取代海底电缆送电？日本首创“海上移动充电宝” - 海洋电力传输设备

9 H+ D/ }, a' a. d: t: U! c/ ~% x

海洋拥有丰富的可再生能源，除了风电外，潮汐能、波浪能、海流能、海水盐差能等，都在不断开发。

( R' m/ ?2 D% O' E

但光开发还不行，如何把海上的电力运输到陆地，是一个复杂而具有挑战的工程。除了需要铺设海底电缆，还需要建设升压站和各种控制系统。

7 X! v6 E9 x0 w" w

对于很多国家来说，把海上电能输送到陆地，技术已经非常成熟。但对日本这种国家来说，成熟的技术也面临很多挑战。

日本周围被深海环绕，并且是地震高发地带，利用海底电缆传输电力，一是建设成本很高，二是一旦出现故障，维修所需的时间很长，发出来的电白白浪费了。

$ M" O4 }* M+ _$ ~; U

如何解决这些问题？总部设在日本的清洁能源创业公司PowerX设计出了一个办法，即通过建造装满电池的电动船只，将海上丰富的电力运送到需求地点。这样就不用走海底电缆，也不需要建置超高压连接和变电站。

2 \# p; u9 u: z1 o3 }

PowerX在2021年3月正式成立，专注于创新能源储存和运输，创始人叫伊藤正裕，是日本知名企业家，做过几家企业。

( O0 ~, ]: h. y

据PowerX测算，这种“海上移动充电宝”运输船模式，除了可解决因电缆故障导致长时间停机问题，同时可降低成本。如果在一条从北海道到青森县的航线上部署四艘船，可以将电力运输的成本大约降低至每度电 0.17 美元（约1.2元人民币），较之日本家庭用电的平均零售价格可降低 44%。

图说：Power Ark 1000 系列未来模型。

来源：PowerX

& X( K0 _. {- I, P) i' f

1

第一艘电池邮轮的方案

PowerX在前不久日本爱媛县今治市举行的Bariship国际海事展上，公布了有史以来第一艘 “电池油轮”的详细设计。首艘“Battery Tanker X”号的目标是在2025年完成，并计划在2026年开始进行国内和国际实地测试。

PowerX 公布了首艘电动邮轮的规格，长度为 140 米、宽度为 18.6 米，吃水深度在 6 米以内。

" D }: j* Z& y

“Battery Tanker X”号将配备96个集装箱式船用电池，提供241MWh的总容量。船载电池系统基于该公司专有的模块设计，具有安全可靠的磷酸铁锂（LFP）电池单元，确保其寿命超过6000次。

此外，该电池系统包括专门的气体排放控制和灭火机制，以确保安全。对电池系统、充电控制器和电源转换系统的实时监控进一步加强了安全措施。

该电池系统具有高度的可扩展性，允许安装额外的电池打造更大的电动运输船，例如 Power Ark 1000 或更大尺寸，以满足特定任务。

3 j7 Z; D8 c, Q. ]6 @/ J- L3 A

据该公司称，所有的电池都将在冈山县内部生产，预计将获得国际船舶分类认证和适用标准，如DNV和NK级，经过严格的测试以满足最严格的条件。电池的交付计划在2024年中期开始。

2

邮轮电池应用场景

船载电池系统使电池油轮能够储存和运输可再生资源产生的剩余电力。

位于港口附近的退役或闲置的火力发电厂可以被改造成电池油轮的充电/放电点，电力通过陆地上的电网连接传输给用户，从而进一步有效利用可再生能源。该船的巡航里程可达300公里。

% C& P0 {# P: w+ U: V/ j% A

具有可再生能源发电高潜力的地区往往远离城市地区和其他高电力需求的地区。鉴于目前锂离子电池单元的能量密度，电池油轮是陆地与陆地之间短距离海上电力传输的最佳解决方案，是对现有区域间电网传输线的补充。

1 }/ `& [0 W4 E9 I% l

例如在日本，电力运输船可以从九州、北海道等具有高可再生能源供应潜力的地区，运送电力到本州等高需求地区，或用于岛屿间的电力传输。

! i. T+ @4 f8 |3 I3 o. g

PowerX的数据显示，九州有着庞大的可再生能源潜力，高达531千兆瓦。然而，九州当地的电力需求仅为10.3千兆瓦，这无疑带来了大量电力过剩，但将这些剩余电力通过海底电缆输送到本州和四国的系统容量仅为8.4千兆瓦。

