Ứng dụng pin lithium trong tàu thủy

1. Ứng dụng pin lithium trong hệ thống điện trên tàu thủy
Bối cảnh: Các tàu chạy bằng động cơ diesel truyền thống gặp phải các vấn đề như chi phí cao, tiếng ồn lớn và ô nhiễm nặng. Pin lithium-Ắc quy Tàu điện đã trở thành giải pháp năng lượng mới duy nhất có thể đạt được mục tiêu không phát thải và quy mô ban đầu.

Các trường hợp áp dụng:
Tàu chạy hoàn toàn bằng điện: Các tàu hoạt động trên tuyến ngắn cố định (phà, tàu kéo, tàu du lịch, v.v.) dựa vào những ưu điểm về kinh tế, tính linh hoạt và độ rung thấp của hệ thống động cơ điện.
Tàu lai: Đối với các tuyến đường dài, tàu lai diesel-điện cân bằng giữa khả năng vận hành bền bỉ và giảm thiểu khí thải.
Những đột phá công nghệ:
Hệ thống động cơ điện gặp phải vấn đề nhiễu loạn tải (do môi trường biển không ổn định và điều kiện vận hành phức tạp của các tàu công binh). Lưu trữ năng lượng Công nghệ (như pin lithium) được sử dụng để làm giảm tác động và cải thiện độ ổn định của hệ thống.
Pin lithium đóng vai trò là nguồn cung cấp/lưu trữ năng lượng trong hệ thống điện lai, giúp giảm tải đỉnh và lấp đầy tải đáy, bù đắp cho các sự cố của máy phát điện và cung cấp nguồn điện trực tiếp (không phát thải).

2. Ứng dụng pin lithium trong lưu trữ năng lượng trên tàu thủy
Chức năng: Giải quyết vấn đề đốt nhiên liệu không hiệu quả và ô nhiễm gia tăng do sự dao động tải trong lưới điện tàu thủy.

So sánh các phương pháp lưu trữ năng lượng:
Các giải pháp phù hợp cho tàu thuyền: Năng lượng pin lưu trữ năng lượng (ắc quy chì-axit/lithium), siêu tụ điện và hệ thống lưu trữ năng lượng bằng bánh đà.
Ưu điểm của pin lithium: năng lượng riêng cao (lithium sắt photphat đạt 190 Wh/kg) và tuổi thọ chu kỳ dài (hơn 2.000 chu kỳ). Nhược điểm: cần tối ưu hóa khả năng tản nhiệt và độ an toàn.
Các lựa chọn phổ biến:
Pin lithium sắt photphat đã trở thành lựa chọn hàng đầu cho các ứng dụng tàu thuyền trong nước nhờ độ an toàn cao (chịu nhiệt đến 350°C), chi phí thấp, thân thiện với môi trường và không chứa kim loại nặng; trong khi đó, pin lithium ba thành phần vẫn chưa phổ biến do hạn chế về đầu tư an toàn.

3. Chính sách và Quy định
Chính sách quốc gia:
2018-2020: Bộ Giao thông vận tải và các bộ phận khác liên tiếp ban hành các văn bản nhằm thúc đẩy tàu thuyền sử dụng năng lượng sạch (bao gồm cả pin lithium), yêu cầu loại bỏ các tàu chạy bằng động cơ diesel cũ và phát triển các công nghệ năng lượng mới.
Các biện pháp khuyến khích địa phương: Thâm Quyến, Quảng Châu và các địa phương khác đã đưa ra các khoản trợ cấp và lệnh cấm, hạn chế đối với tàu thuyền chạy bằng nhiên liệu.
Thiếu tiêu chuẩn:
Quốc tế: Công ước SOLAS không bao gồm năng lượng hoàn toàn từ pin, và các quy định của các tổ chức phân loại còn rời rạc.
Trong nước: "Hướng dẫn kiểm tra tàu chạy hoàn toàn bằng pin" và các yêu cầu kỹ thuật đối với pin dành cho tàu thuyền nội địa đã được ban hành vào năm 2019, nhưng các tiêu chuẩn dành cho tàu thuyền ven biển vẫn cần được cải thiện.

