على خلفية أهداف "الكربون المزدوج" العالمية والتحول الأخضر لصناعة الشحن، تخترق بطاريات الليثيوم الكهربائية قطاع السفن البحرية بسرعة من مجال النقل البري، مما يغير تمامًا النمط المتأصل للسفن التقليدية التي يقودها النفط الثقيل مع انبعاثات تلوث عالية. من قوارب مشاهدة معالم الأنهار الداخلية إلى سفن البحث العلمي التي تبحر في المحيطات، ومن اليخوت الفاخرة إلى قوارب العمل في الموانئ، أصبحت بطاريات الليثيوم الكهربائية الخيار الأساسي لترقية قدرة السفن، وذلك بفضل مزاياها الأساسية المتمثلة في "الانبعاثات الصفرية، وانخفاض مستوى الضجيج، وكفاءة الطاقة العالية". تُظهر الحالات القياسية في الصناعة بوضوح إمكانات تطبيقها واتجاهاتها المتقدمة في المجال البحري.​

1. التكيف الفني: من "الأرض" إلى "المحيط"، التغلب على التحديات الخاصة في سيناريوهات السفن البحرية​

تفرض خصوصية بيئة تشغيل السفن البحرية متطلبات صارمة على بطاريات الليثيوم الكهربائية، مثل "مقاومة رذاذ الملح، ومقاومة الاهتزاز، ونطاق درجة الحرارة الواسع، والتحمل الطويل". بالمقارنة مع سيناريو السيارة، تحتاج بطاريات الليثيوم البحرية إلى العمل بثبات في بيئة عالية الرطوبة، شديدة التآكل، ومتأرجحة ديناميكيًا. لقد نجحت الشركات الرائدة في اختراق الحواجز التقنية للتطبيقات البحرية من خلال التخصيص الفني.​

يأخذشركة Amperex Technology المعاصرة المحدودة (CATL)كمثال. ويتكيف نظام بطارية الليثيوم "Marine Pro"، الذي تم تطويره خصيصًا للسفن البحرية، مع السيناريوهات البحرية من خلال ثلاثة ابتكارات تكنولوجية أساسية. أولاً، إنها تعتمد تصميمًا "مغلقًا بالكامل مضاد للتآكل + طلاء نانو"، مع مستوى مقاومة لرذاذ الملح يتوافق مع معيار ISO 12944-5 C5-M، مما يتيح التشغيل المستقر في البيئة البحرية شديدة التآكل لأكثر من 5 سنوات. ثانيًا، إنها مجهزة بـ "نظام إدارة البطارية (BMS) للتوازن الديناميكي ثلاثي الأبعاد" الذي يمكنه ضبط وضع حزمة البطارية في الوقت الفعلي، والحفاظ على كفاءة الشحن والتفريغ المستقرة حتى عندما تتأرجح السفينة بزاوية ±30 درجة. ثالثًا، طورت "نظام إدارة حرارية واسع النطاق" يمكنه العمل بشكل طبيعي في درجات حرارة قصوى تتراوح من -20 درجة مئوية إلى 60 درجة مئوية، ويتكيف بشكل مثالي مع الاحتياجات متعددة السيناريوهات مثل سفن البحث العلمي في القطب الشمالي والقطب الجنوبي وزوارق العمل البحرية الاستوائية. وفي الوقت الحالي، تم تطبيق هذا النظام على نظام الطاقة المساعد لسفينة الأبحاث القطبية الصينية "Xuelong 2"، مما يزيد من قدرة السفينة على التحمل إلى 1500 ميل بحري في وضع الملاحة الصامت مع تحقيق "انبعاثات كربونية صفر" أثناء العمليات، وتوفير الدعم الفني للحماية البيئية للمناطق القطبية.​

بي واي دييؤدي أيضًا أداءً بارزًا في مجال التكيف الفني. تعمل "Blade Battery Marine Version"، التي تم تطويرها لقوارب مشاهدة المعالم السياحية في الأنهار الداخلية، على تحسين ترتيب الخلايا والقوة الهيكلية. مع تلبية احتياجات خفض الوزن للسفينة، فإنها تزيد من مستوى مقاومة الصدمات لحزمة البطارية وفقًا لمعيار IEC 61076-2-106. لا تحقق قوارب مشاهدة المعالم السياحية في بحيرة سوتشو تايهو المجهزة بهذه البطارية "صفر ضوضاء وتلوث" طوال الرحلة فحسب، بل تزيد أيضًا من القدرة على التحمل بشحنة واحدة إلى 80 كيلومترًا. تكلفة التشغيل اليومية أقل بنسبة 60% من تكلفة القوارب التقليدية التي تعمل بالديزل، كما يتم تقليل انبعاثات الكربون بحوالي 120 طنًا سنويًا، مما يجعله مشروعًا تجريبيًا للشحن النهري الداخلي الأخضر.​

2. تنفيذ السيناريو: من "الأنهار الداخلية" إلى "العابرة للمحيطات"، ليشمل كافة أنواع السفن البحرية​

