又是全球首創(chuàng)！青島港全自動(dòng)化碼頭二期投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)

首創(chuàng)“氫 5G”！青島港用全球最先進(jìn)碼頭定義港口未來(lái)

青島日?qǐng)?bào)／青島觀／青報(bào)網(wǎng)訊 茫茫天海間，40臺(tái)高速軌道吊在岸線上一字排開，巨大的集裝箱被抓起又放下，45臺(tái)自動(dòng)導(dǎo)引車來(lái)回穿梭，這些設(shè)備統(tǒng)統(tǒng)都無(wú)人操作……

11月28日，集合了全球首創(chuàng)氫動(dòng)力自動(dòng)化軌道吊、全球首創(chuàng)5G自動(dòng)化技術(shù)等6項(xiàng)頂尖“黑科技”的山東港口青島港全自動(dòng)化碼頭二期投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。該碼頭岸線長(zhǎng)660米，擁有2個(gè)泊位，設(shè)計(jì)吞吐能力170萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)箱／年。

這是一個(gè)定義了港口未來(lái)的高科技碼頭，是港口生產(chǎn)方式的一場(chǎng)革命！

6項(xiàng)全球首創(chuàng)科技成果

其實(shí)在全球范圍，自動(dòng)化碼頭已非新鮮事物，迄今有近30年的發(fā)展歷史。早在1993年，世界第一個(gè)集裝箱自動(dòng)化碼頭ECT在荷蘭鹿特丹誕生。2000年之后，自動(dòng)化碼頭更是如雨后春筍般出現(xiàn)，德國(guó)漢堡CTA碼頭、法國(guó)SETO－MSC碼頭、韓國(guó)釜山碼頭等相繼建成投入運(yùn)營(yíng)。

國(guó)內(nèi)自動(dòng)化碼頭雖然起步較晚，但發(fā)展勢(shì)頭迅猛，其中又以青島港全自動(dòng)化集裝箱碼頭一期、廈門遠(yuǎn)海自動(dòng)化碼頭、上海洋山深水港四期自動(dòng)化碼頭為代表。此外，唐山港京唐港區(qū)和廣州港南沙港區(qū)也正在建設(shè)自動(dòng)化集裝箱碼頭。

那么，此次投產(chǎn)的青島港全自動(dòng)化碼頭二期又有哪些新的“黑科技”？憑什么成為全球眾多自動(dòng)化碼頭中最亮眼的明珠？

首先是在全球港口中獨(dú)一無(wú)二的氫能應(yīng)用。將氫氣和氧氣發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能，這項(xiàng)聽起來(lái)未來(lái)感十足的前沿技術(shù)被青島港變成了“現(xiàn)在時(shí)”。二期自動(dòng)化碼頭采用了全球首創(chuàng)的氫動(dòng)力自動(dòng)化軌道吊，以自主研發(fā)氫燃料電池組為自動(dòng)化軌道吊提供動(dòng)力，不僅減輕了設(shè)備自重約10噸，降低了設(shè)備機(jī)構(gòu)復(fù)雜度、設(shè)備維保量和維修費(fèi)用，而且發(fā)電效率高。據(jù)測(cè)算，以氫燃料電池加鋰電池組的動(dòng)力模式實(shí)現(xiàn)了能量回饋的最優(yōu)利用，使軌道吊每箱耗電下降約3．6％，使單機(jī)節(jié)省動(dòng)力設(shè)備購(gòu)置成本約20％。

今年5月，以打造“中國(guó)氫港”為目標(biāo)的青島港還專項(xiàng)研究氫燃料在集卡車的使用，目前已在全球港口中率先投入運(yùn)營(yíng)氫燃料集卡車。

另一大看點(diǎn)則是5G的加持。傳統(tǒng)碼頭使用光纖、無(wú)線局域網(wǎng)等通訊方式，越來(lái)越難以滿足碼頭繁重的業(yè)務(wù)需求。而二期自動(dòng)化碼頭在全球率先完成“5G自動(dòng)化技術(shù)”全覆蓋，可解決傳統(tǒng)模式下的通信干擾、高時(shí)延等問(wèn)題，大幅提高岸橋、軌道吊和導(dǎo)引車的連續(xù)作業(yè)能力與可靠性，整體提升碼頭運(yùn)營(yíng)效率。

此外，二期自動(dòng)化碼頭還驚艷推出了一系列世界領(lǐng)先的原創(chuàng)“黑科技”組合，包括全球首創(chuàng)陸側(cè)全動(dòng)化技術(shù)、全球首創(chuàng)智慧監(jiān)管系統(tǒng)、全球首創(chuàng)三維可視化運(yùn)維平臺(tái)、全球首創(chuàng)基于商業(yè)智能（BI）的自診斷系統(tǒng)，以中國(guó)“智”造、中國(guó)創(chuàng)造向全球港航業(yè)奉獻(xiàn)了“中國(guó)方案”。

