港口集装箱装卸节能减排技术的应用与优化

吕文斌

【摘要】集装箱是港口码头发展过程当中的重要组成部分，对于社会经济的发展具有重要的促进作用。然而，在建设和谐社会过程当中，集装箱装卸传统的作业模式存在能量消耗大与环境污染大等弊端，不利于节能减排和环境的保护。本文基于分析国内集装箱港口节能减排现状的基础之上，从五大方面提出了节能减排等优化措施。

【关键词】港口;集装箱;装卸流程;节能优化

一、国内集装箱港口节能减排现状

集装箱港口上有众多机械以柴油为燃料，以柴油作为动力源的轮胎式集装箱门式起重机（RTG）能耗占生产总能耗的40%-50%。柴油作为动力源的场桥不仅成本很高，而且污染严重。在此情形下，在集装箱港口的“油改电”过程当中，新型的RTG已经得到了投产使用而且在使用过程当中取得了良好的效果，甚至部分新建的码头已经开始采用了轨道式的集装箱门式起重机。

集装箱港口在生产作业过程当中的耗油量是十分巨大的，例如在2005年青岛港集装箱码头的年度耗油量达到了700万升，在整个集团公司当中的成本耗费占到了70%，对于公司的可持续发展产生了严重的影响。基于此，青岛港集团开始尝试技术突破，并首次提出在集装箱码头采用可移动滑触线供电技术的方案，当RTG完成了油改电以后，不仅降低了运营成本（每年减少近三千万元）而且降低了噪音污染，工作环境与周围环境得到了改善。

2006年天津港集装箱码头率先实施RTG“油改电”工程。在短时间内进行了技术改造，将柴油动力改为了电力动力并在日常使用过程当中加大推广力度，极大的减少了原本使用模式当中的油耗量，尤其是在运营成本上面每年减少大约7500万元的支出。同时还降低了噪音污染，朝绿色企业创建迈进了重要一步。

2008年上海港对柴油轮胎式RTG实施高架滑触线“油改电”改造，每标箱的吊运成本下降到了1.01元而且彻底消除了尾气排放，成立业内环保节能的典范。

2008年宁波港下属各主要集装箱码头都分别开始进行了“油改电”技术的应用推广，花3年时间投资4亿元对所有轮胎式龙门吊进行了改造，“油改电”项目全面实施完成后，宁波港每年可节约能耗折算标煤达1.6万吨，节约能源消耗成本达1.2亿元，并可大幅减少尾气排放和噪音，具有显著的经济效益和社会效益。

广州港南沙公司在内部管理过程当中，同样对RGT进行技术改造，实施了自动取电安全滑触线供电方案。该技术工程改造完成之后，对公司的经营效益起到了重要作用，每年节省成本大约在1000万元左右。

深圳作为改革开放的前沿阵地，深圳港也致力于朝着绿色港口建设的方向发展，加大了对老港口码头装卸工作模式的改造。针对油耗量大，噪音污染高，环境污染严重的设备进行了更新换代或技术升级。尤其是新码头的建设，与国际先进港口进行合作，以加大本港口的节能减排优化，为深圳港的绿色码头建设提供了重要基础。

二、港口集装箱装卸设备优化技术

（一）能量回馈技术、超级电容技术

集裝箱在装卸过程当中存在能量转化的过程，也即集装箱的势能与电能的相互转化。如果不能对该部分能量进行有效的处理，则会反馈到电网当中进而对电网造成损害，极有可能导致集装箱在装卸过程当中发生机械故障，进而危害到机械设备的使用寿命，也即增加企业的运营成本。另外，如果不能对该部分能量进行有效的处理，不仅是能量的损失，而且还会加大机械相关设备的散热负荷。因此，如何才能够很好的利用这部分能源与降低机械散热部件的负荷，采用集装箱装卸吊运运营推广能量回馈技术则可以实现该目的。运用该技术不仅可以减少对电力的消耗而且降低对国际石油能源的依赖度，对保障我国社会经济的稳定发展具有重要的作用。

