电动渡轮如何运作：推动替代柴油船的电池技术内幕

电动渡轮基于与电动汽车相同的基本原理运作：大型电池储存能量并供应给电动马达，由其驱动螺旋桨或推进器，正常运行期间无柴油发动机参与。该技术已从十年前的单艘挪威试点船发展到苏格兰的全舰队采购计划。根据议会公告，高地议会于2026年10月2日正式启动了采购新电动船只的招标，以替换林尼湖上的科伦渡轮。

推进系统如何运作

该技术的示范案例是MF安培号，由挪威造船厂菲约尔施特兰德建造，2014年10月交付给运营商Norled。根据《船舶技术》杂志，它于2015年5月开始商业运营，是世界上第一艘完全电动的汽车和乘客渡轮。这艘80米长的铝合金双体船可在松恩峡湾5.7公里的渡口运载最多360名乘客和120辆汽车，每天往返约34趟，巡航速度为10节。

安培号搭载的两台电动马达额定功率各450千瓦，由重约10吨的1000千瓦时锂离子电池组供电，据《船舶技术》报道。一台马达驱动配有可调节可变桨距螺旋桨的劳斯莱斯Azipull推进器，使渡轮无需单独方向舵即可操纵。由于推进器可旋转，同一系统既负责推进又负责转向。

电池在每个码头装卸车辆的约十分钟内充电。供应推进系统的西门子能源公司表示，当地电网功率不足以在如此短的时间内输送这么多能量，因此Norled和西门子在每个岸边站点安装了缓冲电池——260千瓦时的单元，从水力发电网充电，在停靠期间快速放电到渡轮的舷内电池中。

运营商为何从柴油转向电动

西门子能源表示，安培号模型与等效柴油渡轮相比可将燃料成本降低多达60%，其他船只上的电池混合动力改造已节省高达90%的燃料消耗、排放和运行成本。该公司举例了巴斯图电渡轮这一单独案例，称其为世界最大的全电动汽车渡轮，并表示其2022年二氧化碳排放量减少了75%。公司还引用了西门子能源与贝隆那联合研究，估计在多个欧洲国家完全实现渡轮舰队电气化可将这些舰队的排放量减少近50%，使用当前可用技术每年可节省约80万吨二氧化碳。

海运总体产生全球温室气体排放的约3%。西门子能源指出，全球约91,000艘船中的81%是小型或中型船只——大多数此类渡轮属于的范畴，以及考虑到短期固定路线和可预测充电窗口，电池电力推进被认为在技术和经济上最可行的细分市场。

苏格兰的全舰队推出

安培号方案随后被扩展为全舰队采购计划。苏格兰船务资产有限公司（CMAL），即拥有苏格兰国营渡轮网络船只和港口基础设施的机构，正在实施小型船只替换计划，涵盖西海岸路线的七艘初期50米电动渡轮，包括科林特雷夫-鲁博达赫、洛查琳-菲什尼什和艾奥那-芬恩港之间的路线，并计划第二阶段再增三艘船只。根据行业出版物《里维埃拉海事媒体》引用建造这些船只的造船厂的报道。

这些渡轮每艘均配备接近6兆瓦时的电池容量，采用Corvus镍钴铝电池。《里维埃拉海事媒体》报道称，该电池比同等容量的磷酸铁锂电池轻超过30%——考虑到小型船只的重量限制，这是一个重要因素。CMAL表示，这些船只设计用于每天运营长达14小时，并可在10小时内完全过夜充电；交付计划从2027年第三季度开始，并以三至四个月的间隔继续至2029年第一季度。CMAL目前在西海岸运营17艘小型船只，其中多艘已接近使用寿命末期，以及三艘在2012年至2016年间建造的现有混合柴油-电力渡轮。

科伦渡轮的替换

科伦渡口是苏格兰最繁忙的单艘船渡轮路线之一，目前由自2001年起运营的MV科伦号服务，据广播公司STV报道。高地议会表示，替换项目由因弗内斯和高地城市区域协议资助5800万英镑，包括苏格兰政府专款2800万英镑用于新电动船只本身、英国政府2000万英镑，以及高地议会1000万英镑用于陆上工程，如滑道和充电基础设施。

与提供技术专业知识和采购支持的CMAL合作，议会于2026年10月2日启动了单艘船招标。议会表示预期在2027年3月授予建造合同，陆上基础设施于2027年6月完成，岸边充电设备于2028年9月安装投运，新渡轮于2029年初进入运营。新船将采用滚装式设计，按照CMAL小型船只替换计划的标准规范建造。STV报道称，一旦新电动渡轮接管路线，现有MV科伦号将作为备用船保留。

仍然限制该技术的因素

西门子能源材料和《里维埃拉海事媒体》报告都指出了相同的基本制约：电池重量相对于船舶承载能力、充电点处本地电网的强度，以及需要非常快速的周转以便渡轮可在装卸乘客和车辆的几分钟内完成充电。这些因素解释了为什么迄今为止，电池电力推进主要部署在短期固定的可预测时间表路线上（如峡湾渡口和岛屿间链接），而非长距离公海航行。