钜大LARGE | 点击量：2458次 | 2019年05月23日
船舶电动化时代来临
报告导读
船舶排放污染较为严重，电动化一方面解决污染问题，同时具备更高的经济性，船舶电动化大势所趋，预计在2025年电动化带来的锂电池需求在6.27Gwh以上。
摘要
传统的船舶排放污染严重。船舶使用的油料是劣质油，一般含有较高的硫，对空气污染严重，尤其是在港口城市影响更大。2017年我国船舶排放二氧化硫、碳氢化合物、氮氧化物、颗粒物分别为85.3万吨、7.9万吨、134.6万吨、13.1万吨，其中氮氧化物和颗粒物分占到非道路移动源排放的25.6%和28.4%。在港口城市香港，2016年船舶排放的二氧化硫、氮氧化物、PM10和PM2.5的排放占比，在当地分别高达49%、37%、38%和44%，减少船舶排放势在必行。
此前推广的LNG船效果不佳，电动船则具备较好的经济效应。我国自2000年来，开始逐步推广LNG船舶来减少排放，由于LNG和船舶用油的价差不断缩小，LNG的使用成本偏高，一直以来效果不佳，目前我国仅有百余艘LNG船，占比仅为0.1%，但是电动船性价比则更佳。根据我们测算，柴油船舶、LNG船舶、电动船百公里的综合使用成本为4320元、4440元、3272元，电动船已经具备较好的经济效益，且随着磷酸铁锂电池进一步降价，电动船舶的性价比优势更加明显。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
预计2025年船舶电动化所需锂电为6.27Gwh左右。我国目前拥有运输船舶总量为13.17万艘，总吨位为2.48亿吨，扣除远洋运输船、跨海运输船舶，聚焦在内湖、内河运输船舶数量为12.8万艘，2.1亿吨，考虑部分内河、内湖船舶也有长距离运输的需求，我们判断这部分船舶电动化比例最终在60%左右，对应电动化船舶数量为7.7万辆，1.31亿吨。船舶使用寿命15年，假设每年自然更新的且具电动化条件开始逐步电动化，预计2019-2025年电动化比例为10%、20%、30%、40%、45%、50%，对应锂电池需求为1.14Gwh、2.28Gwh、3.42Gwh、4.56Gwh、5.13Gwh、5.70Gwh、6.27Gwh。
投资建议：由于船舶布局空间较大，电动船普遍采用磷酸铁锂电池，推荐已经具备多家船舶应用的亿纬锂能（300014），推荐和船级社合作的宁德时代（300750），国轩高科（002074），我国领先的磷酸铁锂电池供应商。
风险提示：船舶电动化推广不及预期
我国民用机动运输船数量较为庞大
我国现有民用机动运输船约有13万艘左右，约2.47亿吨。民用运输船舶是指在水路运输管理部门注册登记的从事水上客、货运输活动的营业性机动运输船舶，不包括非运输船舶及农业、渔业生产船舶。根据2017年统计年鉴的数据，2017年我国民用机动运输船舶数量超13.17万艘，民用机动船净载重量达2.47亿吨位。
受宏观经济形势波动，我国运输船数量最近几年略有下滑。运输船舶数量和宏观经济形势相关，受到宏观经济形势波动，2014年至2017年，我国民用机动运输船从15万艘减少到13万艘，呈现递减趋势。
逐步淘汰老旧船舶，船龄结构不断优化。根据中国船级社（CCS）的统计数据，2016年我国20年以上的船龄的民用机动运输船舶数占总船舶数的10.3%，而2017年占比为9.47%，老旧船舶占比同比下降0.83%，15年以下船龄的民用机动运输船舶占比同比增长2.05%，船龄结构逐步优化。
环保和经济双重因素推动电动船舶时代到来
在港口城市，船舶排放的二氧化硫和氮氧化物已成为主要空气污染物。“以上海市为例，上海市环境监测中心的数据显示，2012年船舶排放二氧化硫、氮氧化物占当地排放总量的12.4%、11.6%，2015年的数据分别上升到25.7%、29.4%。香港环境保护署的数据则显示，2016年船舶排放的二氧化硫、氮氧化物、PM10和PM2.5的排放占比，在当地分别高达49%、37%、38%和44%。”
