政策+需求催化，内河船舶电动化有望加速
来源 信达 思瀚    2024-09-21

1、电动船舶经济性逐步体现，设备更新政策驱动

内河船舶电动化中国电动船舶发展迅速。EVTank 统计数据显示，截止到 2023 年年底，中国电动船舶保有量数量已经超过700艘，当年新增船舶数量已经超过200艘，带动船舶用锂电池出货量达到0.61GWh，同比增长 80%以上，电动船舶成为锂电池下游应用领域增速较快的行业之一。

老旧船舶更新，电动船舶渗透率有望加速提升。2024 年 7 月，国家发改委出台《关于加力支持大规模设备更新和消费品以旧换新的若干措施》，有望加速内河、沿海船舶设备更新，同时对新能源船舶补贴增多。以杭州为例，2024 年杭州需完成 78 艘船龄在 15-30 年的内河老旧营运货船淘汰工作，该数量相比 2023 年增加了近一倍，内河+沿海船舶更新大势所趋，在此过程中，电动船舶渗透率有望加速。

岸电覆盖率和使用率提升，内河电动船舶渗透率有望提速。参考港口圈数据，截至 2022 年，中国共有7个沿海港口和 21个内河港口五类专业化泊位 3岸电覆盖率达到100%。在沿海港口，可获得数据的 21个港口专业化泊位岸电覆盖率平均达到 84%，其中天津港、湛江港、大连港的岸电覆盖率提升较快，较 2021 年分别提升 50%、41%和 27%。我们认为未来随着岸电的覆盖率提升和使用情况的提升，电动船舶补能效率有提升，有望带动船舶电动化进程。

续航和载重持续提升，电动船舶经济性逐步体现。从 2020 年投运的长江流域首艘千吨级纯电动货船“中天电运 001”，到 2024 年投运的万吨级“中远海运绿水 01”，续航里程由 50 公里到超过 380 公里，电动船舶载重和续航持续提升。

我们认为电动船舶逐步展现经济性，在客运、中小货运场景下运营成本相比燃油船舶有所节约，考虑到船舶电池相比汽车电池依然有较大下降空间，未来随着电动船舶成本下降和换电设施逐步成熟，电动船舶渗透率有望逐步提升。

1）在拖船领域，参考港口圈微信公众号，“云港电拖一号”的马力为 4000HP，每小时能源成本约为 260 元，单艘次能源成本约为 330 元。相较而言，5200HP 的燃油拖轮每小时的能源成本则高达 880 元，单艘次成本超 1000 元。“云港电拖一号”每作业艘次费用为 2600HP 拖轮的 59%，为 5200HP 拖轮的 28%。

2）货船方面，参考安徽省首艘 3000 吨级“油改电”货船情况，运营成本可以降为原先三分之一。

我们测算国内内河电动船舶 2030 年市场超过 500 亿。

1) 我们假设随着船舶带电量增加，内河船舶保有量每年略微减少。

2) 参考沿海省际货运船舶数据，新船舶更新约为 9%，老旧船舶占比 25%，在设备更新和以旧换新政策下，我们假定未来以旧换新政策能带动一定比例的老旧船舶更新。

3) 我们假设电动船舶渗透率逐步提升，船舶带电量和功率逐步提升。

4) 假设电动船舶随着向中大型船舶渗透，价值量逐步提升。

2、电动船舶产业链

电动船舶的趋势下，核心动力系统、充换电基础设施等有望快速发展。与传统燃油船舶相比，电动船舶在船体结构上差别不大，核心区别是在能源与动力系统方面。由于能源动力系统方面的差异，电动船舶增加了一些新的零部件，例如相应的电子控制系统、充/换电设施等。

从成本角度来看，三电系统成本占比较大。船舶定制化特点明显，不同船型、运营场景下其成本构成差异较大。以小型电动游览船为例，如果采用中等容量的锂离子电池组和普通的钢结构船体，整船建造成本在数十万到百万元级别，其中电池组成本占比最大，约占整船成本的30%-40%，船体结构与材料占比为 20-30%，电气系统占比为 10-15%，内饰与设备占比 10-15%，研发、人工、检测等占比 10-20%。

动力系统是电动船舶的核心之一，可以分为能源系统和推进系统。随着新能源动力的发展，在电力推进船舶中，电力系统逐渐由交流向直流电力系统发展，直流组网技术逐渐成为新能源船舶动力系统发展趋势。在动力系统中，能源系统是负责能量的产生、转换及流动载体，其不仅为动力系统提供动力源，也负责为船艇内各大用能子系统提供能量；推进系统是能源系统承接动力系统的通道，是船艇动力系统的“骨架”，可通过控制系统精准、稳定、高效地输出动力。

