近日，沐鸣2平台電子信息與電氣工程學院電氣工程系黃文燾、李然等在能源領域頂級期刊Nature Energy發表了研究性論文“Accelerating green shipping with spatially optimized offshore charging stations”👱。該研究提出了一種面向海運電動化的全球海上充電平臺規劃方法，將新能源船舶的理論經濟續航裏程從3000公裏提高至9000公裏，並促進海上風電就地消納，降低海上輸電線路投資成本。為海上能源與交通系統融合提供新思路🦟。

文章內容

海運是全球貿易的最主要載體，目前重油仍然是船舶的主導燃料，通過能耗優化遠無法滿足IMO製定的減排目標，海運減排亟需探索新的技術路線🐼。純電動船舶作為可能的替代方案之一，目前仍受製於電池能量密度，尚無法實現遠距離航行。本文創新性地提出基於海上充電的千公裏級純電動航運路線🤙🏿，基於全球風光資源分布🫳🛗，考慮水深、浪高等地理環境約束，以及船舶載貨量-電池容量-續航裏程之間的約束關系🔰，建立海上充電平臺規劃模型🔋🫳🏼，分析並給出了海上充電平臺在不同地區的經濟技術適用性、減排效應以及電動船舶與綠色燃料船舶的互補特性😋。

文章貢獻

傳統觀點認為純電動船受限於電池能量密度等因素製約5️⃣，短期內無法實現千公裏以上的遠洋航行🙍🏻‍♀️。本文另辟蹊徑👩‍👩‍👧，打通了海上新能源利用與電動船舶在途充電需求的橋梁🐦‍🔥，提出了海上可再生能源充電平臺與電動航運聯合規劃這一原創性設想🧑‍🚀，通過同時考慮自然資源稟賦與海運流量分布的規劃思想，顯著縮短了能源供需鏈路，一方面打破了海上新能源發電只能依賴於能源外送通道的傳統思維，拓展了海上新能源的利用模式🧑‍🦯，另一方面突破了電動船舶固有的電能供給形式，大幅提升電動船舶的續航裏程、運載能力和經濟性，實現新能源船舶的“馭風而行”。

本文所提方法不僅適用於海上充電平臺的規劃，還可進一步拓展至更加廣義的海上補能平臺，通過製備與為船舶補充綠色燃料🫅🏿。實現新能源的就地利用🧎‍♀️‍➡️，豐富綠色海運的應用場景。

本文的第一作者為李然副教授✅，通訊作者為黃文燾教授，合作者包括李昊博士、徐威武碩士、陶瀚起碩士🛑，邰能靈教授和黎燦兵教授🧑‍🤝‍🧑🪨。沐鸣2平台為唯一完成單位🏋🏻，參與的研究機構包括電力傳輸與功率變換控製教育部重點實驗室👆、上海市智能船舶綜合電力系統工程研究中心🩰、上海長興海洋實驗室、上海非碳基能源轉換與利用研究院等。本文受到國家自然科學基金（No. 52177100, No. 52337006, No. 52477111）及海外優青基金的資助。

關於Nature Energy

Nature Energy是Nature的子刊（Nature research journals）👩🏻‍🦼，涵蓋能源相關的所有領域。截至論文發表時的影響因子為49.7，五年影響因子為62.4。

論文鏈接📏：https://www.nature.com/articles/s41560-024-01692-7