近日，日本新公司PowerX獨(dú)創(chuàng)的世界首個(gè)自動化集裝箱式“電力運(yùn)輸船”概念獲得了今治造船的青睞，有了日本最大船企的全力支持，全球首艘海上電力運(yùn)輸船將很快變成現(xiàn)實(shí)。

電力運(yùn)輸新模式

2021年12月3日，日本最大造船廠日本今治造船株式會社(IMABARI SHIPBUILDING)和日本科技初創(chuàng)公司PowerX雙雙對外發(fā)布消息稱，雙方已在12月2日正式簽署了一項(xiàng)資本和業(yè)務(wù)合作協(xié)議，雙方將聯(lián)合研發(fā)全球首制海上風(fēng)電電力運(yùn)輸船原型船。PowerX將主要負(fù)責(zé)開發(fā)和制造安裝在原型船上的電池存儲和相關(guān)系統(tǒng)。今治造船廠將主要負(fù)責(zé)該船舶的建造。此外，今治造船還將向PowerX投資10億日元(約合人民幣5600萬元)，用于船舶和蓄電池的研發(fā)，并參與原型船的開發(fā)工作。

根據(jù)協(xié)議，雙方將合作推進(jìn)海上風(fēng)電集裝箱式電力運(yùn)輸船及運(yùn)輸電池的研發(fā)和生產(chǎn)，力爭在2025年年底之前完成海上風(fēng)電集裝箱式電力運(yùn)輸船原型船的設(shè)計(jì)和建造，必要時(shí)第三方公司也會參與。據(jù)了解，該項(xiàng)目將是一種全新的能源儲存和運(yùn)輸方式，旨在實(shí)現(xiàn)地球上任何兩個(gè)港口之間前所未有的能源傳輸，從而加速可再生能源的應(yīng)用。該系列船將能夠大量裝載電池，與船舶的控制系統(tǒng)集成在一起，將海上風(fēng)電傳輸?shù)桨渡稀?br />
據(jù)介紹，PowerX公司的Power ARK系列電力運(yùn)輸船原型船將使用電力或者LNG作為動力，預(yù)計(jì)建造成本可能高達(dá)數(shù)十億日元。Power ARK系列電力運(yùn)輸船概念是PowerX公司推出的一種全新能源儲存和運(yùn)輸方式，能夠大量裝載電池，與船舶的控制系統(tǒng)集成在一起，可將海上風(fēng)電場生產(chǎn)的電力輸送到岸上。

PowerX公司表示，該型船將成為一種全新的能源儲存和運(yùn)輸方式，可實(shí)現(xiàn)任何兩個(gè)港口之間前所未有的能源傳輸，從而加速可再生能源的應(yīng)用。

本次合作的將是Power ARK系列電力運(yùn)輸船的首款船型“Power ARK 100”號，這是一艘專門為在日本沿海水域輸送可再生能源而設(shè)計(jì)的100TEU三體船。該船全長100.50米，寬21.90米，吃水5.00米，載重量2200噸，航速7～14節(jié)，額定功率222兆瓦時(shí)，船上將配備一套導(dǎo)航系統(tǒng)、傳感設(shè)備以及防碰撞系統(tǒng)，還將配備基于生物柴油的備用發(fā)電機(jī)。“Power ARK 100”號可攜帶100個(gè)網(wǎng)格電池、即200兆瓦時(shí)的電力，相當(dāng)于22000戶日本家庭一天的總耗電量。在僅依靠電力運(yùn)行時(shí)，該船能夠航行最多300公里，如果同時(shí)使用電力和可持續(xù)生物燃料，則可以實(shí)現(xiàn)1000公里～3000公里的長距離、洲際清潔電力運(yùn)輸。

根據(jù)協(xié)議時(shí)間表安排，“Power ARK 100”號的設(shè)計(jì)工作計(jì)劃于2022年1月正式啟動，建造工作則將于年中正式開始，2025年完工交付，之后開始在日本周邊海域開展電力運(yùn)輸試驗(yàn)，以測試其運(yùn)行性能和安全性，并在示范測試完成后開始全面運(yùn)行。

除了 “Power ARK 100”號之外，PowerX還設(shè)想了更大規(guī)格的電力運(yùn)輸船，例如1000TEU和3000TEU型電力運(yùn)輸船，這2型船中，1000TEU電力運(yùn)輸船總長150.00米，型寬28.00米，可裝運(yùn)2090兆瓦時(shí)的電力；3000TEU電力運(yùn)輸船總長220.00米，型寬37.00米，可裝運(yùn)5660兆瓦時(shí)的電力。此外，PowerX也在考慮研發(fā)使用普通集裝箱進(jìn)行電力運(yùn)輸。

