در پس‌زمینه اهداف جهانی «دو کربنه» و تحول سبز صنعت حمل و نقل دریایی، باتری‌های لیتیومی قدرت به سرعت از حوزه حمل و نقل زمینی به بخش کشتی‌های دریایی نفوذ می‌کنند و الگوی ذاتی کشتی‌های سنتی را که با نفت سنگین با انتشار آلاینده‌های بالا رانده می‌شوند، به طور کامل تغییر می‌دهند. از قایق‌های تفریحی رودخانه‌ای داخلی گرفته تا کشتی‌های تحقیقاتی اقیانوس‌پیما، از قایق‌های تفریحی لوکس گرفته تا قایق‌های کار بندری، باتری‌های لیتیومی قدرت به لطف مزایای اصلی خود یعنی «انتشار صفر، سر و صدای کم و راندمان انرژی بالا» به انتخاب اصلی برای ارتقای قدرت کشتی تبدیل شده‌اند. موارد معیار در این صنعت به وضوح پتانسیل کاربرد و جهت‌گیری‌های پیشرفت آن‌ها را در زمینه دریایی نشان می‌دهند.​

1. سازگاری فنی: از «خشکی» به «اقیانوس»، غلبه بر چالش‌های ویژه در سناریوهای کشتی‌های دریایی​

ویژگی خاص محیط عملیاتی کشتی‌های دریایی، الزامات سختگیرانه‌ای را برای باتری‌های لیتیومی قدرت تحمیل می‌کند، مانند «مقاومت در برابر اسپری نمک، ضد لرزش، محدوده دمایی وسیع و استقامت طولانی». در مقایسه با سناریوی روی خودرو، باتری‌های لیتیومی دریایی باید در محیطی با رطوبت بالا، خورندگی زیاد و نوسانات دینامیکی به طور پایدار کار کنند. شرکت‌های پیشرو با سفارشی‌سازی فنی، موانع فنی کاربردهای دریایی را با موفقیت پشت سر گذاشته‌اند.​

به عنوان مثال،شرکت فناوری معاصر آمپرکس (CATL)را در نظر بگیرید. سیستم باتری لیتیومی «Marine Pro» آن که به طور ویژه برای کشتی‌های دریایی توسعه یافته است، از طریق سه نوآوری فناوری اصلی با سناریوهای دریایی سازگار می‌شود. اولاً، این سیستم از طراحی «پوسته ضد خوردگی کاملاً مهر و موم شده + پوشش نانو» استفاده می‌کند که دارای سطح مقاومت در برابر اسپری نمک مطابق با استاندارد ISO 12944-5 C5-M است و امکان عملکرد پایدار در محیط دریایی بسیار خورنده را برای بیش از 5 سال فراهم می‌کند. ثانیاً، این سیستم مجهز به «BMS (سیستم مدیریت باتری) تعادل دینامیکی سه بعدی» است که می‌تواند وضعیت بسته باتری را در زمان واقعی تنظیم کند و حتی زمانی که کشتی با زاویه ±30 درجه نوسان می‌کند، راندمان شارژ و دشارژ پایدار را حفظ کند. ثالثاً، این سیستم یک «سیستم مدیریت حرارتی با محدوده دمایی وسیع» را توسعه داده است که می‌تواند به طور معمول در دماهای شدید از -20 درجه سانتی‌گراد تا 60 درجه سانتی‌گراد کار کند و کاملاً با نیازهای چند سناریویی مانند کشتی‌های تحقیقاتی قطب شمال و جنوبگان و قایق‌های کار ساحلی گرمسیری سازگار است. در حال حاضر، این سیستم در سیستم قدرت کمکی کشتی تحقیقاتی قطبی چین «Xuelong 2» اعمال شده است و استقامت کشتی را در حالت ناوبری بی‌صدا به 1500 مایل دریایی افزایش می‌دهد و در عین حال در طول عملیات به «انتشار صفر کربن» دست می‌یابد و پشتیبانی فنی را برای حفاظت از محیط زیست مناطق قطبی فراهم می‌کند.​

