荷兰资深专家谈内河航运绿色智能转型
荷兰资深专家谈内河航运绿色智能转型当前，在全球航运业积极推进可持续发展的大趋势下，内河航运也在加快绿色和智能转型的步伐。在内河航运发达的欧洲，正在开展一系列清洁能源和智能技术应用项目来打造更高质量的内河水运业。2023年10月，荷兰可持续运输和物流专家组(Netherlands Expert Group for Sustainable TRAnsport and Logistics, NESTRA)的内河航运资深专家Richard Van Liere通过视频演讲在中国青岛举行的首届世界航海科学技术大会上分享了欧洲推动内河航运可持续发展的实践和经验。
△荷兰可持续运输和物流专家组内河航运资深专家Richard Van Liere先生
NESTRA创立于2014年，是面向航运、物流、运输和加工业的全球性教育和研究机构STC集团的成员。NESTRA的宗旨是为可持续运输和物流领域提供高水平的咨询和应用研究服务，其客户包括一些国家的交通部、欧盟委员会、亚洲开发银行、世界银行以及联合国亚太经社会(UNESCAP)等部门和机构。近日，在接受本刊记者专访的过程中，Richard Van Liere介绍了NESTRA与中国合作开展的研究项目、欧洲内河水运绿色和智能转型的成果以及NESTRA在智能航运领域的研究工作，并就智能能源走廊、多式联运的互操作性、自主航运发展等问题做出了深度剖析。
问：您在2023世界航海科技大会的演讲中提到，荷兰可持续运输和物流专家组正在与亚洲开发银行和中国交通运输部合作开发航运业新能源转型加速方案，该项目当前进展如何？
答：没错。我们正在与武汉理工大学物流工程学院合作开展一项关于港口和内河航运技术发展的技术援助研究，以期加快温室气体减排新能源技术的应用。我们对中国和世界其他地区的现有成熟技术以及促进行业向（近）零碳技术过渡的支持性政策激励进行了评估。对于中国相关经验的分析是我们在基准研究中的一个特别关注点。例如，在青岛开展的围绕氢燃料解决方案的绿色和智能航运项目，以及在湖州内河水运示范区开展的内河航运应用测试，这些项目与国际实践相辅相成，便于中国国内参与港口和内河水运规划的国家和地方政府机构互相交流经验；同时也有利于在国际上分享知识，包括中国作为世界领先的港口和航运研发经济体的经验。
根据这些分析结果，我们制定了一份建议性的技术和政策路线图，并分享给了亚洲开发银行和中国交通运输部水运局，用以促进绿色技术的短期、中期和长期应用。
这项研究的主要成果已在2023年11月24日于武汉举行的一场研讨会上向中国的相关方做了展示。2024年5月，亚洲开发银行将在马尼拉举办“交通日”活动，届时该研究将受到进一步的关注。与此同时，研究的主要成果海将通过亚洲开发银行的传播渠道以政策简报和技术研究报告（中英文）的形式发布。目前，这两份技术知识产品均已完成初稿和定稿，有望在一两个月内发表。
研究中建议的港口路线图侧重于能源监测、能源保护、可再生能源的利用、智能港口能源微电网的应用、港口装卸设备电气化（电池电力和氢基解决方案）、岸电增强以及远洋和内河船舶替代燃料可用性（基于市场需求）等方面。在内河航运方面，对于单次航行能耗较大、通常航行距离较远的内河船舶而言，LNG是一种成熟的路径，未来将向更可持续的解决方案过渡。对于单次航程不超过300 公里的短途水运，根据中国船级社的最新资料，目前已有280多艘内河船舶采用了电池电力推进系统，其中80多艘长度在20米以上。中远海运集团最新的700TEU纯电池动力内河集装箱船也有很大的推广应用机会。甲醇和氢等其他解决方案仍在研究和开发中。
政策建议所指向的目标包括：为新能源技术应用引入统一的技术和安全标准；加强多领域合作，开发零排放能源技术、基础设施和相关供应链；以及，为市场采用新能源技术提供财政激励，不仅针对大型港口和航运公司，也要惠及中小型企业。
问：对于解决内河航运可持续发展面临的挑战，欧洲进行了哪些有益探索，取得了怎样的成效？