مع نضج التكنولوجيا، توسع تطبيق بطاريات الليثيوم الكهربائية في مجال السفن البحرية تدريجيًا من القوارب النهرية الداخلية للمسافات القصيرة إلى سفن الشحن العابرة للمحيطات، وزوارق العمل الخاصة، واليخوت الفاخرة، والفئات الأخرى، مما يشكل نمط تطبيق "تغطية السيناريو الكامل". أصبحت حالات التعاون بين الشركات الرائدة وشركات الشحن معايير لتنفيذ الصناعة.​

في مجالالشحن النهري الداخلي، التعاون بينعشية الطاقةومجموعة الشحن الصينية اليانغتسى ممثلة للغاية. وقام الطرفان بشكل مشترك بتطوير "ناقلة سوائب كهربائية نقية بوزن 1200 طن"، ومجهزة ببطارية ليثيوم فوسفات الحديد ذات السعة الكبيرة البالغة 280 كيلووات في الساعة من شركة EVE Energy. من خلال الوضع المزدوج "الشحن السريع للطاقة الشاطئية + تخزين الطاقة على متن السفينة"، تحقق قدرة تحمل شحنة واحدة تصل إلى 200 كيلومتر، والتي يمكن أن تلبي احتياجات النقل لمسافات قصيرة بين الموانئ في المجرى الأوسط والسفلي لنهر اليانغتسى. منذ تشغيلها قبل عام واحد، نقلت السفينة ما يزيد عن 500 ألف طن من البضائع، لتحل محل ما يقرب من 800 طن من استهلاك الديزل وخفض انبعاثات الكربون بمقدار 2500 طن. لقد نجحت في التحقق من جدوى الطاقة الكهربائية النقية في سفن الشحن النهرية الداخلية. وتخطط مجموعة الشحن الصينية يانغتسى حاليًا لطلب 50 سفينة من هذا النوع على دفعات.​

في مجالالسفن الخاصة العابرة للمحيطات، التعاون بينباناسونيك للطاقةوتعد شركة الشحن النرويجية Havila Kystruten علامة فارقة. وقام الطرفان ببناء "نظام طاقة هجين" للسفينة السياحية الفاخرة "هافيلا أورورا"، مع بطارية ليثيوم من باناسونيك تبلغ 21700 كوحدة تخزين الطاقة الأساسية، إلى جانب طاقة الغاز الطبيعي المسال. يتيح ذلك للسفينة السياحية العمل في "الوضع الكهربائي الصامت النقي" عند الإبحار في المضايق النرويجية. في هذا الوضع، يتم تقليل ضجيج السفينة السياحية إلى أقل من 50 ديسيبل، الأمر الذي لا يحسن تجربة السائح فحسب، بل يتجنب أيضًا الضرر الذي تسببه انبعاثات الديزل للبيئة الهشة للمضايق. تشير البيانات إلى أن نظام الطاقة الهجين هذا يقلل من انبعاثات الكربون للسفن السياحية بنسبة 40٪ مقارنة بطاقة الديزل التقليدية، مما يقلل من انبعاثات الغازات الدفيئة بحوالي 12000 طن سنويًا، ويوفر حلاً قابلاً للتكرار للترقية الخضراء لسفن الرحلات البحرية العابرة للمحيطات.​

في مجالزوارق العمل في الميناء، التعاون بينجوتيون للتكنولوجيا الفائقةكما حققت مجموعة شنغهاي الدولية للموانئ نتائج ملحوظة. بهدف تحقيق الخصائص التشغيلية لقوارب القطر في الميناء، مثل "التردد العالي، والقدرة على التحمل القصير، والحمل العالي"، قامت شركة Gotion High-Tech بتخصيص وتطوير "بطارية ليثيوم فوسفات الحديد سريعة الشحن" التي تدعم "الشحن حتى 80٪ من السعة في ساعة واحدة"، مما يتوافق تمامًا مع إيقاع تشغيل زوارق القطر "ساعة واحدة من التشغيل وساعة واحدة من الشحن". حاليًا، تم وضع 20 قارب قطر كهربائيًا مجهزًا بهذه البطارية قيد الاستخدام في ميناء Shanghai Yangshan. كفاءة التشغيل اليومية أعلى بنسبة 20٪ من كفاءة زوارق القطر التقليدية، ويتم تقليل تكلفة التشغيل بنسبة 50٪، ويتم تحقيق "انبعاثات صفرية" في عمليات الموانئ، مما يساعد ميناء شانغهاي على بناء "أول ميناء خالٍ من الكربون في العالم".​

3. التنمية المستدامة: من "الاستخدام" إلى "التداول"، بناء نظام دورة حياة كاملة لبطاريات السفن البحرية​