船舶排放在总污染物排放中占比较大。《中国机动车环境管理年报2018》显示，2017年我国船舶排放二氧化硫、碳氢化合物、氮氧化物、颗粒物分别为85.3万吨、7.9万吨、134.6万吨、13.1万吨，其中氮氧化物和颗粒物分占到非道路移动源排放的25.6%和28.4%。
我国对于船舶污染排放的控制不断趋严。此前主要聚焦在控制燃料品质。和汽车相比，船舶发动机排放控制水平和燃油质量相对较低，提高燃料质量，是此前控制排放的主要手段。2015年12月，交通部印发《珠三角、长三角、环渤海（京津冀）水域船舶排放控制区实施方案》（以下简称《方案》），设立珠三角、长三角、环渤海（京津冀）水域船舶排放控制区，确定排放控制区内的核心港口区域。目的是通过设立船舶大气污染物排放控制区（以下简称“排放控制区”），控制我国船舶硫氧化物、氮氧化物和颗粒物排放，改善我国沿海和沿河区域特别是港口城市的环境空气质量。《方案》设定的目标包括：自2018年1月1日起，船舶在排放控制区内所有港口靠岸停泊期间应使用硫含量≤0.5%m/m的燃油。自2019年1月1日起，船舶进入排放控制区应使用硫含量≤0.5%m/m的燃油。《行动计划》要求，2019年底前，调整扩大船舶排放控制区范围，覆盖沿海重点港口。推动内河船舶改造，加强颗粒物排放控制，开展减少氮氧化物排放试点工作。同时，2019年1月1日起，全国全面供应符合国六标准的车用汽柴油，停止销售低于国六标准的汽柴油，实现车用柴油、普通柴油、部分船舶用油“三油并轨”，取消普通柴油标准，重点区域、珠三角地区、成渝地区等提前实施。
国际公海也在严格控制船用燃料的标准。根据国际海事组织环境规则，2020年起，船用燃料含硫量在公海需低于0.5%，而在近海区需低于0.1%，减少碳排放也是未来船舶产业重要考虑因素。
发展绿色船舶是大势所趋。我国自2018年国务院审议通过《打赢蓝天保卫战三年特种计划》后，交通运输部等部门发布《长江经济带船舶污染防治专项行动方案（2018—2020年）》、《推进珠江水运绿色发展行动方案（2018～2020年）》、《关于做好船舶水污染物排放控制标准实施工作的通知》、《内河码头船舶岸电设施建设技术指南》、《关于进一步共同推进船舶靠港使用岸电工作的通知》等文件，鼓励船舶改造油气收集系统和岸电受电设施、加装排气污染治理装备等；预计在2020年年底前，完成船舶污染物排放不符合要求的船舶改造。所以研究和使用确实可行的新能源船舶势在必行。
我国此前也推广过LNG船，用以减少排放，但是效果不佳。我国自2010年开始就推动将LNG作为船舶燃料，但在实施过程中，由于LNG价格和船用油价差逐步缩小，导致由于LNG性价比优势逐步缩小，且改造的成本较大，加上LNG加注配套设施建设不完善，船东积极性严重不足，LNG动力船的发展非常缓慢，截止到2018年5月，全国投入使用的纯LNG燃料船舶仅109艘，占比仅为0.1%，且大部分为小型内河船舶。
电动船舶是长期解决方案。电动船舶具有众多优点：（1）绿色环保，零污染。一方面对环境无污染，对保护水资源和空气均具有积极意义，另一方面对使用者来说，储藏、运输、使用都很干净，没有难闻的汽油味、油污以及废气；（2）安全。汽油、柴油、液化气等都燃料都易燃易爆，操作时有风险，而电动船相对安全；（3）使用成本低。根据我们估算，船舶的每百公里运行成本，柴油动力船舶为4320元，LNG燃料船舶为4440元，电动船舶为3272元，电动船舶的运行成本明显低于柴油和LNG燃料船舶。同时由于电动船舶结构简单，转动部件少，工作可靠，所以维护成本极低。电动船舶非常符合当下发展绿色船舶的趋势，对于打赢蓝天保卫战具有十分重要的意义。
