面對IMO 2020限硫令，船舶運營(yíng)商和船東面臨著(zhù)難以抉擇的多項選擇,低硫燃料?脫硫塔?LNG?其他可替代系統?大考即將來(lái)臨，各種解決方法的分析也是“鋪天蓋地”，今天，跟大家探討一下船舶混合動(dòng)力/電力系統的可行性。

混合動(dòng)力系統已廣泛成功應用

對于期望減少化石燃料消耗的船東而言，混合動(dòng)力和電氣化技術(shù)能夠提供一種有效的替代方式，而且具有多種優(yōu)點(diǎn)。

混合動(dòng)力系統指的是具備兩種或兩種以上能源共同發(fā)揮作用的推進(jìn)系統。在汽車(chē)領(lǐng)域，常見(jiàn)的一種混合技術(shù)應用實(shí)例就是混合電動(dòng)車(chē)，電力推進(jìn)系統搭配常規內燃機構成了這種汽車(chē)的動(dòng)力總成。這種情況下，混合動(dòng)力的優(yōu)點(diǎn)體現在節省燃油、改善性能以及降低排放等方面。相似的方案已經(jīng)越來(lái)越廣泛地應用在了船舶設備領(lǐng)域，并且取得了良好的效果。

然而，許多長(cháng)途船舶仍然直接依靠柴油推進(jìn)，沒(méi)有使用電力推進(jìn)系統。這些船舶可以在推進(jìn)器和主機之間添加一個(gè)軸帶發(fā)電機，從而提升能效，優(yōu)化主機負載功率和排放。這種做法是給船舶安裝一種附加電力裝置，提升船舶能效，并為混合動(dòng)力改裝做好準備。在混合動(dòng)力船上，具備逆變器技術(shù)的軸帶發(fā)電機在各種航速之下都能達到最佳推進(jìn)裝置控制，從而節省能源。

對于可以通過(guò)岸上供應獲取電力的短途船舶而言，憑借傳動(dòng)技術(shù)和儲能技術(shù)，它們能夠從當地電網(wǎng)中取得清潔能源。船舶?？吭诖a頭期間，主要發(fā)電機可以完全關(guān)閉，避免不必要的氮氧化物和碳排放以及噪音污染。

為什么“推薦”混合動(dòng)力系統

既然純粹依靠發(fā)動(dòng)機設計和技術(shù)改進(jìn)就能符合IMO 2020限硫法規的要求，船東又何必考慮混合動(dòng)力或者電力推進(jìn)船舶呢?

混合推進(jìn)系統使用柴油發(fā)電機給電池充電，然后通過(guò)驅動(dòng)裝置將電力傳輸到電動(dòng)機上。與百分百使用化石燃料的動(dòng)力裝置或者需要通過(guò)岸電連接花費大量時(shí)間充電的百分百電池動(dòng)力相比，混合動(dòng)力系統具有以下優(yōu)勢：

1、減小發(fā)動(dòng)機尺寸和復雜程度

因為柴油發(fā)動(dòng)機是用來(lái)驅動(dòng)發(fā)電機而非推進(jìn)器的，所以發(fā)動(dòng)機和SCR(可控硅)元件的尺寸都可以縮小。這也可以降低發(fā)動(dòng)機的復雜程度，節省維修成本，同時(shí)減少噪音和排放。使用混合動(dòng)力系統還能夠改善船舶設計，因為發(fā)動(dòng)機不必再與推進(jìn)系統連接在一起，柴油發(fā)電機的安放就可以不受限制。這種傳動(dòng)技術(shù)可以使傳動(dòng)系統運行更加流暢，減少電流尖峰，如果出現峰值負荷，儲能裝置將處理這些電能。

2、提升發(fā)動(dòng)機效率

在混合動(dòng)力系統中，發(fā)動(dòng)機可以達到最高效的運行狀態(tài)。當船舶停止航行或者低速航行時(shí)，發(fā)電機組就開(kāi)始給電池充電。當船舶加速航行時(shí)，峰值功率就由電池產(chǎn)生。話(huà)句話(huà)說(shuō)，電動(dòng)機就是用來(lái)做它們最擅長(cháng)的事情，即提供高扭矩，電池則用來(lái)削減峰值功率，降低馬力需求，以提升發(fā)動(dòng)機效率。

3、增強或者替換發(fā)動(dòng)機

如果船舶改裝一個(gè)更為高級的發(fā)動(dòng)機(例如給一艘拖輪改裝一個(gè)Tier 4發(fā)動(dòng)機)，馬力可能會(huì )受損，這時(shí)就可以用電池來(lái)提供額外的馬力。在其他改裝情況下，也可能會(huì )用一個(gè)電池和電力裝置來(lái)替換發(fā)動(dòng)機。在船舶替換備用發(fā)電機和輔助發(fā)動(dòng)機時(shí)可以考慮這種選擇。

4、滿(mǎn)足港口運營(yíng)要求

使用電池和電動(dòng)機能夠使船舶在?？扛劭诨蛘呶挥诤Ｉ香@井平臺時(shí)實(shí)現零排放。這種做法能夠滿(mǎn)足港口的排放標準，已經(jīng)成為了歐洲港口的首選方案。

混合動(dòng)力系統也存在缺陷與風(fēng)險

與所有先進(jìn)技術(shù)的應用一樣，在使用混合動(dòng)力系統時(shí)也需考慮潛在的缺陷和風(fēng)險。

首先，混合動(dòng)力的成本比傳統推進(jìn)系統要高，因為需要添加儲能裝置。但是，隨著(zhù)電動(dòng)車(chē)的市場(chǎng)份額日益提高，電池成本正在逐步下降，有助于改善投資回報率?；旌蟿?dòng)力的優(yōu)點(diǎn)很突出，很多情況下不到四年就可以獲得回報。

其次，如果配備了鋰離子電池，那么就需要考慮消防安全。設備供應商可以采用細水霧、二氧化碳、泡沫或者干化學(xué)粉末等措施來(lái)解決火災隱患，可按照特定需求為船舶定制解決方案。