除了航行時的污染物排放外，船舶在港時亦需要通過輔助發(fā)電機（以下簡稱輔機）維持正常的運轉(zhuǎn)。大功率輔機的轟鳴不僅帶來噪音污染，燃料燃燒產(chǎn)生的廢氣也會造成港口城市的空氣污染。因此，船舶在港口的排放問題同樣需要重視。
早在2000年，ABB公司就在瑞典的哥德堡港（Gothenburg）完成了首例岸基供電系統(tǒng)（以下簡稱岸電）的改造，引發(fā)了歐美各國對岸電技術的關注，芬蘭、德國、瑞典以及北美洲的太平洋沿岸港口都相繼開發(fā)了各自的船用供電系統(tǒng)，由此也產(chǎn)生了不同的名稱，如Cold Ironing、Shore-to-Ship Power、Onshore Power Supply、Alternative Maritime Power等等，都指靠泊港口的船只關閉船舶自備的輔機，轉(zhuǎn)而使用岸基電源對船舶進行供電的技術。
眾多實例證明，岸電是港口節(jié)能減排降噪的有效措施。有測算表明，岸電技術可使船舶減少95%的污染物排放。
雖然方案各有不同，但岸電系統(tǒng)主要分為三個部分，即岸上供電系統(tǒng)、電纜連接設備和船舶受電系統(tǒng)。如圖1所示，岸上供電系統(tǒng)使電力從電站供應到碼頭前沿，經(jīng)變壓（頻）后通過電纜連接船上受電裝置，再通過船上受電系統(tǒng)對全船進行供電。
資料來源：Kajanen的研究
圖 1 岸電系統(tǒng)圖
目前，已有的岸電項目都是港口電網(wǎng)向船舶電網(wǎng)直接供電，主要有低壓船舶/低壓岸電/60 Hz直接供電方案，低壓船舶/高壓岸電/60 Hz直接供電方案和高壓船舶/高壓岸電/60 Hz直接供電方案，具體如表1所示。
值得注意的是，由于我國港口電網(wǎng)頻率為50 Hz，而外國船一般為60 Hz，實現(xiàn)50 Hz/60 Hz 雙頻供電顯得十分必要。
表 1 三種典型岸電供應方式比較
資料來源：黃細霞等的研究
在岸電的應用方面，我國港口正處于蓬勃發(fā)展階段：
1)2009年青島港首先完成了5000t級內(nèi)貿(mào)支線碼頭低壓岸電改造，為來往于招商局國際集裝箱碼頭的船只服務。
2)2010年3月，全球首臺移動式岸基船用變頻變壓供電系統(tǒng)在上海港外高橋二期集裝箱碼頭試運行取得圓滿成功，服務于集裝箱船舶。
3)2010年寧波港一期岸電試點建成投產(chǎn)，二期與2013年建成投產(chǎn)，此后還進行了高壓岸電的研發(fā)與試點建設，主要服務于集裝箱船舶和散貨船隊；同年，連云港港首次在國內(nèi)實現(xiàn)高壓船用岸電系統(tǒng)建設并應用于“中韓之星”郵輪。
4)2011年至2012年，蛇口港先后安裝了低壓和高壓岸電系統(tǒng)為集裝箱船服務；2014年天津港東突堤碼頭的17個泊位和海河下游兩岸的28個散貨輪碼頭安裝了低壓岸電接電箱并投入使用。
5)2016年7月亞洲首套郵輪岸電系統(tǒng)——上海吳淞國際郵輪港岸基供電一期項目投入運營，成為世界最大郵輪變頻岸電系統(tǒng)。
盡管我國對岸電基礎設施的建設如火如荼，但以下問題對使用岸電形成制約。
1）改造成本的問題
高昂的改造成本令許多港口企業(yè)和船公司望而卻步，加上近年來燃油價格下跌，船公司更愿意使用低硫燃油，許多岸電設施曾為擺設。據(jù)報道，郵輪港岸基供電設施建設成本約5000萬元/套，集裝箱岸基供電設施建設成本約2500萬元/套。雖然70%-80%的建設費用由政府補貼承擔，但經(jīng)營收費低于電價成本，投資建設岸電設施基本無法實現(xiàn)盈利，相關企業(yè)投資建設岸電的積極性不高。
除了岸基供電設施的改造成本外，船舶也需要進行改造才能對接使用。資料顯示，一艘大型散貨船的改造總投資約600萬元，即使每年節(jié)約的燃油費用能有60萬，投資回收期也需要10年。
2）船舶設備和碼頭設施的問題
由于船舶使用的電制和港口岸電不同（岸上電源是中性點接地，而船上電源是三相絕緣），岸電與船電不能并網(wǎng)運行，需要“調(diào)制”，即關停船用發(fā)電機，達到使用岸電的目的，當恢復船用發(fā)電機供電時，需斷開岸電的連接，使船用發(fā)電機與船舶電網(wǎng)并電。短期內(nèi)關閉和重啟容易對設備造成損害，縮短使用壽命，由此產(chǎn)生的設備維修成本也是需要考慮的。
此外，岸電的改造涉及岸電變頻電源、電纜接線箱、船用變電站、電纜卷筒及船用連接系統(tǒng)等全套設備產(chǎn)品，僅一個電樁設備就占2.5平方米，成套系統(tǒng)所需空間可想而知，對碼頭裝卸及堆場布局都會產(chǎn)生一定影響。
3）補貼等問題
近年來國家法律法規(guī)對靠港船舶使用岸電提出了更高要求，在補貼力度方面也進一步加強（見表2），可見政府對港口環(huán)境治理的決心。然而，由于標準不完善、補貼機制偏建設、電價水平差異等問題的存在，港口岸電的使用率并不高，以上海港為例，這一比例僅占10%。
表2岸電政策及制度梳理
綜上，岸電的有效應用不僅需要政策的硬性約束，而且需要兼顧設備和設施的應用問題，以及需要建立適應市場的經(jīng)濟型機制，這樣才能既引導又激勵排污者積極減排。
本文由“港口網(wǎng)3qlive.com”特約上海海事大學戈佳威、張秀芝、朱墨、沙梅獨家提供
