影响智能船舶行业区域市场分布的因素
近年来,随着我国对于海洋环境的关注以及国内对于环保问题的不断重视,船舶污染成为我国深海战略需要解决的重大课题之一,这使得我国对于智能船舶的需求快速增加,同时改革开放以来,我国城镇化水平不断提高,居民收入水平逐年上升,消费观念不断升级,消费意识逐步增强,内河运输需求不断增长,也促进了各类智能船舶需求快速增长,我国智能船舶市场发展迅猛,市场规模快速扩大。智能船舶产业市场表现亮眼,得益于宏观消费环境、产业内部结构升级、新兴市场爆发等多方面积极因素的集中释放。
1、产业集聚因素
船舶产业集群是指与船舶产业活动相关的企业和机构在特定地理位置的集合,包括船舶制造企业、船舶配套企业、船用设备零部件制造企业和船舶服务性企业,同时还包括提供技术支持的具有船舶专业大学和船研所,以及促进行业联系和互动的船舶行业协会等非政府机构。在日本,船舶制造业围绕着川崎重工、三菱重工等几大造船集团聚集在横须贺、长崎等区域;在韩国,船舶制造业围绕着现代重工、大宇重工等几大造船集团聚集在釜山等区域,形成世界著名的船舶制造产业集群。
中国造船产业主要集中在长江三角洲地区、环渤海地区(含胶东半岛)和珠江三角洲地区,也是中国三个大型现代化造船基地。以三大基地为依托,大力推进船舶工业集群化发展,已成为未来中国船舶工业实现做大做强目标、不断提升国际竞争力的必由之路。
2、内河流域分布因素
根据观研报告网发布的《中国智能船舶行业发展深度分析与投资前景预测报告(2023-2030年)》显示,智能船舶目前主要应用于民用领域,侧重在内湖、内河以及近海港口。中国内河港口则包括长江水系内河港口、珠江水系内河港口等。目前内河港口比较成熟的是长三角地区的长江水系沿线港口,珠三角地区的珠江,西江水系沿线港口。
“十三五”以来,我国内河水运基础设施补短板的力度不断加大,基础建成了以长江干线、西江航运干线、京杭运河、长三角和珠三角高等级航道网为主体、干支衔接、通江达海的内河航道体系。
中国智能船舶行业区域市场分布
对于智能船舶行业而言,华东、华南和华北地区由于靠近海岸线,是智能船舶行业最主要的区域市场,此外西南、华中地区由于背靠长江中上游,也是内河航运的代表,智能船舶市场占比也不是很低。
2022年我国智能船舶行业区域市场规模分布华东地区占比38.10%,华中占比9.76%,华南占比18.71%,华北地区占比16.25%,东北地区占比6.41%,西南地区占比8.83%,西北地区占比1.94%。
资料来源:观研天下数据中心整理
华东地区智能船舶行业市场现状
2021年上海组合港管委会办公室联合属地港航机构,委托东海航海保障中心、中交上海航道院与国家地理信息公共服务平台合作研发《长三角生态绿色一体化发展示范区航道图》及电子航道图。该《航道图》将上海青浦、浙江嘉兴、江苏吴江的内河航道、高速公路、铁路等多种运输模式地理信息按照统一标准融合,围绕示范区内河航道现状及航海保障支持服务,用直观的地图语言为广大用户提供了航道等级、导助航设施、水上交通安全监管、限制性信息等相关内容,宏观展现了示范区航道现状以及港航管理单位的服务内容,实现了长三角生态绿色一体化发展示范区的内河航道一张图,覆盖面积约2300平方公里。
江苏省濒江临海,海江河湖兼备,长江和京杭运河两条国家水运主通道穿境而过,水运发展的资源条件得天独厚,内河航道总里程、等级航道里程、港口货物吞吐量、万吨级以上泊位数、亿吨大港数等多项指标名列全国前茅,是全国水运大省。