BYD نیز در زمینه سازگاری فنی عملکرد برجسته‌ای دارد. «نسخه دریایی باتری Blade» آن که برای قایق‌های تفریحی رودخانه‌ای داخلی توسعه یافته است، آرایش سلولی و استحکام ساختاری را بهینه می‌کند. در حالی که نیازهای کاهش وزن کشتی را برآورده می‌کند، سطح مقاومت در برابر ضربه بسته باتری را به استاندارد IEC 61076-2-106 افزایش می‌دهد. قایق‌های تفریحی دریاچه تای‌هو سوژو که به این باتری مجهز شده‌اند، نه تنها در طول سفر به «سر و صدای صفر و آلودگی صفر» دست می‌یابند، بلکه استقامت تک شارژ را به 80 کیلومتر افزایش می‌دهند. هزینه عملیاتی روزانه 60 درصد کمتر از قایق‌های سنتی دیزلی است و انتشار کربن تقریباً 120 تن در سال کاهش می‌یابد و آن را به یک پروژه نمایشی برای حمل و نقل سبز رودخانه‌ای داخلی تبدیل می‌کند.​

2. پیاده‌سازی سناریو: از «رودخانه‌های داخلی» به «اقیانوس‌پیما»، پوشش انواع کشتی‌های دریایی​

با بلوغ فناوری، کاربرد باتری‌های لیتیومی قدرت در زمینه کشتی‌های دریایی به تدریج از قایق‌های رودخانه‌ای داخلی با مسافت کوتاه به کشتی‌های باری اقیانوس‌پیما، قایق‌های کار ویژه، قایق‌های تفریحی لوکس و سایر دسته‌ها گسترش یافته است و الگوی کاربردی «پوشش کامل سناریو» را تشکیل می‌دهد. موارد همکاری بین شرکت‌های پیشرو و شرکت‌های حمل و نقل به معیارهایی برای پیاده‌سازی صنعت تبدیل شده‌اند.​

در زمینهحمل و نقل رودخانه‌ای داخلی، همکاری بینEVE Energy و گروه حمل و نقل چین یانگ تسه بسیار نماینده است. این دو طرف مشترکاً یک «کشتی فله‌بر برقی خالص 1200 تنی» را توسعه دادند که مجهز به بسته باتری فسفات آهن لیتیومی با ظرفیت بالا 280 کیلووات ساعت EVE Energy است. از طریق حالت دوگانه «شارژ سریع برق ساحلی + ذخیره‌سازی انرژی روی کشتی»، به استقامت تک شارژ 200 کیلومتر دست می‌یابد که می‌تواند نیازهای حمل و نقل با مسافت کوتاه بین بنادر در میانه و پایین‌دست رودخانه یانگ تسه را برآورده کند. از زمان راه‌اندازی یک سال پیش، این کشتی در مجموع بیش از 500000 تن بار را حمل کرده است که جایگزین تقریباً 800 تن مصرف دیزل شده و انتشار کربن را 2500 تن کاهش داده است. این امر با موفقیت امکان‌سنجی قدرت برقی خالص در کشتی‌های باری رودخانه‌ای داخلی را تأیید کرده است. در حال حاضر، گروه حمل و نقل چین یانگ تسه قصد دارد 50 کشتی از این نوع را به صورت دسته‌ای سفارش دهد.​

