电能替代潜力挖掘功能服务技术报告.docx

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1、电能替代潜力挖掘功能服务技术报告1 调研目的12 港口分项能效评价分析及电能替代潜力挖掘12.1 港口行业现场调研情况12. 1.1港口场景介绍22.1. 2港口行业响应碳达峰、碳中和要求的主要措施22.1.3主要装卸作业介绍32. 2机械设备经济性对比以及新技术应用31. 2.1港口集装箱牵引车32. 2.2轮胎式门式起重机（RTG）62.2.3港口电动重卡、集卡82.2.4电动挖掘机92. 2.5电动装载机132.3港口应用推广策略162. 3.1推动港口机械普及使用电力163. 3.2不再推广应用液化天然气（1NG）动力港口机械和港作拖轮171调研目的本项目通过全面摸排梳理省内典型港区生

2、产作业用能场景，对港口电气化设备及生产棉纺电气化设备进行带电气化经济性比较，分类指定推广策略的方式完成能效提升与电能替代。此项目也可间接推进除岸电建设外的其它综合能源服务业务在港区的应用，有利于巩固国网公司售电市场、扩展业务范围、提升客户服务新能力，带动公司相关产业发展，培育新的市场业态，增加新的效益增长点。港口项目主要调研内容包括如下内容：(1)调研需求：(a)调研收集港口运输车辆的电气化数据；(b)调研收集港口起重设备的电气化数据；(c)调研收集港口传输类机械的电气化数据。(d)调研收集棉纺生产设备的电气化数据；(e)调研收集棉纺生产运输的电气化数据；(2)各类电气化的性能比较：(a)通过

3、调研、对接港口及棉纺行业用户收集到的电气化数据统计进行经济化分析；(b)对各类数据的统计做大数据统计。(3)制定分类推广策略：(a)针对港口及棉纺行业类客户的特殊性，确定港口及棉纺行业各类型的机械化产品电气化推广策略；2港口电能替代潜力挖掘3.1 港口行业现场调研情况能效评价与电能替代优化实施项目系统针对港区机械作业进行调研。基于我国港口的装卸作业，机械的装载与卸载工作一直是一个重要环节，决定着技术流程是否科学合理和工艺技术是否完善。虽然相较于过去我国机械作业装卸的吞吐速度已经实现了大幅度提升，但是由于我国港口贸易往来的更加频繁，目前的提升速度仍然无法及时满足需求，制约了我国的对外输出。在这种

4、情况下，我国的机械装卸工艺已经不能满足于现状，而是要不断地进行优化，从而更好地适应我国港口贸易的发展，由此对新生珏港口进行调研内容：随着港口业务的快速发展，港口运输业务相关的机械设备多且杂，记录港口的现阶段节能现状。依据港口现状提出基于目前新生坪港口的水平运输各类机械设备技术的优化。3.1.1 港口场景介绍港位于南京经济技术开发区，距长江出海口347公里，可直通世界各大港口，在长江散货、件杂货中转运输中发挥重要作用，是长江下游重要的大宗散货中转港。随着长江12.5米深水航道的建设，新生坪港将成为最深入我国内陆腹地的海港“。但是随着港区的开发区产业结构和运输结构调整，港口与开发区从原先港产互动关

5、系走向港产分离”，需在国家碳达峰、碳中和战略和新一轮城市转型背景下重新认识港口的作用以及港口与城市的关系。2.1. 2港口行业响应碳达峰、碳中和要求的主要措施如今，距2030年前实现二氧化碳排放达到峰值已不满10年，但当前我国经济社会发展的同时，能源消费总量仍处于上升通道，如果允许二氧化碳排放峰值过高，将导致后续碳中和的难度增加，因此“十四五”时期既是实现碳达峰目标也是创造碳中和条件的关键期、窗口期，各行各业都需要为国家实现碳达峰、碳中和的目标做出应有的努力和贡献，港口所属的水运业也不例外。电能占终端能源消费的比重代表电力替代煤炭、石油、天然气等其它能源的程度，是衡量一个国家终端能源消费结构和

6、电气化程度的重要指标。电能是清洁、高效、便利的终端能源载体，在大力推进低碳发展，大规模开发可再生能源，积极应对气候变化的全球发展趋势下，提高电能占终端能源消费比重已成为世界各国的普遍选择。2023年我国电能占终端能源消费的比重达到27%,2023年4月19日国家能源局发布的2023年能源工作指导意见将“电能占终端能源消费比重力争达到28%左右”设定为2023年主要预期目标。我国能源电力发展展望2023预测，在我国电能将逐步成为最主要的能源消费品种，2025年后电力将取代煤炭在终端能源消费中的主导地位，2025年、2035年、2050年和2060年电能占终端能源消费的比重将有望分别达到约32%、

7、45%、60%和70%；交通运输部门电能占能源消费比重提升最快，将从2023年的3%提升到2060年的53%o我国港口装卸生产能源消耗占港口生产综合能源消耗的约2/3,主要是港口机械的能源消耗，目前这部分能耗中近50%为化石能源，这是港口机械电气化的潜力所在。根据动力电池技术以及充电技术的发展，结合港口机械作业工况考虑，大多当前使用化石能源的港口机械已经具备了采用动力电池驱动的技术可行性；我国一些港口机械供应厂商对于港口机械使用动力电池质量的承诺，也使得这些厂商提供的港口机械具备了经济可行性。2. 1.3主要装卸作业介绍主要机械有：港口集装箱牵引车、轮胎式门式起重机（RTG）、港口重卡、集卡、

