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我国海洋港口新能源技术应用发展探析

推进我国海洋港口新能源技术应用是落实“双碳”战略目标、实现海洋港口可持续发展的重要途径。近年来，海洋港口的新能源技术应用研究进展较快，涉及风能、太阳能、氢能、潮汐能、生物质能等新型能源技术，为优化港口能源配置、加速港口绿色转型提供了支撑。

中国工程院严新平院士研究团队在中国工程院院刊《中国工程科学》2024年第4期发表《我国海洋港口新能源技术应用发展探析》一文。文章总结了我国海洋港口用能的现状及趋势，从经济性、需求度、成熟度3个维度出发，剖析了涉及海上风电、光伏发电、氢能、潮汐能、生物质能的海洋港口新能源技术应用的基本属性；进一步从技术性、经济性、技术政策性3个方面讨论了我国海洋港口中各类新能源技术应用的制约因素。研究发现，我国新能源技术发展水平与应用需求不匹配、集中性技术发展平台缺乏、盈利模式不健全、现有标准与政策不完善等因素，共同制约了各类新能源技术在海洋港口中的应用。为此建议，建立关键核心技术协同攻关体系、合力突破技术难题以降低应用成本，发布港口多能融合网络指导意见、建立多能互补综合能源供给体系，优化港口新能源技术应用激励机制、提升港口应用新能源积极性，健全港口可再生能源应用的标准和规范、构建新型储能配套机制。

一、前言

海洋港口是国家经济发展的重要枢纽，而伴生的环境问题一直是制约海洋港口发展的关键因素。随着海洋港口业务的迅速增长，我国有近四成港口城市的细颗粒物（PM2.5）年平均浓度、臭氧年平均浓度超标，这与海洋港口的污染排放密切相关。《绿色交通“十四五”发展规划》（2021年）提出，推进绿色港口和绿色航道建设，推广应用新能源，构建低碳交通运输体系。《加快建设交通强国五年行动计划（2023—2027年）》提出，加强港口污染防治和生态环境保护，推动港口用能低碳化、多元化发展。加快新能源技术在海洋港口的应用，是落实“双碳”战略目标的关键环节，也是缓解港口环境污染、实现港口可持续发展的重要途径。

近年来，海洋港口的新能源技术应用研究进展较快，涉及风能、太阳能、氢能、潮汐能、生物质能等新型能源技术，为优化港口能源配置、加速港口绿色转型提供了支撑。例如，在综合评估港口低碳运营现状的基础上，界定了港口综合能源系统的基本概念，剖析了系统结构、发展动力和面临的挑战，进而明确“能流?物流耦合”是未来港口综合能源系统的关键特征之一；探讨了能源交易、碳捕集与封存、储能系统优化、多能源互补协同等关键技术，为港口可持续发展提供了直接参考。当然，新能源技术的推广应用也面临技术成熟度、投资成本、政策标准支持等方面的问题，在妥善解决后将进一步提升应用空间。与此同时，港口新能源技术应用实践正在伴随企业、政府、社会需求面的扩大而稳步展开。在具体案例方面，印度金奈港评估了港口利用光伏发电供能的可行性并实施了试点工程，新加坡裕廊港在仓库屋顶安装光伏电池，年发电量超过1.2×107?kW·h；我国天津港部署了3台5MW风力发电机、0.4MW光伏电站，青岛港推进“风光储氢”一体化发展并着力构建全场景“氢能港口”。

我国海洋新能源具有资源丰富且潜力大、政策支持明确、产业化进程快速等特点。随着风电、光伏发电、氢能源等的逐步接入，海洋港口正在由原先的依赖化石能源与电网供电转向以电网供电为主、可再生能源发电为辅的低碳化发展模式。展望未来，我国海洋港口用能将呈现以多能源融合的综合能源系统为主的发展趋势，但面临着多能流融合及不确定性场景下系统运行特性的挑战；需深化相关研究才能保障海洋港口的可持续发展。针对于此，本文从我国海洋港口用能现状和发展趋势出发，分析港口主要新能源技术应用的多维属性，涵盖初始投资、运维成本等经济性属性，政策法规推行力度、港口需求迫切程度、港口作业人员及船员适应度等需求度属性，技术应用功能效果、转化效果、应用限制等成熟度属性；进一步剖析海洋港口新能源技术应用的经济性、技术性、技术政策性等制约因素，提出促进推广应用的发展举措，助力海洋港口绿色低碳转型。

二、我国海洋港口用能现状和趋势

（一）我国海洋港口用能现状

海洋港口能源消耗集中在港口机械、停泊船舶两大类设施上，传统的能量来源是以柴油为主的化石能源；在过去的数十年间，大量的燃油使用造成了港区及其附近区域的空气污染。受海洋港口绿色可持续发展目标的牵引，港口新能源技术逐步出现并得到广泛应用。

1.整体能源应用情况

目前，我国海洋港口用能仍然以电能、柴油、汽油等二次能源为主，在典型港口的能源消耗中柴油等化石能源消费占比约为66%。例如，货物吞吐量居世界首位的宁波舟山港，2020年的能源消耗情况为：电能为6.8×108?kW·h、汽油和柴油为8.6×104?t、燃料油为9.8×104?t、天然气为1.8×104?t；作为我国北方最大的综合性对外贸易港的天津港，2021年的