值得注意的是，本次的合作方都不簡單，除了日本最大船廠今治造船外，另一家公司PowerX雖說是一家初創(chuàng)科技公司，但其創(chuàng)始人可來頭不小。PowerX由日本知名企業(yè)家、軟件公司Yappa創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官伊藤正裕創(chuàng)立，Yappa公司是數(shù)字可視化技術(shù)發(fā)展的先驅(qū)，他也因開創(chuàng)了數(shù)字可視化技術(shù)被公眾所熟悉。2014年Yappa由日本最大時(shí)尚電商ZOZO收購，并重新更名為ZOZO Technologies，伊藤正裕擔(dān)任首席執(zhí)行官直到2017年。隨后，他成為了ZOZO的董事會成員，并在2019年成為ZOZO的首席運(yùn)營官。目前，ZOZO的許多知名創(chuàng)新技術(shù)都來源于伊藤正裕，包括3D身體測量設(shè)備ZOZOSUIT、ZOZOMAT、ZOZOSUIT 2和ZOZOGLASS等。

如今伊藤正裕正式進(jìn)軍船舶行業(yè)，成為又一電商跨界船舶行業(yè)的“跨界玩家”，凱文·凱利(Kevin Kelly)曾在《失控》一書中提到：“任何行業(yè)的顛覆者都是來自‘行外人’。”伊藤正裕，會是那個(gè)人嗎？讓我們拭目以待。

但可以肯定的是，該項(xiàng)目的創(chuàng)新程度足夠新鮮，此外，有了日本最大造船廠和最大電商的加持，這個(gè)項(xiàng)目未來可期。

發(fā)揮船舶的優(yōu)勢

顯然，本次PowerX和今治造船聯(lián)合研制的最新Power ARK系列電力運(yùn)輸船項(xiàng)目一旦被驗(yàn)證成功并推向市場，定將為海上風(fēng)電電力運(yùn)輸行業(yè)帶去一種全新貿(mào)易模式，將為整個(gè)行業(yè)帶來變革。

據(jù)介紹，這個(gè)創(chuàng)新的想法是取代當(dāng)今向日本和其他地方進(jìn)口化石燃料的燃料運(yùn)輸船，并促進(jìn)可再生能源的吸收。根據(jù)日本自然資源和能源局公布的2021年能源白皮書顯示，與2018-2019財(cái)年相比，日本化石燃料占比略有下降，可再生能源有所增加，但化石燃料仍占日本電力行業(yè)的四分之三左右，日本仍然嚴(yán)重依賴于化石燃料。

基于此，日本將目標(biāo)瞄準(zhǔn)了海上風(fēng)電。目前在日本，海上風(fēng)電只占其國內(nèi)電力供應(yīng)的一小部分，但在政策支持下，海上風(fēng)電業(yè)保持了持續(xù)發(fā)展態(tài)勢。根據(jù)日本政府的目標(biāo)，到2030財(cái)年，可再生能源將占日本發(fā)電量的36%～38%，這一目標(biāo)相比之前計(jì)劃的22%～24%有了顯著提升。為了實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，在2020年舉辦的日本政府-行業(yè)海上風(fēng)電大會第二次會議上，各方就日本海上風(fēng)電遠(yuǎn)期宏偉目標(biāo)達(dá)成共識：計(jì)劃在2030年將國內(nèi)海上風(fēng)電裝機(jī)量擴(kuò)大至10GW，并在2040年進(jìn)一步提升至30～45GW。

日本風(fēng)電協(xié)會會長Jin Kato在新聞發(fā)布會上表示：“日本決定淘汰老化的煤電廠，而核電站重啟也面臨障礙，因此可再生能源是彌補(bǔ)能源短缺的唯一辦法。”

伊藤正裕表示：“當(dāng)前日本過度依賴進(jìn)口化石能源，所有的能源都需要進(jìn)口。所以我希望未來船舶可以不再需要使用那些燃料，而是通過能源轉(zhuǎn)移船使用電力驅(qū)動。我們認(rèn)為PowerX有機(jī)會改變這種窘態(tài)。”

