我国智慧港口已经成为引领全球智慧港口建设的典范,绿色港口已经成为行业发展的一道亮丽风景线。展望未来,港口绿色化、智慧化发展仍将是我国港口行业高质量发展的重要方向和关键着力点
我国港口行业绿色智慧发展成就
撰文|詹新望 刘长俭 黄 川 吴家鑫
为深入贯彻落实国家“双碳”战略,加快行业高质量发展,近年来,我国港口行业从顶层规划、项目建设、示范工程、政策扶持、考核评价、标准体系等方面加大工作推进力度,绿色智慧港口建设成效明显。我国智慧港口已经成为引领全球智慧港口发展的典范,绿色港口已经成为行业发展的一道亮丽风景线。我国港口已经成为落实国家“双碳”战略、加快发展新质生产力的重要践行者。
一、我国港口绿色发展成效明显
水运具有运量大、成本低、能耗少、污染轻、占地少等比较优势,在交通行业发展中具有明显的绿色低碳特征。为深入贯彻落实国家“双碳”战略,加快高质量发展,近年来,我国港口从完善规划、优化用能结构、加强污染防治等方面系统发力,绿色发展步伐明显加快,绿色转型成效明显。
1. 绿色港口规划不断完善,绿色发展成为行业共识
绿色港口建设已经成为全国各地港口转型和高质量发展的重要抓手。国家级相关规划和文件对港口绿色发展均有明确部署和安排。地方很多港口也陆续出台绿色港口转型规划或意见,对本区域绿色港口发展作出系统性部署, 将绿色发展理念嵌入港口规划、设计、建设、运营全过程。各个层级的规划,从顶层设计上明确了绿色港口建设重点和发展方向,并从组织管理、能源结构调整、防污治污、集疏运结构优化、技术创新、标准规范制定、统计监测管理等方面,明确了绿色港口的关键抓手和举措。如:《中华人民共和国大气污染防治法》《绿色交通“十四五”发展规划》《水运“十四五” 发展规划》等国家规划,《水运工程标准体系》《绿色交通标准体系》《交通运输环境保护标准体系》等规划、标准、政策等,均对港口绿色发展提出了方向和指引;山东省港口集团有限公司制定《山东港口智慧绿色港顶层设计方案》《绿色低碳港口“十四五”规划》等,明确未来港口绿色转型发展的系统布局;广西北部湾国际港务集团有限公司制定《北部湾港“十四五”绿色港口发展规划》,从提高能源利用效率、优化运输结构、强化科技支撑等方面明确了绿色港口建设的重点任务;安徽省港口运营集团有限公司制定了《绿色港口发展规划》,成立绿色港口建设领导小组和工作专班,每年印发绿色港口建设工作要点。
2. 港口能源结构不断优化,清洁能源使用比例不断提升
加快能源结构优化调整,加大清洁能源使用,降低能源消耗强度和港口碳排放,已经成为各港口高质量发展的一致行动。近年来,国内港口不断加大港作机械“油改电”,加大港口岸电利用,积极利用港口区域自然禀赋条件, 加大太阳能、风能和氢能等在港口区域中的推广应用,加大清洁能源供给比例,从能源供给的源头上加快推进港口绿色化、低碳化发展。如:2023年上海港基本完成港机设备“油改电”“油改气”等工作;张家港港新建4.2MW屋顶光伏电站、年发电量460万kW·h ;青岛港完成桥吊机房、仓库、办公楼、变电所等区域光伏建设全覆盖,年发电能力超过170万kW·h ;天津港新能源发电系统总装机容量达到43 MW,年发绿电能力近1亿kW·h,CO2减排量近9万t,标准煤节约近3万t ;张家港港、嘉兴港等加大氢能在港口集卡、牵引车等作业装备中的应用,如张家港港研制的全国首批氢燃料港口专用牵引车,可连续运行8h以上,车辆排放物为纯净水并采用一键自动排水设计,实现了零污染、零碳排放。
3. 污染防治深入推进,美丽港口建设取得积极进展
加大港口区域内和靠港船舶油污水、生活污水排放治理,加大干散货码头扬尘、粉尘治理,加大污水回收装置建设配置,加大港区环境治理和绿色化改造,推进港口岸线生态修复, 建设美丽港口,实现港口与生态环境的有机融合,已经成为各港口深入落实生态发展理念、加快建设美丽港口的重要举措。如:张家港港围绕“用能体系低碳化、作业机械清洁化、环境治理精准化、现场业态景观化、运输结构合理化”的“双碳五化”路径,深入推进绿色港口建设;广州港加快建设港口生产生活污水、雨污水的收集处理设施,新建万吨级及以上原油和成品油装船码头泊位及直接相连的配套储罐按照标准要求安装油气回收系统;日照港实施“退港还海”“退港还城”等海洋生态修复工程,青岛港大港港区、烟台港芝罘湾港区正在推进岸线、 滩涂植被恢复与重建计划等。
4. 集疏运体系不断优化,助力运输结构加快调整
