电动船舶行业深度报告: 船舶电动化发展将迎至蓬勃发展期

据净零追踪（Net Zero Tracker）报告称，截至2023年5月，已提出或设立碳中和目标的国家数量已达127个，其覆盖全球GDP的92%、总人口的85%、碳排放的88%。推进绿色转型已成为全球主流国家的共识。而船运行业是交通运输领域减碳的重要场景之一。据国际原子能机构（IEA）2020年统计数据，全球范围内，交通运输是电力、工业之后的第三大碳排放领域，占比约21%；在交通运输领域，2020年船运行业是汽车行业（包含轻型车和重卡）之后的第二大碳排放领域，占比约11%。

各类船舶绿色动力技术中，电动船舶在运营成本、操纵性、可靠性、环保性能和驾乘体验等方面具备优势，是船运行业技术升级的重要方向。实现船舶绿色转型的核心在于应用绿色动力技术，按照燃料不同分为LNG、液氨、甲醇、氢动力和锂电为主的电驱动。其中，以电池为储能装置、开展电力推进的技术具有多重优势，尤其是在降低运营成本、提升驾乘体验、以及推动船舶智能化等方面优势较为明显。因此，在减碳降污大势叠加电动技术迭代升级的背景下，电动船舶将逐渐渗透适宜场景，在未来的绿色船舶中占据一席之地。

图1 中国船级社（CCS）审图和执行建造检验的全球最大电池容量纯电池动力船

“长江三峡1号”

国内外权威机构出台一系列政策，推动船舶领域节能减排。政策指引下，全球绿色船舶数量提升。据DNV统计，2022年全球绿色船舶保有量突破1000艘，其中电动船舶586艘占比约56%，但各类绿色船舶渗透率均不足1%。海外尤其欧洲的船舶电动化发展较早，欧美国家自2010年开始，积极推动零排放、低噪音的电动船舶替代柴油船舶。挪威是当下全球运营大型电动船舶数量最多的国家。在国家支持、船企持续升级技术的背景下，未来海外依然是船舶电动化的主要战场。从应用场景来看，海外电动船舶已开始由“消费品”场景向“经济实用”场景渗透，即从小型豪华邮轮、客船等对系统稳定性和舒适度要求较高的船型向工程船、海岸救援船、货船等延伸。

图2 全球最大插电式混合动力豪华客滚船

“Color Hybrid”号

国内电动船舶近年来同样发展提速，主要应用集中于内河。从电动船舶锂电池出货量看，2021年同比增速达100%，达151.2MWh。目前纯电动船舶已近300艘，大型船50余艘。电动船舶在船型、场景方面愈加丰富，包括小型邮轮、客船、渡船、干散货船等。同时电池容量快速增长。

国家及地方层面的船舶电动化政策支持为基础，推动示范先行，在适宜场景实现加速替代，同时降低初始投资并开展充换电配套，进一步提升经济性，将有效提升市场需求、拓宽市场空间。

2019年9月，中共中央国务院印发《交通强国建设纲要》，要求推进船舶、港口污染防治；随后与推广新能源船舶相关的政策陆续推出。2022年9月，工信部等发布《关于加快内河船舶绿色智能发展的实施意见》，提到要加快发展电池动力船舶，重点推动纯电池动力技术在中短途内河货船、滨江游船及库湖区船舶等应用。各省市陆续推出发展绿色船舶的扶持政策，包括对电动船舶、岸电设施等的补贴。

表1：国家层面积极推进交通领域绿色低碳化，支持电动船舶发展

表2：部分省市发展绿色船舶的扶持政策

船舶电动化转型将带来动力系统改变，且需增加充换电配套设施。由燃油驱动向电力驱动转变，一方面带来船舶核心设备的变化，主要包括电池、电力推进和电控系统；另一方面电力推进要求补能设施的参与，即岸电系统，包括岸基供电、岸电连接和船舶受电系统。

图3 电动船舶与岸电系统主要构成、主要面向的场景及产品展示

电动船舶的核心系统构成包括三部分：船用电池系统、电控系统和电力推进系统，技术升级主要围绕“三电系统”展开，包括电池系统、电池管理系统、组网与控制技术、推进器等的持续优化，致力于降本增效，一方面要降低电池等成本占比较高设备的成本，另一方面提升产品力以增强驾乘体验，实现适宜场景下船舶加速向电动化转型。

图4：电动船舶核心系统构成

岸电系统是指在船舶正常营运靠港期间港口向船舶供电的系统，包括岸基供电、岸电连接和船舶受电系统。以电压1KV为分界线，岸电系统分为高压岸电系统和低压岸电系统。1989年全球首个低压岸电系统在瑞典哥德堡港开工，随船舶用电需求增加、电动船舶数量提升，国内主要港口逐步实现岸上供电系统的覆盖。当下岸电推进仍存在使用经济性不足、接口标准不统一等问题，在政策支持下，给予岸电建设和改造补贴，完善标准和规范，将推动行业更高效发展。

图5：岸电系统工作拓扑图及岸电发展历程

（本文来源：国海证券行业研究报告）