在此背景下，PowerX此次提出，在相距约50公里的福冈县丰前-山口县宇部之间投入4艘电力运输船，预计首艘船“X”号最初的货主很有可能是九州电力。

. ^* E' B& i7 B7 P8 p% _8 y

PowerX 还计划根据运输路线，在多个码头设置多个充电站点，能够给电动邮轮快速充电。

% `/ D: A, _4 q" h4 `0 r

电力运输船将使海上风电场安装在海底电缆部署一度曾面临挑战的地区。通过电力运输船利用海上电力传输，可以解决与海上风电相关的各种挑战，不仅在日本，而且也有助于可再生能源在全世界的广泛采用。

5 F; Y8 p2 I% Z+ V) y' J* ^

来源：PowerX

2 E( D3 {1 p; G0 x% d

3

广受关注，已有多家公司合作意向

. i+ z& H/ p+ w' ~, v* [

目前这艘船的原型设计图已经完成，一经推出就广受关注。PowerX 公司已筹集资金超过 7000 万美元，并声称已经与一些其他企业建立合作关系以供加速造船进程。

7 W$ ]# E& `/ ?. A

联手日本船海巨头，PowerX将批量生产电力运输船打造“移动充电网络”。

与此同时，PowerX还将在2023年第三季度成立一家名为“Ocean Power Grid Inc.”的新公司，推进利用电力运输船的海上电力运输业务。这家子公司将从事日本国内外的电池运输船拥有、销售和经营业务。PowerX正在积极寻求来自世界各地的商业伙伴，以开展这项新技术和商业活动。

根据计划，PowerX的首艘电池运输船将由日本最大船企今治造船负责建造。首制船竣工以后，PowerX将从2027年开始接受电力运输船订单，预计到2030年进入以今治造船为中心的量产体制。

2021年12月，PowerX与今治造船达成资本和业务合作协议，重点开发PowerX的Power ARK系列电力运输船原型船。今治造船也向PowerX注资10亿日元（约合人民币5100万元），用于船用能源存储系统（ESS）的研发。

此外，PowerX还与九州电力株式会社和横滨港湾局签署了备忘录和合作协议，以追求新颖的海上动力传输概念、实现碳中和港口。其中，与九州电力的合作内容包括“利用电力运输船进行九州-本州间电力系统补充事业”。

7 ]# Q5 h% _9 q- `% R- P/ l" E

除了电力运输船之外，PowerX还提出了内部电池制造的“Project MAX”计划，将在日本建立一个千兆规模的蓄电池组装工厂，为电气运输船批量组装蓄电池。随着全球范围内脱碳的加速，对大型能源储存设备的需求正在飙升。现有的电池单元将根据用途进行组装，包括电动汽车快速充电、电网和船用电池。所有这些蓄电池都将在云端进行集体管理，包括运行状态和剩余电量，以建立一个“移动充电网络”。

2022年初，PowerX又与日本邮船宣布签署谅解备忘录，将建立战略商业联盟，以开发和测试PowerX的船用能源存储系统 (ESS)、Power ARK系列电力运输船以及电动船。同年3月与日本船级社签署谅解备忘录，标志着项目进入设计和开发的新阶段，目标是到2025年底之前开发和测试Power ARK原型船。

-------

: E X) \* v; Y* A! o) Y" f# E

参考资料：

& P/ Q4 v4 x- I, T2 {5 E( r7 G1 S

[1]https://www.inceptivemind.com/powerx-unveils-worlds-first-battery-tanker-x/31268/

[2]https://newatlas.com/energy/powerx-battery-tanker/

8 o' z2 c9 N# C# w6 p: N' d* D

[3]https://technews.tw/2023/06/03/battery-tanker-x/

3 B9 r# y+ A8 ^4 U e5 U

[4]国际船舶网：日本独创“海上移动充电宝”详细设计亮相！建造进入倒计时

[5]IT之家：日本 PowerX 公司计划 2025 年推出中距离运输电动邮轮

注：首图来源PowerX

来源：环球零碳

/ O, B0 R: Q2 G8 w% m( F R0 Q ( }7 s9 _2 E4 I 6 O9 x2 ]7 \6 M6 b% X$ ^2 S* ]4 N 8 d, m; @+ x8 S$ Y