4. Tình trạng và sự cố của ứng dụng
Trên phạm vi toàn cầu: Năm 2019, có 155 tàu điện (75 tàu đang hoạt động), với dung lượng pin từ 1.000 đến 4.000 kWh. Hơn 20 tàu điện đang hoạt động trên các tuyến đường thủy nội địa của Trung Quốc, với dung lượng tối đa 3.000 kWh (tất cả đều sử dụng lithium sắt photphat).
Câu hỏi trọng tâm:
Thiếu kế hoạch: Thiếu sự triển khai thống nhất trên toàn quốc về lộ trình công nghệ, trợ cấp (chi phí hệ thống cao gấp 2,2-2,5 lần so với hệ thống truyền thống) và quản lý vòng đời pin (tuổi thọ tàu là 20 năm so với tuổi thọ pin là 8 năm).
Thiếu quy định đầy đủ: Các tiêu chuẩn cho pin lithium dùng trong hàng hải dựa trên tiêu chuẩn ô tô (tiêu chuẩn IEC/tiêu chuẩn quốc gia), nhưng không tính đến dung lượng lớn của tàu thuyền (gấp vài chục lần so với ô tô) và các yêu cầu về môi trường khắc nghiệt.
Những trở ngại về mặt kỹ thuật: rủi ro về an toàn pin (cháy/hỏng), thiết kế tàu không phù hợp với đặc tính năng lượng, và ngành công nghiệp hỗ trợ còn yếu (ít công ty trong nước được chứng nhận sản xuất pin hàng hải).
Hạn chế đối với loại tàu: Dung lượng pin của tàu nội địa

5. Ưu điểm cốt lõi của pin lithium sắt photphat
An toàn: Olivine có cấu trúc ổn định và khả năng chịu nhiệt cao (350℃-500℃) tốt hơn so với các loại pin lithium khác.
Tuổi thọ và hiệu quả kinh tế: Chu kỳ sạc/xả hơn 2000 lần (pin axit chì chỉ 300 lần), mật độ năng lượng sản xuất hàng loạt đạt 190 Wh/kg và chi phí tiếp tục giảm.
Bảo vệ môi trường: Không gây ô nhiễm kim loại nặng, tuân thủ chỉ thị RoHS của EU.

6. Các kịch bản ứng dụng và triển vọng
Các loại tàu hiện có: tàu du lịch, phà, tàu chở hàng nội địa và tàu kéo cảng (dưới 2.000 tấn).
Định hướng phát triển: Ưu tiên sẽ được dành cho việc thúc đẩy phát triển các vùng nước khép kín như sông và hồ nội địa, dựa vào việc khuyến khích chính sách và những đột phá trong công nghệ lưu trữ năng lượng.

7. Công ty pin lithium 中钠时代giới thiệu:

Công ty TNHH Công nghệ Năng lượng Mới Thời đại Natri Trung Quốc (Thâm Quyến) là một doanh nghiệp công nghệ cao tích hợp nghiên cứu và phát triển, sản xuất và kinh doanh pin ion natri. Công ty có trụ sở chính tại Thâm Quyến, với các văn phòng tại Đông Quan, Sơn Đông, Thượng Hải, Tô Châu và các địa điểm khác. Ngoài ra, chúng tôi có hai nhà máy tại Đông Quan và Mã An Sơn, tỉnh An Huy, với tổng diện tích 66.000 mét vuông, sản lượng hàng năm đạt 2,5Gwh và 5Gwh pin lưu trữ năng lượng. Hầu hết các thành viên quản lý của chúng tôi đều có hơn 20 năm kinh nghiệm từ các công ty hàng đầu trong lĩnh vực này.pin lithiumvà các sản phẩm lưu trữ năng lượng, chẳng hạn như CATL, CATL Times và Swart. Ông Haiping Hu, Chủ tịch công ty, là một nhà lãnh đạo trong lĩnh vực vật liệu và sản phẩm hoàn thiện lưu trữ năng lượng với 25 năm kinh nghiệm. Cho đến nay, chúng tôi đã nhận được hơn 70 triệu nhân dân tệ vốn đầu tư từ các công ty đầu tư mạo hiểm khác nhau, điều này sẽ hỗ trợ chúng tôi đẩy nhanh quá trình nghiên cứu và phát triển, mở rộng quy mô sản xuất và đạt được thành công lớn hơn trong tương lai gần. Ngoài Trung Quốc, chúng tôi còn có đại diện bán hàng và phân phối tại Đông Nam Á và Hoa Kỳ. Với kế hoạch mở thêm văn phòng bán hàng và phân phối tại châu Âu và Úc vào cuối năm 2024, sứ mệnh của 中钠时代 là đóng góp chuyên môn của mình để tạo ra một tương lai bền vững cho thế giới.