盛夏的膠州灣，海風裹挾著咸濕的氣息撲面而來。7月16日清晨，晨曦微露，山東港口青島港前灣港區(qū)已呈現(xiàn)一派繁忙景象。

四艘拖輪迎著風，穩(wěn)穩(wěn)駛向遠處即將進港的大船。其中，一艘拖輪身姿矯捷。它個頭不大，動力卻異常強勁，船身上“氫電拖1”四個大字格外醒目。

它正是全國首艘氫電拖輪，也是全國馬力最大、鋰電池容量最大的港作拖輪。其創(chuàng)新搭載“氫燃料電池+液冷鋰電池”混動系統(tǒng)，可實現(xiàn)真正意義上的零碳排放。

“小塊頭”蘊含大能量

“氫電拖1”輪長39米，由青島港“連鋼創(chuàng)新團隊”設(shè)計、鎮(zhèn)江船廠承建，今年6月在青島港正式投用。此次，它執(zhí)行的任務(wù)是輔助15萬噸巨輪“達飛利拉”號靠泊。與萬噸級的巨輪相比，“氫電拖1”輪顯得“身材嬌小”。

待完成系纜作業(yè)，與“達飛利拉”號緊緊綁定在一起后，“氫電拖1”輪開始發(fā)力，拽著船頭向碼頭駛?cè)ァ?ldquo;這船開起來動力很猛，別看它個頭不大，肚子里可裝著強勁的動力系統(tǒng)。”“氫電拖1”輪船長周子祥介紹說，“氫電拖1”輪搭載的“氫燃料電池+液冷鋰電池”混動系統(tǒng)，能輸出7000匹馬力。

7000匹馬力的背后，是氫燃料電池與鋰電池串聯(lián)混動的完美融合。“拖輪搭載的集裝箱式質(zhì)子交換膜氫燃料電池系統(tǒng)，通過電化學反應(yīng)將氫能轉(zhuǎn)化為電能。”青島港輪駁公司指導輪機長孫騰蛟介紹說，鋰電池則采用寧德時代最新船用液冷磷酸鐵鋰電池，鋰電池總?cè)萘?838千瓦時。

這種“氫鋰雙擎”的創(chuàng)新組合，讓拖輪在滿足港口頻繁啟停、短時高負載作業(yè)需求的同時，實現(xiàn)續(xù)航與動力的完美平衡。

“簡單說，它就像一臺‘海上混動車’。”周子祥打了個比方，鋰電池提供瞬時高功率輸出，氫燃料電池則保障長周期穩(wěn)定供電，二者協(xié)同工作使“氫電拖1”輪在港內(nèi)助泊作業(yè)中能釋放82噸的強悍拖力，靜水航速可達14.2節(jié)。

綠色節(jié)能零排放

傳統(tǒng)港口拖輪是名副其實的“油老虎”，一艘船每年的二氧化碳排放量相當于幾百輛小汽車的排放總和。而“氫電拖1”輪的誕生，直接顛覆了這一局面。它采用先進的氫燃料電池技術(shù)作為船舶電力來源，在運行過程中僅產(chǎn)生水，實現(xiàn)了零碳排放，是真正意義上的綠色環(huán)保船舶。

“‘氫電拖1’輪的投入使用，將使港口作業(yè)大幅降低碳排放。”山東港口青島港輪駁公司副總經(jīng)理張雷介紹，“氫電拖1”輪每年可減少二氧化碳排放約1500噸，相當于植樹造林1000多畝。

除采用清潔能源動力系統(tǒng)之外，設(shè)計團隊在船體構(gòu)造上也下足了功夫。“氫電拖1”輪采用輕量化設(shè)計，最大限度減少船舶的空船重量，達到降低船舶推進和作業(yè)能耗的目的。

此外，“氫電拖1”輪推進系統(tǒng)具有經(jīng)濟和動力兩種工作模式。選擇經(jīng)濟模式時，電機加速曲線更加平緩，可滿足拖輪正常的港內(nèi)作業(yè)任務(wù)，讓船舶續(xù)航力更加持久。在動力模式下，動力輸出更為強勁，為拖輪助力大型船只靠離泊、在惡劣天氣下工作提供了可靠的動力保障。

“兩種模式根據(jù)工況一鍵切換，可滿足不同功率需求。”周子祥說。

與傳統(tǒng)燃油拖輪相比，“氫電拖1”輪在噪聲控制方面優(yōu)勢顯著。“這船開起來幾乎沒有震動和噪聲。”周子祥說，他以前在柴油動力的拖船上工作，船加速過猛時煙囪就會冒黑煙，且噪聲大得震耳朵，而“氫電拖1”輪運行起來安靜得像電動車。

“盲航”升級為“智航”

走進“氫電拖1”輪駕駛艙，駕駛臺頗具科技感，三塊屏幕組成的綜合顯示屏環(huán)繞著駕駛位，將航行數(shù)據(jù)化作沉浸式全息畫面。顯示屏還能全自動升降，有效解決了駕駛員視線受遮擋的問題。

周子祥介紹，駕駛臺應(yīng)用基于北斗技術(shù)的多功能集成系統(tǒng)，實現(xiàn)一套系統(tǒng)替代傳統(tǒng)ECS電子海圖、全球定位系統(tǒng)、船舶自動識別系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)船舶設(shè)備分散的問題，還為船舶安全航行、船岸協(xié)同管理提供了支持。

“北斗集成系統(tǒng)可實時接入港口數(shù)字孿生平臺，與岸橋、集裝箱實現(xiàn)毫米級協(xié)同作業(yè)，路徑優(yōu)化、碰撞預(yù)警等功能也一應(yīng)俱全，讓拖輪從‘盲航’升級為‘智航’。”周子祥說。

為支撐氫電拖輪“氫”裝上陣，青島港持續(xù)推進加氫站、智能充電網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。青島港在前灣港區(qū)建設(shè)了全國港口首座加氫站，為“氫電拖1”輪和氫能集卡提供加氫服務(wù)。該港口還自主研發(fā)了全自動智能岸基充電裝置，讓拖輪在作業(yè)間隙即可完成補能，充電效率提升200%以上。

“‘氫電拖1’輪的入列，是青島港響應(yīng)‘雙碳’目標的重要成果。未來，青島港將以該輪為核心進一步拓展氫能應(yīng)用場景，持續(xù)推動港口裝備綠色升級，引領(lǐng)港航業(yè)綠色轉(zhuǎn)型。”山東港口青島港安全環(huán)保科技部副部長齊斌表示。