2022年12月30日，全國(guó)首艘油電混合智能拖輪——“青港拖1”輪在山東港口青島港啟用。該船在純電力模式下可實(shí)現(xiàn)零油耗、零排放，創(chuàng)造了拖輪綠色作業(yè)的新模式，是碳達(dá)峰、碳中和背景下，世界一流智慧、綠色港口建設(shè)征程中，港口行業(yè)響應(yīng)國(guó)家號(hào)召、落實(shí)政府政策的一次有益探索。

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投入使用后，“青港拖1”輪是否實(shí)用？預(yù)期目標(biāo)是否達(dá)到？效能幾何？在“青港拖1”輪投入使用三個(gè)月之際，記者帶著這些行業(yè)內(nèi)重點(diǎn)關(guān)注的問題，來到山東港口青島港，解密“青港拖1”輪背后的故事。

提供油電混合動(dòng)力配置樣板

近年來，在全球減碳背景下，航運(yùn)業(yè)綠色發(fā)展路徑逐漸指向新能源船舶，低碳、零碳排放船舶的發(fā)展已成趨勢(shì)，電池動(dòng)力船成為船舶動(dòng)力行業(yè)的焦點(diǎn)之一。

在“青港拖1”輪之前，業(yè)內(nèi)已有純電拖輪、用柴油機(jī)發(fā)電做動(dòng)力的拖輪。考慮到柴油發(fā)電依舊是用油，純電拖輪續(xù)航能力滿足不了生產(chǎn)要求，設(shè)計(jì)之初，青島港就將“青港拖1”輪動(dòng)力模式鎖定為油電混合，并采用傳統(tǒng)柴油機(jī)推進(jìn)和電力推進(jìn)兩套系統(tǒng)。任一推進(jìn)裝置出現(xiàn)故障時(shí)，可立即轉(zhuǎn)換為另一種推進(jìn)模式，大大增加了拖輪運(yùn)行的可靠性。

“這種動(dòng)力配置方案，為港作拖輪的建造和使用提供了行業(yè)樣板?！薄扒喔弁?”輪研發(fā)負(fù)責(zé)人之一，山東港口青島港輪駁公司船舶機(jī)務(wù)部副經(jīng)理孫騰蛟說。

由于油電混合智能拖輪是新規(guī)范下的新船型，在“青港拖1”輪研發(fā)過程中，沒有經(jīng)驗(yàn)可借鑒，所有的設(shè)計(jì)方案和實(shí)施過程都是靠自主研發(fā)。為保障拖輪在電推模式下，航速能達(dá)到9節(jié)以上，青島港經(jīng)過幾條船的軸功率測(cè)試，最終推翻了原來的設(shè)計(jì)方案，將電推電機(jī)的功率由單臺(tái)450kw，修正為單臺(tái)600kw。

“這為日后整體方案的成功實(shí)現(xiàn)，奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。”孫騰蛟說。

經(jīng)過18個(gè)月研發(fā)與建造，“青港拖1”輪順利完成建造，“落地”所有設(shè)計(jì)功能，被中國(guó)船級(jí)社授予6個(gè)附加標(biāo)志，其中“混合動(dòng)力Hybrid”和“智能航行（N）”附加標(biāo)志是國(guó)內(nèi)全回轉(zhuǎn)拖輪首次取得。值得一提的是，青島港在船后期關(guān)鍵建造環(huán)節(jié)上，要求設(shè)備稱重，符合要求后再裝船的舉措使得“青港拖1”輪比同類型、同功率船舶跑得更快，成為山東港口以科技實(shí)力強(qiáng)化智慧港口建設(shè)提升發(fā)展“加速度”的又一重要成果和鮮活案例。

電推模式使用占比高達(dá)81%

“你有好消息，請(qǐng)注意查收！”2月8日一大早，青島港“拖輪智能調(diào)度系統(tǒng)”就給“青港拖1”輪派發(fā)了作業(yè)任務(wù)。

“今天也是我們第一個(gè)被‘派單’?！闭f這話的“青港拖1”輪船長(zhǎng)李瑞峰，話語有藏不住的自豪。

“青港拖1”輪是一艘綠色低碳的拖輪，純電力模式下，可實(shí)現(xiàn)零油耗、零排放，解決了傳統(tǒng)柴油機(jī)拖輪燃油成本高、污染嚴(yán)重等諸多問題，預(yù)計(jì)每年節(jié)油352噸，減少二氧化碳排放1000余噸，實(shí)現(xiàn)了港作拖輪低成本、低污染、低噪音、安全可靠運(yùn)營(yíng)。

按設(shè)計(jì)，“青港拖1”輪是用電推航行，用油推作業(yè)。青島港在實(shí)際使用過程中發(fā)現(xiàn)，空載200米以內(nèi)的小船也可以用電推模式來完成作業(yè)。