در زمینهکشتی‌های ویژه اقیانوس‌پیما، همکاری بینPanasonic Energy و شرکت حمل و نقل نروژی Havila Kystruten یک نقطه عطف است. این دو طرف یک «سیستم قدرت هیبریدی» برای کشتی کروز لوکس «Havila Aurora» ساختند که باتری لیتیومی 21700 پاناسونیک به عنوان واحد ذخیره‌سازی انرژی اصلی آن است که با قدرت LNG ترکیب شده است. این امر کشتی کروز را قادر می‌سازد تا در هنگام حرکت در آبدره‌های نروژ در «حالت بی‌صدای برقی خالص» کار کند. در این حالت، سر و صدای کشتی کروز به زیر 50 دسی‌بل کاهش می‌یابد که نه تنها تجربه توریستی را بهبود می‌بخشد، بلکه از آسیب انتشار دیزل به اکولوژی شکننده آبدره‌ها نیز جلوگیری می‌کند. داده‌ها نشان می‌دهد که این سیستم قدرت هیبریدی انتشار کربن کشتی کروز را در مقایسه با قدرت دیزل سنتی 40 درصد کاهش می‌دهد و انتشار گازهای گلخانه‌ای را تقریباً 12000 تن در سال کاهش می‌دهد و یک راه‌حل قابل تکرار برای ارتقای سبز کشتی‌های کروز اقیانوس‌پیما ارائه می‌دهد.​

در زمینهقایق‌های کار بندری، همکاری بینGotion High-Tech و گروه بین‌المللی بندر شانگهای نیز به نتایج قابل توجهی دست یافته است. با هدف قرار دادن ویژگی‌های عملیاتی یدک‌کش‌های بندری، مانند «فرکانس بالا، استقامت کوتاه و بار زیاد»، Gotion High-Tech یک «بسته باتری فسفات آهن لیتیومی با شارژ سریع» را سفارشی و توسعه داده است که از «شارژ تا 80 درصد ظرفیت در 1 ساعت» پشتیبانی می‌کند و کاملاً با ریتم عملیاتی یدک‌کش‌ها از «1 ساعت کار و 1 ساعت شارژ» مطابقت دارد. در حال حاضر، 20 یدک‌کش برقی خالص مجهز به این باتری در بندر یانگشان شانگهای مورد استفاده قرار گرفته‌اند. راندمان عملیاتی روزانه 20 درصد بیشتر از یدک‌کش‌های سنتی است، هزینه عملیاتی 50 درصد کاهش می‌یابد و «انتشار صفر» در عملیات بندری حاصل می‌شود و به بندر شانگهای کمک می‌کند تا «اولین بندر بدون کربن جهان» را بسازد.​

3. توسعه پایدار: از «استفاده» به «گردش»، ساخت یک سیستم چرخه عمر کامل برای باتری‌های کشتی‌های دریایی​

عمر مفید باتری‌های لیتیومی کشتی‌های دریایی معمولاً 8 تا 10 سال است. بازیافت و استفاده پلکانی از باتری‌های بازنشسته به مسائل کلیدی برای توسعه پایدار صنعت تبدیل شده است. شرکت‌های پیشرو حلقه بسته «استفاده - بازنشستگی - بازیافت» باتری‌های لیتیومی کشتی‌های دریایی را از طریق مدل «مدیریت چرخه عمر کامل» محقق کرده‌اند و توسعه سبز زمینه دریایی را ترویج می‌دهند.​