电动船在运营成本上已经具备优势。2019年1月18日，由广船国际有限公司建造的2000吨级（1887吨）新能源纯电动散货船“河豚”号交付，开创了2000吨级船舶采用电池作为船舶动力的先河。由瑞华集团改造的500吨级纯电动货船“瑞华1号”配备9组磷酸铁锂动力电池组+超级电容为储能装置，“河豚”号同样采用锂电池+超级电容作为储能方式。“河豚”号电动船的整船电池容量约为2400千瓦时，充电时间需要2.5小时，在满载条件下，航速最高可达12.8公里/时，续航可达80公里，可以满足短途的内河运输。从目前的技术水平和厂家研发重点来讲，电动船舶目前主要聚焦于中短途的内河运输。
电动船对锂电池需求拉动可观
统计数据说明。根据我们的研究，电动船主要聚焦在以下几个类别：
1、电动船用途聚焦在内河、内湖的短距离运输车、观光船、轮渡船等；
2、2000吨以内的船舶电动化较为简单，大吨位电动化则有难度，且一般大吨位船舶用于长距离运输，而小吨位船舶用于短距离运输；
3、远洋运输、沿海、跨省运输等场景不适用电动化；
4、内湖、内湖船舶分类和应用场景也较多，我们预计仅有60%可以实现电动化；
根据《中华人民共和国船舶登记条例》，一般大吨位的船舶油严格的登记要求，如：凡在中国国内水域营运的以下船舶，必须向中国船级社（CCS）申请入级检验：（1）在海上航行的乘客定额一百人以上的客船；（2）载重量一千吨以上的油船；（3）滚装船、液化气体运输船和散装化学品运输船；（4）对于其他船舶，根据船东或船舶经营人的志愿办理入级业务；吨位较小的船舶登记要求简单，数据获取也较难，难有准确的内湖、内河短距离运输船舶的精确数据。所以在计算内河、内湖船舶数量时候，我们采用的是船舶总数减去大吨位\长距离运输船（跨省等）舶数量的方法。
内湖、内湖船舶为12.83万艘，2.19亿吨，按照60%电动化比例计算，对应可以电动化船舶7.7万艘，1.31亿吨。据2018年中国统计年鉴数据，我国2017年的民用机动运输船舶总数为13.17万余艘，合计2.47亿吨位。其中根据中国船级社（CCS）的船舶登记数据得，我国2000吨位以上的船舶数量为2442艘，合计2.7千万吨位，2000吨位以下但属于海运的船舶数量为967艘，合计62万吨位，据此数据，我们达到内河、内湖等船舶数量为12.8万艘，总吨位为2.19万吨。
电动船每吨位需要锂电池1.3Kwh。根据中国船级社（CCS）数据，内河短途货船“河豚”号的电动散货船吨位为1887吨位，整船电池容量约为2400kwh，据此估算短途电动货船每吨位对应的电池容量为1.27kWh，而国内泰州靖江号客船，吨位约为1700吨，电池容量为2300kwh，每吨位所需电池容量为1.35kwh，在不引起过大偏差的情况下，为计算方便，取电动船舶每吨位对应的电池容量值为1.3kWh。
相关公司梳理及投资建议
亿纬锂能
（1）根据亿纬锂能官网显示，公司为电动船舶打造“绿色心脏”，截止到2019年4月，共有11艘采用新能源锂电池的旅游客船在秦淮河下水、试航，在国内处于领先位置。
（2）《关于子公司获得中国船级社型式认可证书的公告》，截止到2018年8月，湖北金泉生产的“磷酸铁锂电池”中已有5种产品型号获得中国船级社型式认可证书，分别是LF75、LF80、LF90、LF105、LF280。该证书的获得是国家船舶技术检验机构对湖北金泉“磷酸铁锂电池”产品的进一步认可，标志着湖北金泉生产的“磷酸铁锂电池”可全面地满足大小船只电动化的需求。
宁德时代
2018年12月，中国船级社（CCS）武汉研究所与宁德时代在附件签署战略合作协议。明确了双方将在推动电池系统船舶技术标准的研究和水上应用，加速相关电池产品的认可和检验等多个方面开展战略合作，并就进一步深化资源共享、技术合作、服务升级等全方位的合作与交流达成意向。双方将共同启动电动船舶安全规范的研究和制修订工作，建立从电池单体、模块、电池管理系统到电池系统的安全规范体系，促进锂电池水上安全应用的健康、持续发展。