近年,国网江苏电力先后推动华东地区首艘电动商用旅游船“山水绿源号”、千吨级纯电动货船“中天电运1号”、太湖流域首艘电动作业船“太湖电动1号”、首艘纯电拖轮“云港电拖1号”等各类型电动船舶下水航行,年用电量超过70万千瓦时,每年减少燃油消耗154吨,减排二氧化碳698吨。
围绕长江经济带“生态优先、绿色发展”的定位,中远海运发展牵头协调产业链企业及相关单位,开展了长江干线电动集装箱船标准化研究,努力打造绿色零碳智能航运示范,助力长江水运转型发展,为我国内河沿海航运绿色发展以及船型标准化工作积累经验,为国家“碳达峰、碳中和”战略贡献力量。
长江干线电动集装箱船项目选择700TEU级集装箱船作为首批绿色零碳智能电动化试点船型,船舶采用船电分离模式设计,配载换电模式船用集装箱式动力电池作为动力源。首航航线为武汉至上海,采用换电模式沿途加挂港口换电,实现全程纯电航行。在船舶电动化的基础上,该船型还将应用智能运维、智能辅助驾驶、可视化航道预警等智能化技术,进一步增强船舶安全驾驶能力。700TEU级集装箱船建造完成后,将租赁给中远海运集运所属泛亚航运经营。
华中地区智能船舶行业市场现状
根据《工业和信息化部等五部门关于加快邮轮游艇装备及产业发展的实施意见》《湖北省绿色智能船舶产业发展试点示范实施方案(2022-2025年)》等相关文件精神,未来湖北省从以下六个方面开展工作:一是2022年度内推动10艘绿色智能船舶实现“湖北造”;二是加快宜昌枝江、黄冈武穴两个绿色智能船舶制造产业园建设步伐;三是着力对“公务船、内河游船、运输船”三大主力示范船型抓突破;四是围绕长江干流湖北段、汉江航道、两坝一峡及清江水域、丹江口库区四大区域抓示范;五是争取专项资金五千万、专项基金五亿元抓支撑;六是在绿色智能船舶产业“研发、设计、制造、配套、市场、服务”六位一体抓统筹。
华南地区智能船舶行业市场现状
广东省人民政府办公厅印发《广东省提升内河航运能力和推动内河航运绿色发展总体分工方案》(以下简称《总体分工方案》) ,《广东省内河航运能力提升实施方案》(以下简称《能力提升实施方案》)和《广东省内河航运绿色发展示范工程实施方案》(以下简称《绿色发展实施方案》),提出到2025年,内河高等级航道总里程达1445公里,内河港口通过能力达3.6亿吨/年,形成干支衔接、江海联通的内河航道网络,构建集约高效、功能协同的内河港口体系。
2022年5月18日,由中国船级社(CCS)广州分社执行建造检验的智能型无人系统母船下水仪式在中船黄埔文冲船舶有限公司长洲厂区举行。
该船总长88.0米,型宽14.0米,型深6.1米,设计吃水3.7米,总吨约2539,经济航速13节,入CCS船级。该船船东为南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海),是CCS首艘满足智能船舶规范、具有远程遥控和开阔水域自主航行功能的科考船,建成后将成为我国开展海洋科考、拓展海洋科学、助力海洋经济发展的又一利器。
该船下水后将聚焦核心设备、智能系统、无人系统的安装调试。未来,该船的投入使用将对改变传统海洋观测模式,提升海洋观测效率和水平具有重要意义,也将有助于海洋高端科技人才培养和进一步提升海洋科技创新能力,助力国家海洋强国战略和粤港澳大湾区社会经济发展。
智能无人母船特点:
(1)电力推进系统
该船采用柴油发电机组-直流母排电力推进系统,配有2台1710千瓦发电机组,1台1140千瓦发电机组,2台1950千瓦全回转吊舱推进器和1套600千瓦时的应急动力蓄电池组。能量管理系统根据供电需求,控制和监视发电机、柴油机以及动力蓄电池的充放电控制,保证电力系统的稳定性和供电的安全性。动力蓄电池能量储能系统可根据负载的变化实现削峰填谷的作用。