然而，盡管海上風(fēng)電場在可再生能源方面所發(fā)揮的作用越來越大，但對于日本這種被深海海域所包圍的國家而言，海上風(fēng)電場的傳統(tǒng)安裝地點(diǎn)存在較大限制，因?yàn)闇u輪機(jī)本身需要被穩(wěn)固錨定在海床上，因此對于日本而言很難將海上風(fēng)電場渦輪機(jī)基礎(chǔ)沉入海底。當(dāng)前業(yè)內(nèi)“海上巨無霸”——通用電氣(GE)所產(chǎn)的Haliade-X海上風(fēng)力渦輪機(jī)最深水深也只能達(dá)到60米(200英尺)。當(dāng)然，也有很多創(chuàng)新的解決方案，例如浮動式風(fēng)力渦輪機(jī)等，但這些創(chuàng)新技術(shù)都處于相對早期的研發(fā)階段，離實(shí)際應(yīng)用尚需時(shí)日。

此外，如何將海上風(fēng)電所產(chǎn)生的電量輸送至陸地也是一個(gè)棘手問題。今治造船表示：“海上風(fēng)電場的挑戰(zhàn)之一是向岸上傳輸電力，目前是通過海底電纜完成。如果風(fēng)場離岸較遠(yuǎn)，鋪設(shè)電纜的成本就會很高。” 據(jù)日本海事新聞網(wǎng)報(bào)道，海上風(fēng)電集裝箱式電力運(yùn)輸船主要用于海上風(fēng)力發(fā)電的電力運(yùn)輸，造價(jià)將達(dá)數(shù)十億日元。而一般而言，海上風(fēng)電場產(chǎn)生的電力通過海底電纜傳輸至國家和地方的電網(wǎng)，海底電纜從海上變電站延伸至陸上并網(wǎng)變電站。但是鋪設(shè)海底電纜建造成本高昂，每公里大約需要消耗建設(shè)成本1億～2億日元(約合人民幣560萬元～1120萬元)，而且鋪設(shè)海底電纜對于環(huán)境的影響也相對較大。

對于這些問題，PowerX不按常理出牌，設(shè)想出了一個(gè)完全顛覆傳統(tǒng)的解決方案，該設(shè)想不僅考慮了海上發(fā)電的要求，還考慮到了發(fā)電地點(diǎn)的相關(guān)解決方案。他首先否定了海上風(fēng)電場靠近需要電力的地方(電力運(yùn)輸)的需要，而只需要根據(jù)實(shí)際需求以及最具成本效率等條件去為海上風(fēng)電場進(jìn)行更為合理的選址，然后通過研發(fā)電力輸送船的模式來將海上風(fēng)電廠所產(chǎn)電力運(yùn)送至國內(nèi)任何地方。而且，相較鋪設(shè)海底電纜而言，使用電力運(yùn)輸船則可顯著降低運(yùn)輸成本，同時(shí)還可最大限度降低對環(huán)境的影響。此外，PowerX認(rèn)為，電力運(yùn)輸船更能夠抵御自然災(zāi)害，開發(fā)所需的時(shí)間和成本更少，優(yōu)勢顯著。

的確，這種加快可再生能源采用的創(chuàng)新解決方案不僅可以有效解決海上風(fēng)電場的電力轉(zhuǎn)運(yùn)問題，還將有助于推進(jìn)人類向廣闊的海洋進(jìn)發(fā)，同時(shí)不用擔(dān)心環(huán)境影響問題。顯然，這種另辟蹊徑的創(chuàng)新想法充分體現(xiàn)出了伊藤正裕作為一個(gè)局外人的清晰思維，而他的舉動也定將進(jìn)一步觸動行業(yè)內(nèi)傳統(tǒng)玩家的創(chuàng)新DNA。

風(fēng)電場選址不再是問題

在全球能源轉(zhuǎn)型、環(huán)保趨緊的大環(huán)境下，各國都在努力尋找適合自己的綠色能源轉(zhuǎn)型之路。而伊藤正裕最初計(jì)劃建造一種可將儲存在集裝箱電網(wǎng)電池中的能量在海上風(fēng)電場和岸基碼頭之間運(yùn)輸?shù)碾娏δ芰哭D(zhuǎn)移船，其目標(biāo)就是為了幫助日本實(shí)現(xiàn)所制定的2030/2040年的發(fā)電戰(zhàn)略。但要實(shí)現(xiàn)10年、20年目標(biāo)，只是局限于解決眼前問題顯然是不足夠的。其實(shí)，大佬早就將目光瞄向了更遙遠(yuǎn)的未來。