投资建议：
推荐标的：亿纬锂能（300014）、宁德时代（300750）
受益标的：国轩高科（002074）
风险提示
风险提示：
电动船舶推广不及预期：船舶电动化的推广还需要相应的充电基础设施的配套等，如果这些基础配套设施不到位，将难以快速推广。
电动船舶重大案例及相关文件
1、国内首艘500吨级新能源船试航成功。根据瑞华集团官网显示，2015年1月6日，瑞华集团改造的500吨级纯电动货船“瑞华1”号装载300吨钢板，首次重载试航成功。该船以160千瓦变频电机为动力推进系统，配备了9组磷酸铁锂动力电池组+超级电容为储能及标准岸电充电系统，辅以微网储能系统、船载太阳能及风力发电系统。9组储能电池若同时充电，2～3小时即可充满，充满1次可航行50个小时，航程可达500公里，基本可满足长三角地区的内河运输需求。重载运输的情况下，该船航速可达8～10公里/小时。经测算，与传统柴油动力驱动的同等吨位船舶相比，在每天行驶100公里以上的情况下，双电（超级电容＋锂电池）纯电动船的使用成本可以降低20%左右。
2、国内首艘纯锂电画舫船安徽万佛湖首航。根据第一电动网的报道，2017年7月25日，在安徽舒城万佛湖国内首艘纯锂电画舫船正式下水，该船长12.8米，宽3.64米，可在内河B、C级航区航行。在电池方面，船只搭载158.5kwh磷酸铁锂电池，最高船速15km/h，续航时间达到7小时。与传统的画舫船相比，此艘画舫船采用纯锂电加双电机驱动船桨，具有振动小、噪音低、零排放、乘坐更加稳定舒适的特点。
3、我国第一艘超50米长的全磷酸铁锂电池推进客船开建。根据中国储能网报道，2018年12月9日，我国第一艘超50米长的全电池推进客船在泰州靖江开工建造。该船采用高性能锂电池作为全船的动力源。船上安装有重达25吨的大容量锂电池组，整船电池容量为2280千瓦/时，相当于50台电动汽车的电池容量。在7节航速下续航力可达120公里。该船采用“白天运营，晚上靠泊充电”的工作模式。充电时间仅需6小时。按照长江大桥到二桥之间往返的经典旅游路线，充满一次电，可以保证连续8个航次的运营。全电动客船采用纯绿色、可持续的设计理念，运用铁锂电池+电动吊舱推进，是目前国内经中国船级社批准建造的首制最大尺度电动客船，将实现零排放、低噪音，打造我国新能源船艇的示范典型。
4、国内首制纯电动铝合金高速船下水试航。根据中国船舶网报道，2019年1月11日，国内首制纯电动铝合金高速船HQ1850在南洞庭湖试航。该船比传统柴油机游艇噪音小，比普通的新能源船速度更快捷，航行更平稳。HQ1850纯电动铝合金高速船由磷酸铁锂储能系统提供推进原动力，电动机进行驱动。经实船测算，相同主机功率条件下，该船运行成本只有普通柴油机船的三分之一左右，噪音只有65分贝，且平均每年可减少二氧化碳排放1.5吨左右，充分体现该船低噪音、低震动、零污染、零排放等特点。同时，该船为双体船，抗风浪性能优越，兴波与尾浪小，最高时速可达25公里/时，突破了一般电动船舶速度慢的瓶颈。
5、世界首艘千吨级电动船“河豚”号顺利接船。根据广州发展集团股份有限公司官网显示，2019年1月18日，由公司投资建造的2000吨级新能源纯电动散货船“河豚”号接船仪式在广州发展燃料港口有限公司2号泊位举行。这艘首个世界千吨级新能源电动船舶总长70.5米，型宽13.9米，型深4.5米，设计吃水3.4米，设计载货量2000吨，采用自动化设计，4个人可完成驾驶操控，充电2.5小时，就可以跑大约80公里的距离。拥有超级电容+超大功率的锂电池双电管理系统、电力推进控制系统等多项专利成果，主要将用来运输煤炭。船舶航行全程不消耗燃油，碳、硫等废气污染物及PM2.5颗粒实现零排放，获得中国船级社《内河绿色船舶规范》Ⅲ的最高等级标志。