(2)动力定位系统
该船动力定位控制系统用于控制船舶位置和艏向,含Ⅰ型动力定位控制系统(SMERI-DP1)和独立的联合操纵杆系统(SMERI-IJS),可实现手动控制船舶位置或艏向、自动控制船舶位置或艏向、低速循迹等功能,满足 CCS《钢质海船入级规范》中 DP-1 的要求。
(3)智能船舶
该船船智能系统按照CCS《智能船舶规范》(2020) 中智能船附加标志 i-Ship(No,R1,M,I)的要求,基于统一设计的智能集成平台,可实现开阔水域自主航行、有人监视下的远程遥控、重要机舱设备的状态监测与健康评估、辅助决策等功能。
该船智能系统作为无人系统母船平台、自主决策能力的“大脑”,在通导系统支持下,智能系统完成自主航行与控制决策,经自动化系统控制动力、电力设备,可实现船舶的自主航行和远程控制。
该船在机舱自动化系统基础上,增设感知设备,并自主感知机舱设备状态,进行评估诊断,实现智能机舱功能;智能系统提供一体化的集成平台, 除为本系统内智能应用提供计算资源、存储资源、交换资源、安全资源、通信资源等公共服务外,还可以集成接入调查作业系统、信息化系统等外部系统,共享集成平台公共服务资源。
华北地区智能船舶行业市场现状
2020年7月3日国家交通运输部印发《关于河北雄安新区开展智能出行城市等交通强国建设试点工作的意见》,在工作任务指出,智慧高速公路建设运营试点方面要探索电动汽车无线充电,打造适应自动驾驶、车联网技术的智慧高速公路;在绿色交通发展试点方面要全面推广新能源和清洁能源运输装备,除新增注册特殊车辆外全部采用新能源车辆,既有车辆逐步更换为新能源车辆。科学合理规划建设加气站和充电设施,打造全国绿色船舶示范区。在白洋淀建成绿色船舶示范区,全面完成船舶清洁化改造和利用,出台电动船舶发展的“雄安标准”。
2020年海河游船“人民号”新能源船开启首航,标志着天津市内河水上旅游运输业进入了绿色清洁能源的全新时代。国网天津市电力公司从供电保障、清洁能源服务方面着手,全力服务海河游船清洁能源改造。
国网天津电力表示,将主动配合海河游船公司,继续推动现有燃油船只向电动船舶升级改造相关工作,在满足码头基础用电同时,持续探索绿色智慧码头建设方案,在海河两岸打造智慧能源示范。
2021年,天津港集团所属的“津港轮31”“津港轮32”两艘拖轮,日前获颁签注有“智能船舶”(智能机舱、智能能效、智能集成平台)附加标志和“船舶网络安全”附加标志的中国船级社船舶入级证书。标志着天津港集团拥有了全国首批按照中国船级社《智能船舶规范》建造并取得认可的全回转拖轮。
拖轮是协助大型船舶靠离泊、进出港,兼顾拖带、破冰等工作的大马力船舶,是港口生产不可或缺的重要一环。此次全国首例港作拖轮行业“智能船舶”权威认证,是天津港建设世界一流智慧港口取得的又一突破性成果。智能拖轮在设计与施工中,共进行了47项安全改进,涵盖多种专利技术。大到智能避碰系统,通过近距离激光探测对驾驶员盲区的障碍物进行预警,小到连一个舱室电源插座都带有温度监测与自动保护,监测及自动控制都无不展现着智能拖轮的本质安全理念。
全船的9961个传感器、监测点就像拖轮的一个“运动手环”,能够对主要机电设备进行数据采集与分析,数据涵盖船舶“姿态”、设备管理、作业能耗和水域环境等多个方面,从而实时掌握设备运转的“安全健康”状况,为设备故障提供风险预警、趋势分析、能效分析、健康评估等功能。同时,数据通过网络传输至船舶管理人员的远程客户端及手机app,做到了船舶运行信息一目了然、尽在掌握。