همکاری بینGEM Co., Ltd. و شرکت کشتی‌سازی چین (China State Shipbuilding Corporation) پیشگام بازیافت باتری‌های لیتیومی کشتی‌های دریایی بوده است. این دو طرف مشترکاً یک «مرکز بازیافت باتری دریایی» تأسیس کردند. با هدف قرار دادن ویژگی‌های باتری‌های لیتیومی کشتی‌های دریایی، مانند «حجم زیاد، جداسازی دشوار و هزینه‌های حمل و نقل بالا»، آن‌ها نوآورانه مدل «جداسازی در محل + پردازش متمرکز منطقه‌ای» را اتخاذ کردند: یک تیم حرفه‌ای سوار کشتی می‌شود تا جداسازی بسته باتری را تکمیل کند، آن را از طریق یک کشتی حمل و نقل اختصاصی به مرکز بازیافت منتقل می‌کند. پس از آزمایش و مرتب‌سازی، باتری‌هایی با سطح سلامت بیش از 80 درصد برای استفاده پلکانی در نیروگاه‌های ذخیره‌سازی انرژی بندری استفاده می‌شوند و باتری‌های باقیمانده برای بازیافت مواد فلزی استفاده می‌شوند. میزان بازیابی فلزاتی مانند نیکل، کبالت و لیتیوم به بیش از 99.3 درصد می‌رسد. تا پایان سال 2024، این مرکز بیش از 5000 تن باتری لیتیومی کشتی‌های دریایی بازنشسته را بازیافت کرده و 1200 تن فلز را بازیافت کرده است که معادل کاهش استخراج مواد معدنی اولیه به میزان 3000 تن است. در عین حال، این مرکز یک «گزارش ردپای کربن چرخه عمر کامل باتری‌ها» را در اختیار شرکت کشتی‌سازی چین قرار می‌دهد و به محصولات کشتی آن کمک می‌کند تا الزامات کاهش کربن سازمان بین‌المللی دریانوردی (IMO) را برآورده کنند.​

در زمینهاستفاده پلکانی، همکاری بینLG Energy Solution و اپراتور بندر هلندی APM Terminals نیز شایسته توجه است. این دو طرف باتری‌های لیتیومی دریایی بازنشسته را به یک «سیستم ذخیره‌سازی انرژی بندری» برای تنظیم قدرت جرثقیل‌های کانتینری بندری بازسازی کردند. این امر نه تنها مشکل نوسان بار شبکه برق در طول عملیات جرثقیل‌ها را حل می‌کند، بلکه ارزش باقیمانده باتری‌ها را 5 تا 8 سال افزایش می‌دهد. در حال حاضر، این سیستم در بندر روتردام مورد استفاده قرار گرفته است و سالانه حدود 2 میلیون یورو در هزینه‌های برق بندر صرفه‌جویی می‌کند و انتشار کربن را 800 تن کاهش می‌دهد و گردش منابع «باتری‌های دریایی - ذخیره‌سازی انرژی بندری» را محقق می‌کند.​

نتیجه‌گیری: باتری‌های لیتیومی قدرت، بازآفرینی آینده قدرت دریایی​

از سازگاری فنی تا پیاده‌سازی سناریو، از مدیریت چرخه عمر کامل تا ساخت اکولوژیکی سبز، باتری‌های لیتیومی قدرت با مزایای اصلی خود یعنی «انتشار صفر، سازگاری بالا و پایداری» در حال ترویج صنعت کشتی‌های دریایی از «عصر دیزل سنتی» به «عصر برقی سبز» هستند. با اجرای مقررات کاهش کربن سازمان بین‌المللی دریانوردی (IMO) 2025 و حمایت سیاست‌گذاری برای سبز شدن حمل و نقل آبی داخلی و حمل و نقل ساحلی در کشورهای مختلف، کاربرد باتری‌های لیتیومی قدرت در زمینه کشتی‌های دریایی رشد انفجاری را به همراه خواهد داشت.​

برای شرکت‌های دریایی، انتخاب فناوری باتری لیتیومی مناسب و ایجاد یک سیستم مدیریت چرخه عمر کامل، کلید استفاده از فرصت حمل و نقل سبز خواهد بود. برای متخصصان، زمینه‌هایی مانند تحقیق و توسعه فنی، کاربرد سناریو و بازیافت باتری‌های لیتیومی کشتی‌های دریایی، فرصت‌های توسعه شغلی جدیدی را فراهم خواهد کرد. نظر شما در مورد پتانسیل کاربرد باتری‌های لیتیومی قدرت در سناریوهایی مانند حمل و نقل اقیانوس‌پیما و حمل و نقل آبی داخلی چیست؟ از شما دعوت می‌شود نظرات خود را در بخش نظرات به اشتراک بگذارید!​