全國首艘氫電拖輪正式投用——青島港來(lái)了“海上混動(dòng)車(chē)”

盛夏的膠州灣，海風(fēng)裹挾著(zhù)咸濕的氣息撲面而來(lái)。7月16日清晨，晨曦微露，山東港口青島港前灣港區已呈現一派繁忙景象。

四艘拖輪迎著(zhù)風(fēng)，穩穩駛向遠處即將進(jìn)港的大船。其中，一艘拖輪身姿矯捷。它個(gè)頭不大，動(dòng)力卻異常強勁，船身上“氫電拖1”四個(gè)大字格外醒目。

它正是全國首艘氫電拖輪，也是全國馬力最大、鋰電池容量最大的港作拖輪。其創(chuàng )新搭載“氫燃料電池+液冷鋰電池”混動(dòng)系統，可實(shí)現真正意義上的零碳排放。

“小塊頭”蘊含大能量

“氫電拖1”輪長(cháng)39米，由青島港“連鋼創(chuàng )新團隊”設計、鎮江船廠(chǎng)承建，今年6月在青島港正式投用。此次，它執行的任務(wù)是輔助15萬(wàn)噸巨輪“達飛利拉”號靠泊。與萬(wàn)噸級的巨輪相比，“氫電拖1”輪顯得“身材嬌小”。

待完成系纜作業(yè)，與“達飛利拉”號緊緊綁定在一起后，“氫電拖1”輪開(kāi)始發(fā)力，拽著(zhù)船頭向碼頭駛去。“這船開(kāi)起來(lái)動(dòng)力很猛，別看它個(gè)頭不大，肚子里可裝著(zhù)強勁的動(dòng)力系統。”“氫電拖1”輪船長(cháng)周子祥介紹說(shuō)，“氫電拖1”輪搭載的“氫燃料電池+液冷鋰電池”混動(dòng)系統，能輸出7000匹馬力。

7000匹馬力的背后，是氫燃料電池與鋰電池串聯(lián)混動(dòng)的完美融合。“拖輪搭載的集裝箱式質(zhì)子交換膜氫燃料電池系統，通過(guò)電化學(xué)反應將氫能轉化為電能。”青島港輪駁公司指導輪機長(cháng)孫騰蛟介紹說(shuō)，鋰電池則采用寧德時(shí)代最新船用液冷磷酸鐵鋰電池，鋰電池總容量7838千瓦時(shí)。

這種“氫鋰雙擎”的創(chuàng )新組合，讓拖輪在滿(mǎn)足港口頻繁啟停、短時(shí)高負載作業(yè)需求的同時(shí)，實(shí)現續航與動(dòng)力的完美平衡。

“簡(jiǎn)單說(shuō)，它就像一臺‘海上混動(dòng)車(chē)’。”周子祥打了個(gè)比方，鋰電池提供瞬時(shí)高功率輸出，氫燃料電池則保障長(cháng)周期穩定供電，二者協(xié)同工作使“氫電拖1”輪在港內助泊作業(yè)中能釋放82噸的強悍拖力，靜水航速可達14.2節。

綠色節能零排放

傳統港口拖輪是名副其實(shí)的“油老虎”，一艘船每年的二氧化碳排放量相當于幾百輛小汽車(chē)的排放總和。而“氫電拖1”輪的誕生，直接顛覆了這一局面。它采用先進(jìn)的氫燃料電池技術(shù)作為船舶電力來(lái)源，在運行過(guò)程中僅產(chǎn)生水，實(shí)現了零碳排放，是真正意義上的綠色環(huán)保船舶。

“‘氫電拖1’輪的投入使用，將使港口作業(yè)大幅降低碳排放。”山東港口青島港輪駁公司副總經(jīng)理張雷介紹，“氫電拖1”輪每年可減少二氧化碳排放約1500噸，相當于植樹(shù)造林1000多畝。

除采用清潔能源動(dòng)力系統之外，設計團隊在船體構造上也下足了功夫。“氫電拖1”輪采用輕量化設計，最大限度減少船舶的空船重量，達到降低船舶推進(jìn)和作業(yè)能耗的目的。

此外，“氫電拖1”輪推進(jìn)系統具有經(jīng)濟和動(dòng)力兩種工作模式。選擇經(jīng)濟模式時(shí)，電機加速曲線(xiàn)更加平緩，可滿(mǎn)足拖輪正常的港內作業(yè)任務(wù)，讓船舶續航力更加持久。在動(dòng)力模式下，動(dòng)力輸出更為強勁，為拖輪助力大型船只靠離泊、在惡劣天氣下工作提供了可靠的動(dòng)力保障。

“兩種模式根據工況一鍵切換，可滿(mǎn)足不同功率需求。”周子祥說(shuō)。

與傳統燃油拖輪相比，“氫電拖1”輪在噪聲控制方面優(yōu)勢顯著(zhù)。“這船開(kāi)起來(lái)幾乎沒(méi)有震動(dòng)和噪聲。”周子祥說(shuō)，他以前在柴油動(dòng)力的拖船上工作，船加速過(guò)猛時(shí)煙囪就會(huì )冒黑煙，且噪聲大得震耳朵，而“氫電拖1”輪運行起來(lái)安靜得像電動(dòng)車(chē)。

“盲航”升級為“智航”

走進(jìn)“氫電拖1”輪駕駛艙，駕駛臺頗具科技感，三塊屏幕組成的綜合顯示屏環(huán)繞著(zhù)駕駛位，將航行數據化作沉浸式全息畫(huà)面。顯示屏還能全自動(dòng)升降，有效解決了駕駛員視線(xiàn)受遮擋的問(wèn)題。

周子祥介紹，駕駛臺應用基于北斗技術(shù)的多功能集成系統，實(shí)現一套系統替代傳統ECS電子海圖、全球定位系統、船舶自動(dòng)識別系統，解決了傳統船舶設備分散的問(wèn)題，還為船舶安全航行、船岸協(xié)同管理提供了支持。

“北斗集成系統可實(shí)時(shí)接入港口數字孿生平臺，與岸橋、集裝箱實(shí)現毫米級協(xié)同作業(yè)，路徑優(yōu)化、碰撞預警等功能也一應俱全，讓拖輪從‘盲航’升級為‘智航’。”周子祥說(shuō)。

為支撐氫電拖輪“氫”裝上陣，青島港持續推進(jìn)加氫站、智能充電網(wǎng)絡(luò )等基礎設施建設。青島港在前灣港區建設了全國港口首座加氫站，為“氫電拖1”輪和氫能集卡提供加氫服務(wù)。該港口還自主研發(fā)了全自動(dòng)智能岸基充電裝置，讓拖輪在作業(yè)間隙即可完成補能，充電效率提升200%以上。

“‘氫電拖1’輪的入列，是青島港響應‘雙碳’目標的重要成果。未來(lái)，青島港將以該輪為核心進(jìn)一步拓展氫能應用場(chǎng)景，持續推動(dòng)港口裝備綠色升級，引領(lǐng)港航業(yè)綠色轉型。”山東港口青島港安全環(huán)?？萍疾扛辈块L(cháng)齊斌表示。