渡輪引領電力研發

丹麥人的環境保護聞名於世,該國的船東們亦深知必須盡一己之力,創新也是不可或缺的一環。全電力推進短程渡輪的研究與開發是全國性共同的課題,因為丹麥擁有蓬勃的國內與國際渡輪水路網。Danish Maritime Days新進的研討會發言人指出,支援創新研發正是目前各相關單位所關注的焦點。

船東需要創新產品的獨家使用權,以取得最大獲益並超越競爭對手。設備製造商需要的是與造船廠及船東合作,共同使創新產品進入商轉。造船廠則是需要規模經濟、標準化製程以及高單價的非標準解決方案。然而,船東、設備製造商與造船廠三方的營運取向卻似乎缺乏交集。

亞洲造船廠與歐洲造船廠不同的是,亞洲造船廠在開發新的解決方案時通常較少、甚至不與船東溝通。研討會中曾提及,船東盡可能尋求特定的造船業者,以提高誘因的方式引進創新應用,然而長期下來卻可能演變為造船廠從船東的依存關係中獨利己方。

從事丹麥與德國間渡輪營運的Scandlines公司引進了兩艘油電混合動力渡輪,提供丹麥蓋塞與德國羅斯托克之間的航運服務。延期多時的新船Berlin於五月正式商轉,另一艘Copenhagen則仍於丹麥Fayard造船廠建造中;兩艘油電混合動力新船各具備1,300名乘客與460部汽車的載運能力。

圖 1 油電混合動力渡輪

兩艘新船原承造商為德國Nordic造船廠(經組織重建後,目前稱為「雲頂香港MV-Werften造船集團」),Nordic因當時船廠營運困難而無力完成。Fayard造船廠於2014年取得建造合約,包括大幅度地重新設計以減輕船身重量。

Scandlines特別專案經理Marc Bergstein表示,先前Fayard造船廠於1997年所建造的Prinsesse Benedikte渡輪上安裝1.9 MWh的電池組,使油耗及排放量均降低約15%。然而,其轉換也同時遭遇數個問題,例如船級規範、船上現有系統與新電池系統間的介面問題等。

這些問題在Berlin及Copenhagen兩艘新船上已不復見,其設計為僅需15分鐘即可充飽其4 MWh電池。然而,由於新的充電應用方式需要強力電網支援,對陸岸的基礎設施形成莫大的挑戰。每次航行的末段航程上,系統應能提供渡輪使用20分鐘的電池動力。

同期,電池技術的進步相當快速。Bergstein於簡報中表示,電池的價格每三年降低一半,而其效率每年可提高8%,因此可望在2018年之前達到渡輪全程採用電池動力航行的目標。

另一項專注於電力推進的丹麥渡輪專案,已由作為聯盟成員的Søby Vӕrft造船廠進行開發,負責為Aerofaergene建造電力推進渡輪。

此項電力推進渡輪專案獲得歐盟H2020計畫的支援,計畫內容涵蓋60公尺長、650噸空載排水量的船舶設計與建造。為符合DNV-GL船級認證,最高船速應達15節,動力達1,500 kW。

該計畫中要求以碳纖維作為上層結構的強化材料,以利通過SOLAS的認證。預期2017年進入示範營運服務後,渡輪的每年CO2 排放量可降低41,500 kg。

聯盟的成員(如下表)亦致力推動商轉計畫,目標是2020年前每年至少引進10艘電力推進渡輪,並於2030年以前達到100艘以上,屆時CO2的減排量當能多達每年300,000噸。