عمر خدمة بطاريات الليثيوم للسفن البحرية عادة ما يكون 8-10 سنوات. أصبحت إعادة التدوير والاستخدام المستدام للبطاريات المتقاعدة من القضايا الرئيسية للتنمية المستدامة لهذه الصناعة. أدركت الشركات الرائدة الحلقة المغلقة من "الاستخدام - التقاعد - إعادة التدوير" لبطاريات الليثيوم للسفن البحرية من خلال نموذج "إدارة دورة الحياة الكاملة"، مما يعزز التنمية الخضراء للمجال البحري.​

التعاون بينشركة جيم المحدودةوكانت شركة بناء السفن الحكومية الصينية رائدة في إعادة تدوير بطاريات الليثيوم للسفن البحرية. أنشأ الطرفان بشكل مشترك "مركز إعادة تدوير البطاريات البحرية". بهدف الاستفادة من خصائص بطاريات الليثيوم الخاصة بالسفن البحرية، مثل "الحجم الكبير، وصعوبة التفكيك، وارتفاع تكاليف النقل"، اعتمدوا بشكل مبتكر نموذج "التفكيك في الموقع + المعالجة المركزية الإقليمية": فريق محترف يصعد على متن السفينة لإكمال تفكيك حزمة البطارية، وينقلها إلى مركز إعادة التدوير عبر سفينة نقل مخصصة. وبعد الاختبار والفرز، يتم استخدام البطاريات ذات المستوى الصحي الذي يزيد عن 80% للاستفادة منها في محطات توليد الطاقة وتخزين الطاقة في الموانئ، وتستخدم البطاريات المتبقية لإعادة تدوير المواد المعدنية. تصل نسبة استخلاص المعادن مثل النيكل والكوبالت والليثيوم إلى أكثر من 99.3%. وبحلول نهاية عام 2024، كان المركز قد قام بإعادة تدوير أكثر من 5000 طن من بطاريات الليثيوم للسفن البحرية المتقاعدة، كما أعاد تدوير 1200 طن من المعادن، وهو ما يعادل تقليل تعدين المعادن الأولية بمقدار 3000 طن. وفي الوقت نفسه، تزود الشركة الصينية لبناء السفن بـ "تقرير البصمة الكربونية لدورة الحياة الكاملة للبطاريات"، مما يساعد منتجات السفن الخاصة بها على تلبية متطلبات خفض الكربون للمنظمة البحرية الدولية (IMO).​

في مجالاستخدام الصف، التعاون بينحلول الطاقة من إل جيكما أن مشغل الموانئ الهولندي APM Terminals يستحق الاهتمام أيضًا. أعاد الطرفان تنظيم بطاريات الليثيوم البحرية المتقاعدة إلى "نظام تخزين طاقة الميناء" لتنظيم الطاقة لرافعات حاويات الميناء. وهذا لا يحل مشكلة تقلب أحمال شبكة الطاقة أثناء تشغيل الرافعات فحسب، بل يزيد أيضًا من القيمة المتبقية للبطاريات بمقدار 5-8 سنوات. حاليًا، تم وضع هذا النظام موضع الاستخدام في ميناء روتردام، مما يوفر للميناء ما يقرب من 2 مليون يورو من تكاليف الكهرباء سنويًا ويقلل من انبعاثات الكربون بمقدار 800 طن، مما يحقق تداول موارد "البطاريات البحرية - تخزين طاقة الميناء".​

الخلاصة: بطاريات الليثيوم، إعادة تشكيل مستقبل الطاقة البحرية​

من التكيف الفني إلى تنفيذ السيناريو، ومن إدارة دورة الحياة الكاملة إلى البناء البيئي الأخضر، تعمل بطاريات الليثيوم الكهربائية على تعزيز صناعة السفن البحرية من "عصر الديزل التقليدي" إلى "عصر الكهرباء الخضراء" بمزاياها الأساسية المتمثلة في "الانبعاثات الصفرية والقدرة العالية على التكيف والاستدامة". مع تنفيذ لوائح الحد من الكربون الصادرة عن المنظمة البحرية الدولية (IMO) لعام 2025 ودعم السياسات لتخضير النقل المائي الداخلي والشحن الساحلي في مختلف البلدان، فإن تطبيق بطاريات الليثيوم الكهربائية في مجال السفن البحرية سوف يؤدي إلى نمو هائل.​

بالنسبة للمؤسسات البحرية، سيكون اختيار تكنولوجيا بطاريات الليثيوم المناسبة ووضع نظام إدارة كامل لدورة الحياة هو المفتاح لاغتنام فرصة الشحن الأخضر. بالنسبة للممارسين، فإن مجالات مثل البحث والتطوير الفني، وتطبيق السيناريو، وإعادة تدوير بطاريات الليثيوم للسفن البحرية ستوفر فرصًا جديدة للتطوير الوظيفي. ما رأيك في إمكانية تطبيق بطاريات الليثيوم في سيناريوهات مثل الشحن عبر المحيطات والنقل بالمياه الداخلية؟ مرحبًا بكم في مشاركة آرائكم في قسم التعليقات!​