答：内河水运的可持续发展是一个广泛的话题，涉及到高质量的基础设施、适应气候变化、实现良好的通航状态和生态状态或水路系统、绿色船队和清洁能源、综合水管理、基于自然的解决方案、数字化等多个方面。要建立面向未来的内河水运系统，就必须以整体发展的方式考虑水路的所有功能。运输只是其中的一项功能，这就意味着在规划水路系统的可持续发展时，需要使用航道的各领域利益相关方大力参与进来。基于与自然共处、高质量的基础设施、高效清洁的船舶和内河港口运营、高素质的船员、内河水运市场发展和良好的管理等理念，NESTRA为面向未来的内河水运系统制定了一个由10项原则构成的框架。通过短短几天的交流研讨会，我们也能为政府、水路机构或私营领域制定可持续内河水运系统战略计划以及相关的短、中、长期目标和行动计划提供支持。
但是，从更深入的角度来看，可持续运输应该既能满足经济目标，又能减少对环境和社会的影响，这种追求在欧洲的政策中已有体现，即设定从公路运输向内河水运模式转变的目标，因为从每吨公里运输的能源消耗来看，内河水运仍然是一种非常高效的货运模式。因此，从公路运输向水路运输的模式转变将为货主带来更低的碳足迹。欧洲（如荷兰）有各种支持货物从陆路转向水路运输的项目，熟悉内河航运的物流专家会支持货主和物流服务提供商重新安排供应链，应对相关挑战，助力货运和思维的双重转换。在利用内河水路而非公路来运输货物方面还有大量潜力有待进一步开发。
尽管内河水运已经是一种清洁的运输方式，但其他运输方式也在变得越来越环保。随着基于可再生能源的电气化的进行，铁路运输实现了零排放，公路运输也在迅速得到改善。为响应其他运输方式的绿色发展，欧洲非常重视内河船舶的脱碳和空气污染减排，其目标是到2050年实现碳中和，并设定了2030年中期目标。前面提到的解决方案有助于实现这些目标，但能够产生最大影响的还是零排放技术的应用。零排放内河船舶已在欧洲投入运营，应用了电池动力、集装箱式电池（自2021年起，以可再生能源为基础）以及氢燃料电池等技术。至于氢和甲醇，无论是与燃料电池结合还是用于内燃机，都还处于研发阶段，需要补贴支持。通过新造船或现有船改装将这些新技术推向市场受到了广泛关注，例如RH2IWER和Synergetics项目。
为了响应严格的卡车排放标准（欧六），欧洲实施了第五阶段排放标准。多家发动机制造商推出了具有空气污染物控制功能的清洁柴油发动机。与生物柴油相结合，第五阶段发动机可以成为一种近零排放解决方案。符合第五阶段标准的LNG发动机与生物LNG相结合应用亦是如此。不过，考虑到整个运输行业和其他行业对生物燃料的总体需求，其应用确实存在挑战。
为了更好地了解哪些技术适合哪些船型，莱茵河航运中央委员会（Central Commission for Navigation on the Rhine）进行了一项研究，在PROMINENT项目早期研究的基础上，为每种类型的船舶设定了典型的运行配置，基于装机功率和能耗，按照所谓的“船队系列”（Fleet Family），从总应用成本的角度评估了向零排放技术的过渡。欧洲内河船队实现零排放所需的总投资估计为70亿欧元（约合人民币540亿元，不考虑通货膨胀因素）。
欧洲考虑并实施了各种政策和激励措施，为内河航运实现零排放路线图提供资金支持，在大公司和货主层面有欧盟排放核算框架（CountEmissions EU），在内河船舶运营商层面正在研究推出排放标签，而且从2027年或2028年起可能会将内河航运纳入排放交易系统。
总而言之，从适应和减缓气候变化的角度来看，内河水道和内河航运的绿色发展受到了欧洲各级公共和私营利益相关方的广泛关注。
问：您提到了智能能源走廊这一概念，现实中我们应如何在内河航运中构建智能能源走廊？
