口岸电布局方案》，从此拉开了国内岸电高速建设的大序幕。截至2019年底，全国已建成港口岸电设施5400多套，覆盖泊位7000多个，我国主要港口大部分都已实现岸上供电系统的覆盖。

中国是世界港口大国，港口范围内的船舶碳排放和其他污染物排放量不容小觑，绿色港口建设是交通运输领域实现双碳目标的重要组成部分。目前能实现港口停泊船舶“零碳排放”的经济有效可快速实现的方式是使用岸电。

船舶岸电系统概图

2岸电系统工作原理

岸电系统是指在船舶正常营运靠港期间港口向船舶供电的系统，包括船载装置和岸基装置。以电压1KV为分界线，岸电系统分为高压岸电系统和低压岸电系统。业界低压岸电主要采用的电压等级为380V/50Hz或440V/60Hz，高压岸电采用的电压等级为6KV/50Hz或6.6KV/60Hz或11KV/60Hz。岸电系统工作原理相对简单，是将岸上供电系统（即岸基装置）通过船岸交互部分将电力送至船舶受电系统（即船载装置）。

岸电工作拓扑图

岸上供电系统是将电网电源经过变压器、变流器及隔离变压器转换成靠港船舶所需要的电压及频率等级的电源，并最终送至码头接线箱处（下图所示）。值得一提的是岸基装置中的变流器以功率器件变频技术为基础开发的产品，是岸上供电系统中核心设备。

岸上供电系统拓扑图

船舶受电系统是船舶配电系统的一部分。拥有岸电系统的船舶一般在入级证书上会有AMPS标志。其主要由电缆绞车、船载变压器和电气管理系统组成。其中电气管理系统要具备电压指示、极性或相序（三相交流）检测、应急切断、安全联锁、负载转移、短路保护、逆功率保护等功能。

船舶受电系统逻辑框图

3 岸电系统操作流程

船舶靠泊使用岸电，需要船岸多个部门协同工作，才能安全使用岸电。本文以中国籍某集装箱轮操作规程为例简要介绍岸电系统在实际使用过程中的操作流程。岸电使用的操作流程主要分为使用前的准备工作和岸电供电操作：

使用前的准备工作有抵港前的船载设备的效应检查和接入岸电前的准备。其中接入岸电前的准备需要首先使用电缆绞车将电缆放出并连接到码头岸电插座，同时船舶上发电机要减至一台，且尽量较少船上负载。

岸电供电操作分三步走。第一步是将岸电切换船电，通过合闸试验后连接岸电，检查电参数正确后将岸电切换船电。第二步是岸电供电，将船电切换到岸电完成后，恢复船舶电站正常工作，安排人员值班监控状态。第三步是将船电切换岸电，在离泊前一段时间将发电机备车，降低电网负荷，用船电切换岸电，恢复电站的正常工作。靠离港流程图如下图所示。

靠离港岸电操作流程

4 岸电相关法规及标准进程

一、国际方面

 对于船舶岸电的建设布局，IMO及国内相关部门已出台相关的公约和法律法规。中国在海上安全委员会第98次大会（MSC98）提交的《国际航行船舶岸电安全操作导则》经过多轮讨论在MSC103会议上获得通过，为国际行业岸电操作提供指南。

SSE7提案

二、国内方面

国内现在施行的一些法律法规也都明确部分水域的船舶在靠泊时要使用岸电：

2015年修订的《中华人民共和国大气污染防治法》明确要求“新建码头应当规划、设计和建设岸基供电设施;已建成的码头应当逐步实施岸基供电设施改造。船舶靠港后应当优先使用岸电”。

2021年实施的《中华人民共和国长江保护法》也对岸电使用提出具体要求： 

《中华人民共和国长江保护法》部分内容

交通运输部颁布的《港口和船舶岸电管理办法》则更详细的规定了船舶岸电的建设、使用、服务、监督等具体内容。

此外，还有《上海市环境保护条例》、《上海市港口和船舶岸电管理办法实施细则》等地方管理条例，以及中国海事局颁布的《国内航行海船法定检验技术规则》（2020）、《内河海船法定检验技术规则》（2019）都对船舶岸电的使用进行了更加具体的规定。

三、标准方面：

岸电的相关技术研究可追溯到上世纪70年代，近十五年来国内外岸电相关的技术标准发展迅速：

2009年4月，国际电工委员会（IEC）首先发布了阐述高压岸电系统总体技术的预标准IEC/PAS 60092-510；

2011年，IEC发布了岸电插接件国际标准IEC 62613；

2012年，IEC/ISO/IEEE联合发布了纠正和集成的高压岸电系统总体技术的标准IEC/ISO/IEEE 80005-1；

2016年，发布了岸电系统通信协议、数据交互等方面的技术标准IEC/ISO/IEEE 80005-2。

IEC标准相关内容

国内技术标准制定紧跟国际标准步伐。2014年，全国电力电子标准化技术委员会参照IEC 62613-2011标准先后制定《高压岸电连接系统用插头插座》（GB/ T30845.1-2014）、《高压岸电连接系统用插头插座互换》（GB/T30845.2-2014）。同时，交通运输部根据实际港口岸电建设状况牵头制定了《靠港船舶岸电系统技术条件》（GB/T 36028.1-2018）、《码头船舶岸电设施工程技术规范》（GB/T51305-2018）。另还有行业标准和企业标准从不同方向对岸电设备进行标准化。

5 岸电使用展望

在岸电的推进过程中也存在一些问题。比如具备受电设施的船舶数量少，港口初始投入高、利润率低，岸电使用的经济性不高，接口标准不统一，船舶改造成本高等问题。针对以上问题，相关部门也针对性的出台了相关政策。比如给予码头、船舶所有者或运营者一定的岸电改造补贴，采用优惠电价，修改相关技术规则要求部分类型船舶强制安装岸电设备，细化接口标准。

在可预见的未来内，氢动力，氢燃料电池动力，锂电池动力都不会成为主流的推进动力。LNG动力即使成为主流推进动力，也不能实现靠泊后的零碳排放目的。因此，靠泊期间实现零碳排放，岸电是最可行的方案。在国内和内河航行的部分船舶，已有新修订的技术检验规则对岸电安装进行要求，但由于制造、改装周期的限制，具有受电设备的船舶还需经过几年时间才能大量运营，这是未来岸电配套厂家的红利期，也是后续海事部门监管的新内容。经过近几年大力推广建设港口岸基供电基础设施，陆地的岸电建设已基本完成。随着硬件设施的全面推广，相信几年后中国的绿色港口愿景必将实现。

信息来源：

洋山港海事局、中国船检、中国水运报、imarine

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