（二）LNG集装箱拖挂车技术

当前由于国际环境的不稳定性，国内外油价起伏不定但整体保持涨价的趋势，对能源使用大户而言，港口码头必须要寻找新的替代性能源以降低油价上涨带来的压力。LNG拖挂车是我国重点发展的汽车新能源项目，采用的是液压天然气作为动力来源，具有能量损耗低、环境污染小、排放少等优势，对于降低企业成本以及节能减排具有重要的意义。例如，在安全性层面上，相比煤气或者汽油而言，液压天然气含有的有害物质极少，在使用过程当中，排出的有害物质总量较少。同时因液压天然气在存储过程当中处于低温的状态，因此在运输过程当中也更加的安全;在节能层面上，LNG拖挂车采用的天然气发动机在性能方面与柴油发动机的性能较为接近，不仅在能量损耗方面更小而且能够满足港口码头日常工作的需求;在环境保护层面上，天然气具有高燃烧值的特点，是世界范围内公认的清洁性能源，相比其他能源而言对环境的污染度极小，是当前以及未来能源使用的主流趋势之一。在集装箱码头节能减排改造过程当中采用LNG拖挂车，不仅可以起到节能减排的作用而且能够起到调整能源使用的作用，同时还能够对港口周边的环境起到改善作用。为此，条件具备的港口，可根据自身的实际情况加以运用。

（三）RTG“油改电”技术

轮胎式门式起重机（RTG）以其机动灵活的优点，占据着集装箱装卸机型中重要地位，是目前世界上通用且较为成熟的装卸机型。当前，RTG技术发展较为成熟，在诸多集装箱码头得到了广泛运用。然而，虽然RTG在集装箱装卸过程当中运用较为普遍，但是存在能量消耗大与噪音污染大等弊端，与建设和谐社会、绿色社会、节能社会理念存在冲突，集装箱码头若继续采用该工作模式是对节能减排以及环境保护产生阻碍作用。此外，随着国际燃油价格的飙升，国内燃油供需压力大，必定直接增加了企业的经营成本。如何在保障工作量的同时降低企业运营成本并保持节能减排，是每一个企业必须要重点考虑的问题。因此，在保持RTG现有模式的优势基础之上，实行油改电既可以达到降低营运成本又可以起到减少噪音污染等效果，对于企业的可持续发展以及环境保护具有重要的作用。当然，对于RTG“油改电”技术有多种改造方案：滑触线供电、架空线供电以及电缆卷筒供电方案，无论是哪一种方案，都具有各自的优势，适用于不同的作业场地。

（四）应用先进的集装箱吊具

液压集装箱吊具和电动集装箱吊具是目前集装箱吊具中常用的类型，在运用过程中各具优势。液压式集装箱吊具主要动力来自于液压泵，在装卸集装箱过程中，要求液压泵不问断地进行工作，在全部过程中都要不问断消耗能量，但是采用电动集装箱吊具则可以有效的避免上述弊端。一方面，电动集装箱吊具不需要依靠液压动力，也就避免了液压包的循环工作产生的能量消耗;另一方面，电动集装箱吊具安装了多个电机对不同部位进行动力控制，需要操作哪个部位只需要开动相应的电机即可，而其他部位的电机则处于休眠状态并不会产生能量消耗。有数据显示，全电动集装箱吊具能量消耗只占液压式集装箱吊具能量消耗的6%，具有明显的节能效果。电动集装箱吊具不同于传统液压式集装箱吊具，不但可以有效节省能源，而且维修保养相对更为容易，使用寿命也相对较长，同样可以起到降低企业运营成本的目的。根据上述分析即可了解到在未来的发展过程当中，企业可根据自身的实际情况加大电动集装箱吊具的使用，以充分发挥出全电动集装箱机械的优势，进而降低企业成本支出和减少对环境的污染，同时还可以为提升企业核心竞争力贡献力量。

（五）应用港口集装箱机械轻型化技术

港口集装箱机械轻型化技术就是指应用的机械零部件和整机质量大幅减少，同时在生产过程当中采用当代最先进的材料和技术，以优化产品性能，实现降低企业后续运营成本以及节能减排的目的。一方面，运用集装箱机械轻型化技术，在制造过程当中可以极大的减少钢材的使用量，对于环境保护而言则不仅降低了生产过程当中的能量消耗而且减少了碳的排放。同时，在噪音污染方面，同样得到了有效的降低：另一方面，运用集装箱机械轻型化技术可以减少在运行过程当中接触力和摩擦力，也即提升了集装箱机械的整体动力性能，不仅实现了降低能量损耗的目的而且利于提升机械设备的使用寿命。应用集装箱机械轻型化技术不仅能够降低对环境的污染而且对于调整能源结构具有重要的促进作用，尤其是在当前全世界能源日趋紧张的大型下，走节能环保是大势所趋。