智能拖轮首次创新运用电子围栏功能,只要它开进作业区,就能实现自动识别作业分区,自动统计作业时间、输出功率与作业燃油消耗。通过系统分析,实现科学的船舶能效管理,并根据天津港不同类型大船、不同季节和海况条件下的作业时间、燃油消耗、输出功率以及CO2换算指数,得出船舶运营能效指数(EEOI),为拖轮CO2排放性能建立标准,为天津港节能与环保管理提供数据支持。
拖轮的智能集成平台通过对全船各系统的采集数据进行集成运用,为操作人员提供综合性的故障分析、预报预警和辅助决策,如同“AI管家”融入船舶运营管理之中,做到“有求必应、有问必答”。平台可将数据实时回传至公司管理部门,利用云技术实现远程的数据管理与存储,打破了传统拖轮各系统之间有限互通的障碍,实现对船舶的监控与管理智能化,对岸上实现数据交互。
通过6年的不懈努力,天津港智能拖轮项目历经建造、系统安装、数据积累、系统完善、实船检验等多个重要阶段,最终成功取得全国首个拖轮智能船舶附加标志及网络安全附加标志,其自动化和智能化程度代表了我国港作拖轮行业的最高水平,在船舶运营和管理等方面具有颠覆性创新,对拖轮智能化未来发展具有行业引领作用。
东北地区智能船舶行业市场现状
辽河作为全国七大江河之一,曾经是东北地区运输的大动脉。但是,自建国以来辽河航道从未投入资金加以维护,而该区域陆路运输逐步发展。同时,在20世纪50~60年代辽河内建拦河坝,辽河径流不断减少,使辽河航道的通航条件不断恶化,目前仅维持大辽河口航道正常通航,其余航道基本断航。虽然近年来相关部门多次组织研究论证,但恢复全线通航的难度仍然。东北地区当前航运仍然集中在辽宁省的渤海沿海区域。
2022年3月,辽宁省科技厅发布辽宁省首批“揭榜挂帅”科技项目榜单,大连中远海运重工“极地多用途智能运输船研制”项目成功入选。
大连中远海运重工“极地多用途智能运输船研制”项目以构建极地水域安全化、常态化、环保化运输为主要目标,全面提升极地船型关键技术设计能力,通过极地多用途智能运输船舶的实船建造和示范应用,形成基于极地航运经济性分析的船型联动研发设计建造能力。
此项目揭榜单位将完成极地多用途船结构轻量化设计、考虑甲板积冰极地多用途船稳性分析、冰水混合场中极地多用途船运动载荷分析预报、浮冰载荷下结构承载能力及累积损伤特性研究等成果。
辽宁省“揭榜挂帅”科技攻关项目,旨在促进产业链、创新链、人才链深度融合,加快突破制约辽宁省重点产业发展的前沿引领技术和关键共性技术,进一步强化经济高质量发展的技术支撑。
西南地区智能船舶行业市场现状
平陆运河是融入共建“一带一路”、西部陆海新通道、交通强国等国家战略的重大牵引工程,将为广西及西南地区、中南部分地区开辟距离最短、更经济、更便捷的出海水运新通道,对广西及西部经济社会发展和开发开放具有重要意义。
平陆运河以发展航运为主,兼顾供水、灌溉、防洪、改善水生态环境等。该运河始于南宁横州市西津库区平塘江口,经钦州灵山县陆屋镇沿钦江进入北部湾,全长约140公里,其中分水岭越岭段开挖约6.5公里,其余利用现有河道建设。项目按内河I级航道(3000吨级船舶)标准建设,在通航建筑物建设中合理预留发展空间。项目静态总投资约680亿元。
平陆运河是连通西江航运干线与北部湾国际枢纽海港,将以最短距离打通西江干流入海通道,通过左江、右江、黔江、红水河、柳江、都柳江等支流连通贵州、云南,实现西南地区内河航道与海洋运输直接贯通,并通过铁公水联运覆盖西部的重大交通项目,将极大释放航运优势和潜力。项目建成后,近期可从根本上缓解西江下游通航压力,并通过铁水联运,减轻长江通航压力,远期与正在研究论证的湘桂运河衔接,将纵向贯通长江、珠江及北部湾,更好的服务西南、中南地区向南入海直达东盟。
