在全球减少温室气体排放的运动中，海上贸易领域在很大程度上被忽视。根据国际清洁交通委员会的数据，远洋船舶承担了全球超过 80% 的贸易量，预计到 2050 年将贡献人为碳排放的 17%。然而，船舶脱碳的进展远远落后于陆地车辆的电气化。
为了解决这一问题，国际海事组织设定了雄心勃勃的目标，即到 2050 年将海洋航运的碳排放量至少减少 50%。为了实现这一目标，航运业需要大规模采用替代能源。迄今为止，锂离子电池（Li-ion）一直是全球货船电气化应用最广泛的技术，但它远非完美的解决方案。以下是关于电池混合动力货船在减少碳排放方面的潜力，以及航运业实现脱碳所需的技术进步。
未来由电池驱动
在市场上可用的零碳化石燃料替代品中，电池系统可能是最有前景的。加州大学与劳伦斯伯克利国家实验室 2022 年的一项研究发现，交通领域的电力通常比绿色氢气和氨等替代燃料能效高五倍。
最近的电气化客船和小型货船的运营让我们得以一窥电池系统如何大幅减少海事碳排放。丹麦的渡轮“艾伦”每年抵消 2,000 吨二氧化碳排放，并将乘客送达目的地的时间比其化石燃料驱动的同类船只快 15 分钟。
转向电池技术不仅消除了温室气体排放，还可能帮助航运公司降低成本。由于化石燃料价格上升以及新的碳税对海洋航运的影响，海运将不再像过去那样具有成本效益。相比之下，电池动力船舶需要更少的维护和更少的工程师在船上，从而降低运营成本。
海事电池技术在未来几年只会不断改进。初创公司正在开发使维护更加便捷的方法，例如在单个电池单元失效时更换它们，而不是整个电池组。其他公司正在制造像集装箱一样大小的电池系统，用于较小的货船，这些船不仅能在电力驱动下行驶更久更远，而且能够进入比全尺寸货船更多的港口。鉴于这些最近的进展，航运公司在转向电动船舶时可以获得比以往更高的回报。
锂离子电池的局限性
考虑到迄今为止的进展，是什么阻止了海洋运输走向绿色？一个主要障碍是用于大多数电动船舶的锂离子电池技术。虽然它们是市场上能量密度最高且商业上最成熟的电池类型，但锂离子电池对海事应用构成了重大风险。
海上失控的电池火灾往往是灾难性的，甚至比陆地上的火灾更为严重。在锂离子电池发生热失控并实际起火之前，它会释放有毒气体，如氟化氢和一氧化碳。这些易燃蒸气可能在燃烧点之前在整个船上扩散数小时，最终导致巨大的爆炸，摧毁货物并危及船员的生命。传统的灭火系统对于阻止电池火灾无效，因为电池火灾不需要氧气就能燃烧，并且可能被海水加剧。
企业一直在开发功能以提高锂离子电池的安全性——例如更好的冷却系统；电池之间的隔离以防止大规模热失控——但锂离子电池已经对海运行业造成了重大损害。根据安联全球企业与专业保险（Allianz Global Corporate & Specialty）的数据，2021 年海上保险索赔中，火灾和爆炸事故是损失的首要原因。安联全球企业与专业保险（AGCS）及其他保险专家已将锂离子电池确定为此类火灾的重要来源，并指出其对航运公司投资构成日益增长的风险。与此同时，美国海岸警卫队已发出警告关于运输锂离子电池的问题，更不用说利用该技术为船舶提供动力了。
下一步：更好的电池
电池技术将随着时间的推移不断改进，但锂离子电池的化学特性带来的火灾风险过高，难以被航运公司大规模采用。为了实现国际海事组织（IMO）的脱碳目标，航运公司需要一种能量密度相当且安全性更高的电源。开发出不可燃电池化学物质的公司将扭转海上碳排放的趋势。