8、挖掘机装载机等。2.2机械设备经济性对比以及新技术应用2.2.1 港口集装箱牵引车（港口集装箱牵引车以下简称牵引车）是适用于港口集装箱码头水平运输的特殊类型的牵引运输设备，具有运输距离短、运行区间固定、低速重载、连续工作等特点，主要用于装卸集装箱，也用于装卸件杂货。2023年我国港口大约使用了8800台集装箱牵引车，其中约6900台使用柴油驱动，约1800台使用液化天然气驱动，约300台使用动力电池驱动（含2台自动化集装箱码头使用的自动导引车AGV）,另有16台使用氢燃料电池驱动。使用柴油驱动的集装箱牵引车单台年平均消耗柴油约30吨，是专业化集装箱码头二氧化碳直接排放和大气污染物排放的主要来源

9、之一。部分使用动力电池驱动集装箱牵引车的码头，对动力电池驱动牵引车和柴油驱动牵引车进行了实际应用测试和综合成本对比分析。一个南方港口的大型专业化集装箱码头在完成前期充电桩的建设、现场设备的调试以及操作人员培训等工作后，以苛刻的现场作业工况，检验了技术参数如表1所示的某厂家2台国产动力电池驱动集装箱牵引车的技术性能，实测结果如表2.2.1.1所示。性能单位参数,注车事金功彩式6X4/前置行密我室为平义电使车外形nn7310X2500X33HO怆，RR3720*1350动力电池k1h33I.7(6114V5KM)使帆硝枝饮钗电池电机功率kViOO1S5*2SO50双电机功率（副电机果功率）扭郑Na

10、750UUn14002N00双电机扭斯灿I:2.6;II：12iitffi充电时何快免60分忡怆光电续航里程ka31504柄开空*XS整车自京k12000最大牵引质量k70000最大9城度、决6/34於我M空我时M高，速ka.h30/60辆收K中找时O-SOkaZh加速酎问g5余引我冲型号90t7.5中后修I13X2轮小I2K22.5-18PR表1测试的2台动力电池驱动集装箱牵引车的技术性能取位19牢2*i平均值行畦RHkm32632113518.S屈电JStIcVh6825.165643.55623.36作业匍I1itTEU316S27782973年公F能疑kVhk1.781.761.77触

11、布他帏kWh/TEV2.152.032.09用公tR费用ic/ka1.251.231.2AjCTt3U1.511.421.47年均续帆懊程km153.04152.9152.97答注.敢揭为没翁全天帔使m.进行尿力掰M的结*；2-屯费以鼓港交供电M电价O.70元/kh计JT表2.2.1.1电池驱动集装箱牵引车的实测结果该码头选用了20台柴油驱动集装箱牵引车进行了相应实测，电池和柴油驱动牵引车实测结果如表2.2.1.2所示,件能电池攀动牵引率柴油胆动牵引车行驶里程3518.5Iun3721.7km充电R或加油R6234.36kVh27621平均作业箱后2973TH3183TH1*公里能耗1.77k

12、Wka0.751ka通箱催髭2.09kIhTEU0.871/TEU每公里费M（元k）1.244.06冷箱能耗费用（元八团）1.474.73表2.2.1.2电池和柴油驱动集装箱牵引车实测结果表中柴油价格以该港2018年9月-2019年3月含税柴油采购价6463元/t计算，相当于5.43元/1。结果表明，使用电池驱动集装箱牵引车替代柴油驱动集装箱牵引车，每公里费用下降69.46%,单箱能耗费用下降68.92%。按照我国当前柴油和电力二氧化碳排放因子分别取3.145t二氧化碳/t柴油和6.IO1t二氧化碳/MWh测算，使用电池驱动集装箱牵引车替代柴油驱动集装箱牵引车，每公里二氧化碳排放下降45.50

13、%,单箱二氧化碳排放下降44.52%。考虑到集装箱牵引车设计使用寿命为10年，电池驱动集装箱牵引车单台含税购置价格850000元,原厂电池质保5年，后5年需更换动力电源，价格为498000元，单台购置总成本1348000元，月折旧费9393.39元；柴油驱动集装箱牵引车单台含税购置价格365350元,设计使用寿命10年发动机和变速箱各大修一次,费用约70000元，单台购置总成本435350元，月折旧费3033.69元。止匕外，考虑到电池驱动牵引车的电驱动总成及电动空压机质保5年20万公里，日常只需定期检查，维护成本较低，电池驱动牵引车厂家提供的信息，单台维保材料费预计255元/月、维保人工费约

14、800元/月；该码头实际统计的单台柴油驱动集装箱牵引车维保材料费（不含轮胎费）为1822.22元/月、维保人工费为766元/月。结合测试结果,基于上述基本信息并考虑到每台电池驱动集装箱牵引车每天需要充电2小时，在相同集装箱牵引车出勤的情况下，电池驱动集装箱牵引车的保有量将比柴油驱动集装箱牵引车增加1/12,相应的购置费、换电池费用、维保人工费将上升1/12,按照该码头统计单台集装箱牵引车月均作业3183TEU,对电池和柴油驱动牵引车月均综合成本进行分析的结果如表2.2.1.3所示；方式6ft月成本（元）折IU费缗保人1：费维保材料费I能耗合计柴油1303169766.008222215035.5920677.50电池I939139800.001822.22I1679.0116691.62BI/I210176.17R66.671822.22I4679.01I7M4.O7表2.2.1.3电池和柴油驱动集装箱牵引车单台月综合成本分析鉴于缺少电池驱动集装箱牵引车维保实践,为保守测算计,单台或者（1+1/12）台电池驱动集装箱牵引车月度维保材料费，取柴油驱动集装箱牵引车月度维保材料费实际统计值。使用电池驱动集装箱牵引车需要配套建设充电桩，1台30OkW双枪一体式直流充电桩服务5-8台电池驱动集装箱牵引车，一套充电桩约15万元；使用柴