锂电池是电动船舶常用动力源，国内主要采用磷酸铁锂电池。参考张小玉《船用新能源动力技术现状与展望》，常见的锂电池类型有三元锂电、锰酸锂电、磷酸铁锂和钴酸锂 4 种，其中磷酸铁锂的能量密度高，循环寿命长，安全性好，被广泛应用于船舶和汽车行业。

虽然国外有些船舶允许用三元锂电，但中国船级社（China Classification Society, CCS）现阶段暂时仅允许磷酸铁锂上船。从企业来看，宁德时代和亿纬锂能在电动船舶布局较深：1）截至 2023 年底，全球已有 500 多艘搭载宁德时代电池的新能源船舶投入应用。

其中包括我国自主设计建造的首艘海上危险品应急指挥船“深海 01”号，我国首艘油电混合、豪华双体游船“大湾区一号”，全球电量最大的纯电动绿色商用船舶“长江三峡 1”号等都采用了宁德时代研制的动力电池系统。

同时，宁德时代于 2024 年 3 月获得 CCS 首次颁发的《产品检验和试验机构认可证书》，有望进一步加速船舶电动化；2）2016 年，亿纬锂能的船用动力电池已获得了中国船级社 CCS 认证，并于 2019 年获得德国莱茵防爆认证。

亿纬锂能从电芯到电池包到电池系统的船舶动力产品覆盖了从游船、观光船、渡轮、货船、集装箱船、海上养殖平台到大型远洋混动船的绝大部分应用场景。截止2023 年 12 月，亿纬锂能全球累计装船量超 1000 艘，全国有超过 50%的电动船舶配套亿纬的电池解决方案，累计出货规模超过200MWh，亿纬锂能的船用电池系统已经过市场的良好应用验证。

全电推进系统分为推进电机、逆变器和推进器，推进系统可以采用交流组网技术和直流组网技术。随着船舶电动化的推进，中小功率的高性能船舶的推进系统开始从传统的柴油机直接推进向全电力推进，全电力推进的主要优势在于驱动性能好、噪声低、布置简单。参考武治江等《船用直流组网系统的特点和实际案例分析》，直流组网比交流组网增加了 2 个逆变电源数量，但是减少了主配电板、推进变压器，而且电缆布置较为简单，总体来说直流组网系统方案的初期投资成本有所降低。

在性能方面，直流组网体积减少、设备效率提升、噪声降低，同时由于直流组网系统采用的是直流电制，因此系统兼容性更高，储能设备、新能源及岸电电源等只需要通过集成在直流母线变频控制配电系统中的 DC/DC 斩波器便可接入直流母线，接口和控制简便。

海外企业在电动推进技术上占据主导，国内企业加速布局。在全球市场范围内，主导舰船综合电力推进系统的主要企业包括来自瑞士的 ABB集团、英国的劳斯莱斯公司、德国的肖特尔公司、芬兰的瓦锡兰集团和斯迪舶公司，以及挪威的斯卡纳伏尔达公司，日本方面则有川崎重工和中岛电机等知名企业。

这些公司在电推技术领域凭借先进的技术研发能力和产品性能表现，在全球市场竞争中占据了显著地位，尤其是 ABB、劳斯莱斯和肖特尔三家企业在电力推进市场上凭借领先的技术实力而处于领先地位。近年来，以赛思亿、时代电气等为代表的国内企业加速布局直流组网技术，国内企业在电动船舶推进技术渗透率有望逐步提升。

根据中国船检，船舶岸电系统可以分为两块，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，包括船载装置和岸基装置。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。业界低压岸电主要采用的电压等级为 380V/50Hz 或 440V/60Hz，高压岸电采用的电压等级为 6KV/50Hz 或 6.6KV/60Hz 或 11KV/60Hz。岸电系统工作原理相对简单，是将岸上供电系统(即岸基装置)通过船岸交互部分将电力送至船舶受电系统(即船载装置)。

1） 岸上供电系统是将电网电源经过变压器、变流器及隔离变压器转换成靠港船舶所需要的电压及频率等级的电源，并最终送至码头接线箱处(下图表30所示)。值得一提的是岸基装置中的变流器以功率器件变频技术为基础开发的产品，是岸上供电系统中核心设备。

2） 船舶受电系统是船舶配电系统的一部分。拥有岸电系统的船舶一般在入级证书上会有 AMPS标志。其主要由电缆绞车、船载变压器和电气管理系统组成。其中电气管理系统要具备电压指示、极性或相序(三相交流)检测、应急切断、安全联锁、负载转移、短路保护、逆功率保护等功能。

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