首先，完全消除地點(diǎn)限制。針對日本建設(shè)近海風(fēng)電場選址受限的現(xiàn)狀，伊藤正裕當(dāng)初創(chuàng)建PowerX的一個(gè)愿景就是通過提供更為創(chuàng)新的解決方案來消除日本發(fā)電場選址的受限，改變可再生能源的消費(fèi)和傳輸方式，為海上風(fēng)電場的建設(shè)選址提供更大靈活性。PowerX電力運(yùn)輸船的設(shè)想便可讓日本實(shí)現(xiàn)在更多以前所不適合的地點(diǎn)建場，甚至布局規(guī)模更大的風(fēng)電場或風(fēng)力發(fā)電裝置。PowerX表示，未來，電力能源轉(zhuǎn)移船不僅能向現(xiàn)有地點(diǎn)輸送電力，還將能夠?qū)㈦娏钠h(yuǎn)地區(qū)輸送到能源消耗最大的城市。伊藤正裕舉了日本北部島嶼北海道島和東京之間潛在能源貿(mào)易的例子，他表示：“數(shù)百艘船舶可以為該貿(mào)易提供服務(wù)。”

此外，這個(gè)項(xiàng)目還為電池動力的國際貿(mào)易解鎖了新可能。為此，PowerX還設(shè)定下宏偉目標(biāo)——要讓在世界各地穿梭的大型能源運(yùn)輸船，也能夠用上更加清潔的海上風(fēng)能。“未來的能源轉(zhuǎn)移船將通過運(yùn)輸從清潔和可再生能源中所產(chǎn)出的電力來取代目前的碳基燃料運(yùn)輸船。”伊藤正裕表示。

其次，打造蓄電池工廠。除了電力運(yùn)輸船，PowerX還打算建設(shè)電池工廠，服務(wù)于儲能市場。PowerX指出，目前世界上大部分能源是通過船舶運(yùn)輸?shù)?，以燃料的形式，例如石油、天然氣和煤炭。日?4.9%的電力來自進(jìn)口的碳基燃料。隨著全世界逐漸遠(yuǎn)離化石燃料。為配合其創(chuàng)新獨(dú)特的電力運(yùn)輸船，PowerX還進(jìn)一步提出了內(nèi)部電池制造的“Project MAX”計(jì)劃，將在日本本土建立一個(gè)千兆規(guī)模的蓄電池組裝工廠，為電力運(yùn)輸船批量組裝蓄電池。隨著全球范圍內(nèi)脫碳的加速，對大型能源儲存設(shè)備的需求正在飆升?，F(xiàn)有的電池單元將根據(jù)用途進(jìn)行組裝，包括電動汽車快速充電、電網(wǎng)和船用電池。所有這些蓄電池都將在云端進(jìn)行集體管理，包括運(yùn)行狀態(tài)和剩余電量，以建立一個(gè)“移動充電網(wǎng)絡(luò)”。

預(yù)計(jì)蓄電池工廠的投資額約為100億日元(約合人民幣5.62億元)，將在2022年開始建設(shè)，2024年實(shí)現(xiàn)年生產(chǎn)能力1GWh，并最終在2028年達(dá)到5GWh。生產(chǎn)線將實(shí)現(xiàn)自動化，以低成本批量生產(chǎn)。配合電力運(yùn)輸船業(yè)務(wù)，PowerX目前正在募集總計(jì)約80億日元(約合人民幣4.5億元)的資金，并正在與大約30家公司協(xié)商資本合作，包括主要的電力公司、汽車制造商和金融機(jī)構(gòu)。

第三，完全解決后顧之憂。對于該項(xiàng)目的電力運(yùn)輸船而言，完全不用擔(dān)心其對于環(huán)境的影響，她是完全綠色的。此外對于建造問題，伊藤正裕也給出了答案——未來傳輸海上風(fēng)電電力可不需要電纜，只需要造船，而造船是當(dāng)今世界很擅長工作。

第四，超強(qiáng)合作伙伴支持。PowerX團(tuán)隊(duì)中還吸納了大量行業(yè)知名人士。PowerX的聯(lián)合創(chuàng)始人包括生物技術(shù)企業(yè)Helios首席執(zhí)行官鍵本忠尚，他將擔(dān)任董事會主席。非執(zhí)行董事包括瑞典電池開發(fā)商和制造商N(yùn)orthvolt聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Paolo Cerruti、谷歌前副總裁兼總經(jīng)理Caesar Sengupta以及美國自然保育協(xié)會前首席執(zhí)行官兼高盛前合伙人Mark Tercek。值得一提的是，Mark Tercek也宣布將在日本建立一家Gigafactory，生產(chǎn)Power ARK系列電池，到2024年其年產(chǎn)能將達(dá)到1GWh，到2028年將達(dá)到5GWh。