答：智能能源走廊的建设已经在进行中了，不过还可以进一步得到加强。每个行业都需要为达成气候目标做出贡献。内河航运是各行各业供应链的一部分，它们都需要实现供应链和生产流程的去碳化。这既为内河航运业带来了挑战，也为其发展提供了机遇。内河船舶不仅可使用清洁能源，还能将国内或其他地方生产并储存在海港的清洁能源运输到内陆地区。目前，有几家货主开展了一个试点项目，他们将利用生产过程中产生的氢气和甲醇“副产品”作为能源为内河船舶供电。欧洲的RH2INE项目从更广泛的供应链层面上评估了莱茵河走廊的氢气需求和供应，其中，内河航运既消费氢气，也参与了氢气的供应。欧洲多个海港（如阿姆斯特丹、鹿特丹和安特卫普）已与欧洲最大的内河港口德国杜伊斯堡港签署谅解备忘录，为化工等行业供应氢气。近期，媒体报道了这样一条具体的供应链——从西班牙出发经阿姆斯特丹到杜伊斯堡的可再生氢气走廊。
另一个例子是用于内河集装箱运输的集装箱式电池。提供集装箱式电池的零排放服务（ZES）项目正在将其服务范围扩展至荷兰、比利时和德国的多个内河集装箱码头，它们的第一艘船已与2021年底投入运营。集装箱式电池不仅可应用于内河航运业，也适用于其他应用发电机的领域（如建筑工地、节日/活动等）。内河航运运营商无需对集装箱式电池进行专门投资，他们可根据具体消耗的能源来付费。
因此，从根本上来看，要建设智能能源走廊，就必须开展多领域合作，让重型能源消耗行业、海港和内河港口、航运公司、能源公司、研究机构等参与进来，推出计划标准，为各相关方（包括全社会）创造双赢解决方案。
答：对于多式联运（集装箱）而言，能够随时获取服务相关信息，并且服务能够得到有效管理尤为重要。欧盟委员会的目标是，到2030年，欧洲内河水道网络必须尽可能地与其他运输方式实现物理和数字连接。然而，迄今为止，内河港口和内陆连接之间的互操作性仍是一个问题，多式平台和转运节点的数量也还不足。
欧盟促进内河水运发展的政策方向和举措NAIADESIII行动计划提到，内河水运业必须跟上数字化发展的步伐，提高竞争力，确保成为更广泛的多式联运链的一个积极组成部分。进一步的数字化可以在许多方面发挥重要作用，例如提高航行和交通管理的效率和可靠性，将内河水运更好地融入物流流程和多式联运链，以及减少履约和执法的行政负担和成本。
通过各种举措，区块链或大数据等新技术的应用促进了内河航运更好地融入多式联运供应链。Platina 3项目评估了欧委会NAIADESIII行动计划实施的研发现状和未来路线图，以及物流供应链中内河水运的整合问题。这需要在基础设施、服务和运输层面上对各个链条内部以及彼此之间进行协调，以便在任何时候都能根据总体运输需求采用正确的运输方式。其目的是通过利益相关方之间的协调与合作，以及在信息与通信技术（ICT）和智能运输系统（ITS）技术的支持下实现同步操作，从而提供高效、可靠、灵活和可持续的服务。要在多式联运供应链中更好地整合内河水运，应考虑以下关键因素：
✦信息/数据。需要高质量和标准化的数据来共享和交换信息（开放数据），以便提供最新的创新服务。
✦ICT/ITS。ICT和ITS系统是动态地提供数据和优化运输规划的关键。长期和自动的规划需要考虑到数据和信息在多式联运供应链中的关键作用。此外，还必须解决数据安全/数据保护和相关网络安全方面的问题。
✦物理基础设施。一个基本的前提是必须要有智能枢纽，而且这些枢纽必须由智能走廊连接，受到港口和生产基地及其周边基础设施网络位置的影响。这就需要在内河港口、走廊信息以及内河船舶运营商之间进行实时、开放的信息共享。
✦法律/政策问题。关系到适用于多式联运网络运行的便利运输法规和运输责任，因此需要签订明确的服务水平协议，并辅以适当的保险协议。此外，利益相关方之间开展合作时，明确数据共享的边界条件也是确保法律安全的必要事项。
