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【原创】船用电池“偏爱”LFP 安全检测仍待升级
文章来源自:高工锂电网
2019-08-30 17:51:15 阅读:2121
摘要业内观点一致认为,船舶电动化尤其是纯电动船将率先在内河、内湖等短距离运输船、观光船、轮渡船等市场爆发,且多集中在2000吨以内的船舶类型。

船舶电动化蓝海市场“山雨欲来”,随着新能源补贴窗口期不断收窄,市场高度集中且竞争愈演愈烈,部分锂电企业开始重点瞄准这一细分市场。


高工锂电注意到,南京、武汉、新疆等多个湖/河景区正在推动船舶油改电工作;武汉长江渡轮、珠江客轮、上海安吉-黄浦渡轮在推行纯电动示范船项目;大型几千吨级散货船也在探索油电混合新能源船舶项目。


船舶电动化趋势的促成,一方面,来源于航运业日益攀升的节能减排压力,国家对于船舶污染排放的控制不断趋严,航运业新能源化的探索开始提速;另一方面,在新能源汽车行业发展带动下,锂电池技术不断提升,成本日趋下降,这对于锂电池在船舶领域的应用延伸也有着重要意义。


高工锂电了解到,目前船用锂电池必须通过中国船级社(CCS)及其授权机构的资质认证,且CCS只认定方形磷酸铁锂。其中,内河、内湖的短距离运输船、观光船、轮渡船等小吨位船舶以纯电动为主,大吨位长途商用船则以油电混动技术路线为主。


业内观点一致认为,船舶电动化尤其是纯电动船有望在内河、内湖等短距离运输船、观光船、轮渡船等市场率先爆发,且多集中在2000吨以内的船舶类型。


那么船舶电动化将带来多少的锂电池需求,国内电池企业布局情况以及面临的行业瓶颈又有哪些?


170GWh蓝海市场


由于内湖、内河船舶分类应用场景较多,且多集中在小吨位短距离的运输、观光船舶。行业观点认为,这块市场将成为船舶电动化的突破口,预计可实现60%的电动化替代率。


相关数据显示,国内内河、内湖船舶数量约12.83万艘,2.19亿吨,按照60%电动化比例计算,对应的电动化船舶为7.7万艘,1.31亿吨。根据电动船每吨需要锂电池1.3KWh计算,对应的锂电池需求为170GWh。


船舶电动化提速,主要原因是电动船可以满足航运业绿色、节能减排的发展需求。


据了解,船舶处于最优巡航状态时的排放属于可控范畴,但船舶处于进出港低速航行以及靠泊状态时,均属于非最佳燃烧工况或高排放工况,由此产生的有害气体、颗粒物及噪音污染日益严重,对水域生态环境也造成严重影响。


除此之外,电动船在百公里综合成本的优势也明显优于柴油动力船舶和天然气船舶。其中,电动船舶百公里综合成本为3272元/百公里;柴油动力船舶为4320元/百公里;天然气船舶为4440元/百公里。


作为电动化船舶推广代表,武汉旅发投集团表示,目前武汉东湖游船已全部实现全电推进系统,集团计划用两年时间将武汉轮渡公司300客座以下游船全部改为全电推进船舶。


同时,由于电动船舶结构简单、转动部件少、工作可靠,所以维护成本低,运营成本比普通同类型商船节能30%。因此,电动船舶被认为是符合当下绿色船舶发展的重要趋势。


船舶锂电池要求


当前,已有越来越多的电池企业开始将目光转向船舶领域,针对性的开发船舶锂电池系统,但能够在产品质量和技术上过关的企业并不多。


从目前电动船动力电池实际使用情况来看,安全、循环及倍率方面综合性能更优的磷酸铁锂方形动力电池为主流。


高工锂电了解到,船用锂电池在装船使用前必须获得中国船级社型式认可证书,截至2019年6月,国内拥有船级社认证的电动船用锂离子电芯企业数量较少,认证企业11家、认证电芯产品25款。


作为中国船级社官方授权电池检测机构,广东质检院项目工程师何龙平表示,中国船级社针对磷酸铁锂电池系统的检验,分别给出了磷酸铁锂电池船上应用安全技术要求和磷酸铁锂电池产品检验要求。检验项目及参照标准如下:

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同时,中国船级社对于船用电池安全还提出了锂电池间的要求、电池的布置与安装、电池管理系统基本功能要求;产品检验要求中还包括电池和电池管理系统的型式试验和出厂试验要求。


值得注意的是,当前船用电池检测还停留在电芯级,且检测项目与车载动力电池项目差不多,只是标准不一样,按照长期发展来看,还需要更加完善的船用电池完善安全规范体系。


今年1月初,宁德时代与中国船级社(CCS)武汉规范研究所在福建签署战略合作协议。双方将共同启动电动船舶安全规范的研究和制修订工作,建立从电池单体、模块、电池管理系统到电池系统的安全规范体系,促进锂电池水上安全应用的健康、持续发展。


锂电企业抢滩布局


国内方面,宁德时代、亿纬锂能已经率先在船舶锂电池领域取得突破。此外,星盈科技也在进行船舶锂电池检测认证中。


其中,宁德时代已经攻克了船用锂电池安全、长续航、大功率、长寿命等技术难题,电池包系统设计采用符合IP67以上防护等级的电池包,可有效规避水汽、盐雾及粉尘引发的安全风险,满足全生命周期内的IP等级要求。


截止目前,亿纬锂能船用电池总装机量已超过30MWh,装载新能源船舶数量超100艘。同时,公司和上海瀚舜船务博悦彩票开户签署了《新混合电推散货船项目合作协议》,宣布全球首批五千吨新能源散货船(Diamond 5K系列)项目正式启动。


GGII认为,随着船舶电动化的推进,船舶对锂电池的市场需求将进一步增长,将会吸引越来越多锂电池企业入局,而率先在该领域布局的电池企业将获得发展先机。


需要注意的是,在电动船舶发展初期,需要国家政策的引领和支持,通过技术攻关解决关键瓶颈,通过示范运行明晰商业模式。电动船舶的发展还需要标准规范的引导技术提升,保证安全应用和健康发展。


海外方面,船舶电动化的趋势也在加快推进。韩国造船企业三星重工业公司表示,公司已开发出一种用于船舶的锂离子电池动力系统,并获得了挪威著名船社DVL-GL的认可证书。同时,三星重工还表示将与芬兰电力设备制造商Wartsila合作开发船舶储能系统。


据了解,该船舶锂电池系统由三星SDI研发制造,可应用于任何类型的船舶。同时,三星SDI还将为韩国军方潜艇提供锂电池系统。


此外,混合动力和船舶电池供应商Corvus Energy公司、德国电池制造商Akasol AG以及日本电产安萨尔多工业系统公司、帅福得集团等领先的船舶和电池制造商都已经开发了新型的船舶锂电池系统,采用锂电池为混合动力货船或纯电动快艇/游轮提供动力。

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