“前幾天在執(zhí)行一條180米船頂推作業(yè)時(shí)，我們就沒有切換柴油機(jī)推進(jìn)模式，使用純電力推動(dòng)圓滿完成任務(wù)?！崩钊鸱迮e例說。

由于燃料清潔無污染，船舶運(yùn)營(yíng)成本低、能耗小，自投入使用以來，“青港拖1”輪成為生產(chǎn)調(diào)度中心派發(fā)任務(wù)的優(yōu)先對(duì)象。

“距離遠(yuǎn)、操作復(fù)雜的頂推任務(wù)，我們是‘第一’且最優(yōu)的派發(fā)對(duì)象?！崩钊鸱褰榻B，雖然設(shè)計(jì)上“青港拖1”輪最大續(xù)航力是4.5小時(shí)，但他們?cè)秒娡颇Ｊ竭B續(xù)作業(yè)了8小時(shí)，最后1小時(shí)才換成油推模式?！熬瓦@一趟，就能節(jié)約幾百公斤燃油?！?/p>

油電混合船舶是否真能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，電模式的使用率是一項(xiàng)重要衡量指標(biāo)?！扒喔弁?”輪自投產(chǎn)以來，81%工況使用電推，19%工況使用柴油機(jī)。平均每天工作10個(gè)小時(shí)，每月能耗凈減少9萬元以上，減少推進(jìn)柴油機(jī)的設(shè)備維護(hù)費(fèi)用3萬余元，預(yù)測(cè)每年可節(jié)省成本150萬元左右?！扒喔弁?”輪電推模式的使用頻率與使用效果遠(yuǎn)超預(yù)期，讓行業(yè)實(shí)在地感受到混電拖輪良好的前景，喜人的成效。

智能管理一鍵生成最佳航線

各種操縱按鈕、顯示器、先進(jìn)助航設(shè)備、智能輔助系統(tǒng)……走近“青港拖1”輪駕駛臺(tái)，滿滿的科技感撲面而來。

“青港拖1”輪是一艘高智能化的拖輪。全船使用自主開發(fā)的港作拖輪智能化系統(tǒng)，提供4216個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的輔助決策邏輯及解決方案，使船舶的“智能化”管理成為現(xiàn)實(shí)。

“‘青港拖1’輪是如何體現(xiàn)智能的？”面對(duì)記者的疑問，孫騰蛟以航線規(guī)劃為例，介紹“青港拖1”輪的智慧之處。

“以前從A到B，航線、出發(fā)時(shí)間都是憑經(jīng)驗(yàn)，航行時(shí)還可能要繞路、避讓施工船，現(xiàn)在這些都不用操心了！”孫騰蛟介紹，在輸入目的地后，“青港拖1”輪會(huì)檢測(cè)港區(qū)現(xiàn)況，根據(jù)港區(qū)現(xiàn)況、港內(nèi)船舶作業(yè)計(jì)劃，規(guī)劃出最佳航線，并計(jì)算出最經(jīng)濟(jì)航速，讓拖輪與大船先后到達(dá)。

“這就類似于我們?cè)趯?dǎo)航中輸入與朋友見面的地點(diǎn)后，導(dǎo)航能測(cè)算對(duì)方到達(dá)的時(shí)間，并預(yù)測(cè)堵車路段，進(jìn)而避讓堵車段，規(guī)劃出最佳路線，并根據(jù)對(duì)方到達(dá)時(shí)間算出最經(jīng)濟(jì)速度。”孫騰蛟解釋道。

此外，“青港拖1”輪全船設(shè)有6套人工智能建模系統(tǒng)，搭載6項(xiàng)國(guó)內(nèi)首創(chuàng)人工智能系統(tǒng)，多項(xiàng)前沿技術(shù)首次在船舶上應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控報(bào)警和智能輔助決策，滿足船舶全天候作業(yè)需求，引領(lǐng)拖輪智能化發(fā)展方向和標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范化建設(shè)，助推港口轉(zhuǎn)型升級(jí)。

智慧賦能高質(zhì)量發(fā)展，綠色創(chuàng)新引領(lǐng)行業(yè)前行?！扒喔弁?”輪為航運(yùn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展提供了可復(fù)制、可推廣、可借鑒的經(jīng)驗(yàn)，為世界拖輪智慧綠色的發(fā)展提供了中國(guó)方案，各地來參觀學(xué)習(xí)的單位絡(luò)繹不絕。孫騰蛟表示，下一步，他們將借鑒“青港拖1”輪的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合運(yùn)行數(shù)據(jù)，深入研究探索拖輪行業(yè)的智慧、綠色前進(jìn)方向，實(shí)現(xiàn)拖輪作業(yè)全流程低碳化、無人化，打造更多示范性、引領(lǐng)性智慧綠色港口建設(shè)樣板。

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