加快运输结构调整,发挥水运、铁路、管道等比较优势,做强做大铁水、水水、水管等多式联运体系,从运输组织结构上促进能源结构优化和降低碳排放,推动港口集疏运体系绿色化发展,是港口加快绿色转型、助力绿色交通发展的关键举措。如:山东省港口集团有限公司把优化集疏运结构作为绿色发展的关键支撑,开发海铁联运班列97 条以及众多专列、特色列,2023年集装箱海铁联运量完成360万TEU,同比增长20%,同时,打造“山港快航” 内支线品牌等,积极引导“公转水”,减少公路集疏运;张家港港加大水水中转,做到煤炭海轮到港直接过驳比例常年保持在85%以上,开普型船舶到港直接过驳比例实现从无到有,并稳步攀升到了24% ;2023年唐山港曹妃甸港区煤炭铁路集港率达100%,铁矿石铁路疏港能力达到每年8000万t,新能源车辆疏港占汽车疏港比例达到85%,预计2024年大宗货物清洁运输比例继续保持在80% 以上。
5. 相关标准、制度等不断完善,绿色港口管理水平明显提升
近年来,行业加大绿色港口评价标准体系构建,极大地提升了港口绿色发展的积极性和主动性。国家加快绿色港口相关标准、规范的出台,如《码头船舶岸电设施建设技术规范》《港口和船舶岸电管理办法》等标准规范不断完善, 为绿色港口建设提供了指引。地方各港口也逐步完善绿色港口规划建设体制,健全绿色港口统计、监测制度,完善绿色发展管控体系,推动绿色港口规范化、有序化发展。如:南京港(集团)有限公司成立绿色港口建设领导小组和工作小组,按绿色港口建设要素,细化职能分工, 建立绿色港口建设联动协调、运行管理、监督考核等常态化运行机制;安徽省港口运营集团有限公司建设能源管理平台,完善生活污水和雨污水处理设施,提升绿色发展水平;张家港港构建了“生态环境综合管理平台”,设计“空气质量管理、岸电使用管理、能源综合管理、雨水收集处理、绿化植物管理、危废转运处置、船舶污染防治”等7 大模块,实现了港口生态环境平台化的综合治理。
二、我国港口智慧发展成就显著
国家和各地港口高度重视港口行业智慧转型,出台了系列规划、发展意见、实施方案等,为港口智慧化发展提供了明确的方向指引和政策支持。近年来,我国港口加大现代信息、移动互联网等技术应用,在自动化码头建设、大数据中心构建、港口信息化水平提升等方面加大技术创新和场景应用力度, 取得明显成效。特别是我国自动化码头建设, 已经成为全球自动化码头建设的风向标。智慧港口建设正成为加快积极培育港口行业新质生产力的关键抓手。
1. 自动化码头建设成效明显,成为智慧港口建设的新亮点
我国在自动化码头建设方面取得了显著成效,开创了自动化码头建设引领码头作业全程无人化、智能化新局面。在码头操作系统统一计划、调度下,不同码头作业单元协同工作, 码头作业效率得到提升,码头人力资源投入明显节省,工人工作环境明显改善。如:厦门远海集装箱码头是我国第一个全自动化集装箱码头,投产后相比传统码头能源节省25%以上、效率提升20%、减少相关操作人员70% ;上海洋山四期自动化码头采用“ TOS+ECS”组合系统,实现了毫米级装卸和单船平均最高作业台时量58.28自然箱的高效集装箱装卸作业;山东港口青岛港自动化码头高度融合物联网、通信导航、大数据、云计算等技术,采用“计算机+ 智能机器人”的生产模式实现码头作业全自动化;张家港港全面建成传统散货码头全流程自动化无人化系统,真正实现“码头蓝领” 向“港口白领”的转变。这些自动化码头、系统的建设运营,不仅提升了装卸效率,减少了人为差错,还有效地降低了能耗和运营成本, 为全球自动化码头建设树立了新标杆。
2. 各类港航数据中心功能不断拓展,港航数据价值得到进一步挖掘
近年来,我国港口积极依托自身丰富的数据资源优势,打造各类型的大数据中心,利用大数据分析、人工智能等技术,深度挖掘数据深层次价值,助力港口生产运营和决策管理的智能化,大幅提升港口客户服务的个性化和高效化水平。如:上海港建立了港航大数据中心, 整合了中国航运数据库、港航大数据实验室等平台,汇集了超过1500亿条数据资源,构建了集数据查询、分析为一体的综合服务体系, 显著提升了港口服务效率和船东运营效率;广州港构建了以大数据中心为主,包含生产调度、集装箱物流、危险品监管、散杂货物联网集成、大数据应用等功能的智慧港口体系,全面提升港口智能化水平和运营效率;妈湾智慧港作为招商智慧港口解决方案的典型代表,集成了招商芯智慧生产系统、人工智能配载、5G无人驾驶、北斗VR 数字孪生等元素,实现现场作业与作业数据实时关联;张家港港上线全国首套“全要素智慧管理系统(PORTS 系统)”,将场地、船舶、货物等八大要素一体化集成,数据实时更新显示。