2013年,国务院批复《珠江流域综合规划(2012—2030年)》,将平陆运河规划为I级航道,通航3000吨级船舶;2019年,国务院批复的《西部陆海新通道总体规划》明确“推进沟通广西西江至北部湾港的平陆运河研究论证”;2020年,交通运输部印发《内河航运发展纲要》,提出要统筹推进平陆运河等运河沟通工程;2021年印发的《国家综合立体交通网规划纲要》将平陆运河纳入“四纵四横两网”国家高等级航道布局;《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》明确“研究平陆运河等跨水系运河连通工程”;2021年12月,国务院印发的《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》明确提出研究建设平陆运河。
平陆运河项目前期工作得到了国家发改委、交通运输部、水利部、自然资源部、生态环境部等有关部委的大力支持和帮助。有关部委领导多次到现场调研,指导推进项目前期工作。
2020年,眉山市作为四川新能源船舶发展试点城市之一,投入2600万元打造了8艘新能源客船。除了江湾神木园的1艘,还包括雅女湖的4艘,黑龙潭的3艘。
8艘新能源客船全部投运后,每年比传统柴油船减排二氧化碳100吨、二氧化硫1吨以上,将助力当地绿色水运发展。
2021年4月21日,由中国船级社、中国船舶集团和重庆大学联合研制的新能源游船于2021年8月底在四川投用,该锂电动旅游船采用无轴推进器,这在旅游船上应用还属全国首例。整船动力总成的安全系数和智能化程度高,对锂电池系统的管理、整船能源系统的管理、应急电源及操纵系统的管理均采用智能检测管理系统,确保安全高效。
西北地区智能船舶行业市场现状
我国西北地区内河通航区域主要集中在黄河流域的青海、甘肃和宁夏这三个省和自治区。
青海省是长江、黄河、澜沧江的发源地,被誉为“三江源头”,水运资源丰富。通航水域主要集中在黄河尕玛羊曲至寺沟峡段、青海湖和可鲁克湖,旅游客运是其发展的主要目的。
甘肃虽为内陆省份,但拥有相对丰富的流域,全省内河航道通航里程达到911公里,其中等级航道456公里。
宁夏回族自治区内通航水域主要包括黄河沙坡头、青铜峡河段、吴忠市河段、银川段、沙湖、典农河等6处,江河、水库、湖泊船舶种类繁杂,主要有快艇、观光游览船、餐饮驳船等。
2021年,为进一步实现采样工作专业化、信息化,青海省生态环境监测中心首次利用智能无人采样船完成了对青海湖湖水的定点采样工作。
青海湖湖面海拔为3260米,湖区极端最低气温可达零下31摄氏度~零下33.4摄氏度,大风、沙暴日数多,最大风力达9~10级,在风力作用下,一般波浪为2~3级,最大为7~8级,全年波浪6级以上的日数为40天左右。由于湖区地处高寒高海拔地区,全年多在西风控制之下,风高浪急,如何安全有效地完成水质采样工作,一直是青海省生态环境监测工作中致力攻克的难题。
经过半年多的不懈实验和改进,青海省生态环境监测中心对地表水无人采样船进行了技术改造,终于在抗风浪性能和高寒高海拔适应性方面取得了突破性进展,并在首次采样实践中终获成功。
智能无人采样船具有模块化、便携、轻便、高效等特点,可用于湖泊、河流、水库的采样工作,无需工作人员乘船或离岸作业,远程操控即可,对一些驾船无法到达的地方亦可轻松进行检测采样。此外,该船自动化程度高,可实现自动采样、自动返航,具有无线通讯、自主导航等功能。配备相关仪器后,还可完成流量流速检测、水质在线监测等多种任务。
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