可靠的基础设施是高质量服务的先决条件，与其他运输模式的参与方合作则是应用创新成果（来自其他领域）和开发高质量、无缝衔接的移动解决方案的关键。为此，业界提议建立一个全欧洲范围的同步联运平台或平台联盟，一方面可与地方/国家/区域物流平台互动，提供泛欧实时解决方案/产品；另一方面，寻求替代解决方案/产品的个体承运商能够通过连接现有数据源和平台来克服现有障碍。这样一个全欧洲范围的平台将在很大程度上取决于自动数据收集和交换领域的技术发展，欧盟有许多项目都在着力解决这一问题。在内河水运方面，EuRIS平台做出了重要的贡献，这是13个欧洲国家合作的成果。该系统可收集来自欧洲国家（内河水运网络的组成部分）的国家信息和服务，通过单一平台促进了航道信息和数据的交换。随着EuRIS的启动，全欧洲范围内河流信息服务数据的交换已成为现实，这为有关部门的交通管理和物流行业的运输管理提供了便利。服务和信息的覆盖范围也在不断得到改善。
问：您在演讲中指出，数字化是内河船舶绿色发展的重要工具，那么数字化对内河航运绿色发展的重要作用主要体现在哪些方面？
答：我确实认为数字化是内河水运业能源转型的重要工具。例如，在考察内河船舶的能源使用情况时，船上的排放监测可根据实时运营信息和运营概况提供有关能源需求和应用的深度信息。NESTRA与专门从事船上监测和智能航运应用的Shipping Technology公司合作，参与了一项在荷兰开展的针对19艘内河船舶的船上监测项目，结果显示，一些内河船舶全年平均仅使用了大约50-75%的总装机功率。这些内河船舶具有巨大的环境和经济效益。在改装或新造船项目中降低发动机功率，将为新能源技术的应用提供可能性。原则上，通过船上监测，我们可以创建内河船舶的数字孪生。该项目结果让我真正看到了船上监测硬件和软件的重要性和附加价值，与社会经济效益相比，其投资成本显得微不足道。
在欧洲，内河水道走廊管理的研发也为节能提供了助力。通过管理基础设施（船闸规划、可移动桥梁的开放）的水道管理机构之间的实时信息共享，以及港口装卸的供应链规划（例如，合同约定的货物装卸时间段有变更或延迟），内河船舶运营商可以根据人员配备规定调整航速，从而节约能源和燃油成本。
答：自主航运并不一定意味着船舶无人驾驶。由于种种原因，即使船舶是自主航行的，船上也会有船员的一席之地。而且，实现自主航运的道路还很漫长。目前，无人船可以运行，但我认为这应仅限于没有其他使用者（如休闲用途：游泳者、独木舟、小船等）的水道路段或地点。在我看来，如果水道中没有其他使用者，那么鉴于相关技术已经可用，自主无人船的运行就没有任何限制。
然而，在有其他交通的情况下，现行做法是采用船员航行支持系统和远程控制操作，而且这也需要进一步强化和扩展。大约10年之后，自主船舶的运行可能会导致内河船舶上的船员进一步减少。但是，船上仍需保留1或2名船员，以便在技术和通信系统失灵时提供安全冗余。
问：在智能航运领域，荷兰可持续运输和物流专家组未来将重点聚焦哪些方面的研究？
答：已有技术提供商推出了内河航运航迹引导辅助系统（TGAINs），也被称为trackpilots。这些系统使得内河船舶运营商能够在内河航道网上自动生成从出发点到目的地的航行轨迹。有多家技术提供商可提供此类服务，每家都有自己的硬件和软件解决方案以及开发自主系统的路线图。现有三家技术提供商正在合作共享航迹信息，以便在初期提高安全性，这从长远来看也有助于开发规避程序和自动超车功能。不过，目前还没有任何法律框架对推出和应用这类trackpilots系统的要求做出规定。
另一个发展方向是远程控制操作。法兰德斯地区已经有了商用解决方案，并且将扩展到荷兰和德国。内河船舶可由合格的船长从远程或岸上控制中心进行操作，trackpilots的应用也可以为远程控制操作提供支持，从长远来看，这意味着内河船舶所需的船员数量可能会减少。这是智能航运技术商业论证的重要组成部分，有助于为欧洲内河航运市场对新的合格船员的巨大需求找到解决方案。
在可能且必要的情况下，NESTRA将与技术提供商、内河航运公司和培训机构协商、合作，努力建立一套全面的行业标准，明确使用trackpilots和远程控制系统的技术要求和条件。此外，NESTRA还将在制定上述智能航运技术操作的培训计划方面发挥支持作用。