3. 港口物流服务平台化,推动业务链条高效协同
我国港口通过信息技术的大规模应用,结合具体港口服务场景,建立了多类型的港口物流服务信息平台,实现了服务的线上化、协同化和高效化,大大增强了港口物流服务的效率和水平,提高了港口客户黏性。如:厦门港智慧物流协同平台、天津港电子商务平台等均采取集卡预约制,合理安排集卡进出港作业,减少集卡在港时间,有效提升集卡和港口码头运营效率;上港物流“壹港通”实现在线实时询价、下单、结算、跟踪等全流程服务,实现通关服务协同及海运整箱出口一站式服务,提高了港口供应链业务协同能力;宁波舟山港推出“智序港城服务平台”,面向政府、企业、用户三方提供车辆管理、客商服务、安全管控等重要服务功能,有效串联优化港城相关物流链, 打造港城共融生态圈;张家港港构建智慧物流管控平台,推动港口物流由“模糊定性”变“精准定量”,助推木材交易市场蓬勃发展,进一步巩固了张家港港“全国最大进口木材交易市场” 地位。
4. 现代技术不断探索应用,加速了港口智慧化进程
我国港口行业积极探索推进车联网、物联网、大数据、北斗导航、区块链、5G 等新技术在港口领域的应用,有力支撑了我国自动化码头的大规模建设和推广,支撑了我国港口大数据中心建设和相关物流服务平台的构建,为我国智慧港口建设赋予了新动能。如:河北港口集团有限公司在港口作业车辆、船舶和机械设备上应用基于北斗技术的多功能终端,实现定位、监控、防碰撞及可视化管理;上海港、青岛港利用区块链技术推动进口数字化,青岛港建设首个国内港航企业私有云平台;天津港、上海港、厦门港、宁波舟山港等均在“5G+ 自动驾驶”领域进行探索实践;宁波舟山港通过三维建模、地理信息系统等技术,实现对危险货物重点区域的二维、三维视频展示;广州港运用大数据分析和云计算技术,优化了船舶靠泊计划和货物配载策略;张家港港通过“现场视频采集+AI 智能解析+ 平台化处理”方式, 突破了木材智能理货的系列难题,件杂货理货实现“全货种远程化”。
三、我国港口绿色智慧发展展望
目前,我国港口绿色化智慧化发展已经取得了明显成效,港口行业成为落实国家“双碳” 战略、加快发展新质生产力的重要践行者。但是,我国在绿色智慧港口建设发展过程中也存在部分项目初期投入较大、运营成本较高、效益短期很难显现,部分法律法规和标准规范缺失、相关支持政策有待强化等问题,需要在未来的发展中引起关注。
展望未来,港口绿色化智慧化发展仍将是我国港口行业高质量发展的重要方向和关键着力点。
1. 我国港口绿色化发展展望
一是将进一步推动港口全生命周期的绿色低碳化,以低碳理念贯穿港口规划、设计、施工、运营和管理的全过程。二是将继续深入推动靠港、港作船舶和区内设施设备用能清洁化、低碳化。三是将加快推进集疏运方式优化调整, 打造低碳集疏运方式,大力推动多式联运发展, 提高集疏运低碳运输方式比例。四是将加快绿色发展中的科技创新,鼓励创新设计理念与施工工艺,加快绿色能源材料研制与技术研发, 深入推进美丽港口建设。五是将加快建设能源自洽港口,充分利用港口区域风、光、波浪等资源禀赋优势,加大风能、太阳能、氢能等多态清洁能源的开发利用,提升风能、太阳能、氢能等清洁能源在港口中的使用比例,推动港口由能源消耗者向能源消耗者、能源供给者双重角色转变,在有条件的港口加快推动实现港口能源自洽。六是将进一步完善全过程用能管理,健全港口碳排放评价体系,提高港口在设计、建设、运营、管理等各阶段的碳足迹追踪能力,建立低碳能源智能管控系统,实现能源环境监测管理。
2. 我国港口智慧化发展展望
一是我国将在以自动化集装箱码头建设、集装箱码头堆场改造为主要实践的同时,加快推动其他件杂货、散货码头的自动化改造以及后方堆场、整个生产流程的自动化改造。二是港区内部水平运输卡车的自动化驾驶将迎来快速发展期,国内更多的港口码头将会加大自动化驾驶技术的推广和应用。三是将结合各港口实际,充分吸收现有的操作系统优势,加快打造符合自身运营特色的自动化码头操作系统。四是将通过现代信息、自动化、人工智能等技术的综合应用,建立自动智能感知、传输、决策体系,不断提升港口运营效率与智慧化服务水平。五是将更加重视推动基础设施、装备、生产运营、管理决策、上下游业务链服务等全面数字化、智能化、绿色化转型,重构智慧港口生态体系。
作者单位|张家港港务集团有限公司、交通运输部规划研究院、武汉理工大学
本文刊发于2024年第8期
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