如果說(shuō)傳統(tǒng)碼頭靠的是工人在50米高空操作橋吊搬運(yùn)貨物的精湛技藝，那么這座自動(dòng)化碼頭則是技術(shù)人員在中控室指點(diǎn)江山，如同打游戲一般就把活干完了。

高密度建設(shè)的邏輯

青島港全自動(dòng)化集裝箱碼頭共分為三期建設(shè)，其中一期工程已于2017年5月11日投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)；僅僅過(guò)了兩年半時(shí)間，二期又投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)；而三期也已經(jīng)處于土建階段?？赡苡腥瞬唤雴?wèn)，為什么青島港要如此高密度建設(shè)自動(dòng)化碼頭？

從全球航運(yùn)業(yè)的趨勢(shì)來(lái)看，發(fā)展自動(dòng)化碼頭的一大驅(qū)動(dòng)力是船舶大型化。當(dāng)前，世界主要的航運(yùn)巨頭都在下水超大型集裝箱船，通過(guò)提高單次運(yùn)載量來(lái)降低單位運(yùn)輸成本，提高航運(yùn)效益。

以今年7月11日靠泊青島港的世界載箱量最大的集裝箱船“地中海古爾松”為例，船長(zhǎng)399．9米，寬61．5米，最大載箱量23756標(biāo)準(zhǔn)箱。這樣的海上巨無(wú)霸比一艘航母還要龐大，對(duì)港口裝載效率的要求也水漲船高，傳統(tǒng)碼頭依靠人力進(jìn)行操作已逐漸無(wú)法滿足需求。而自動(dòng)化碼頭就凸顯出優(yōu)勢(shì)，不僅岸橋、軌道吊、導(dǎo)引車的自動(dòng)化作業(yè)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫銜接，還可以24小時(shí)不間斷工作，大大縮短船舶在港時(shí)間。

自動(dòng)化碼頭有諸多好處，但卻并不是每個(gè)港口都能上馬的。自動(dòng)化碼頭是集物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、自動(dòng)控制等技術(shù)和業(yè)務(wù)于一體的復(fù)雜系統(tǒng)工程，是港口綜合實(shí)力的體現(xiàn)。

縱觀國(guó)內(nèi)港口，有能力建設(shè)自動(dòng)化碼頭的只有少數(shù)財(cái)力雄厚的大型港口，動(dòng)輒幾十億的投入令一般港口望洋興嘆。此外，自動(dòng)化碼頭建設(shè)并非單純的資金投入和技術(shù)創(chuàng)新，還要培養(yǎng)出一套專業(yè)的運(yùn)營(yíng)團(tuán)隊(duì)，探索出合適的運(yùn)作模式和良好的保障條件。

自動(dòng)化碼頭建設(shè)難度大、成本高，背后卻是令人意想不到的收益慢。全球自動(dòng)化碼頭的單機(jī)平均作業(yè)效率在20自然箱／每小時(shí)左右，還不如傳統(tǒng)人工碼頭的平均作業(yè)效率。

但是青島港打破了這個(gè)魔咒。截止今年11月26日，青島港全自動(dòng)化集裝箱碼頭一期平均裝卸效率由開港時(shí)的24．2自然箱／每小時(shí)提升到36．2自然箱／每小時(shí)，最高效率達(dá)到43．8自然箱／小時(shí)，比國(guó)外同類碼頭（鹿特丹RWG和MV2等）高50％，是首個(gè)超過(guò)人工碼頭作業(yè)效率的自動(dòng)化碼頭。外集卡在港周轉(zhuǎn)時(shí)間15分鐘以內(nèi)，比人工碼頭縮短時(shí)間50％以上。

究其根源，就是青島港擁有一支擁有包括專業(yè)技術(shù)人員和新時(shí)代產(chǎn)業(yè)工人在內(nèi)的高素質(zhì)員工隊(duì)伍，更好地適應(yīng)了港口自動(dòng)化和智能化轉(zhuǎn)型。

城市發(fā)展的新機(jī)遇

港口大型基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目的建設(shè)同樣給一座城市的發(fā)展帶來(lái)新機(jī)遇、新變化。

集裝箱物流是高效便捷、高附加值的現(xiàn)代物流形式，建設(shè)全自動(dòng)化集裝箱碼頭，提升集裝箱裝卸的信息化與服務(wù)水平，將使青島在激烈的城市競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)有利位置。

換言之，如果沒(méi)有這樣的魄力持續(xù)提升現(xiàn)代化的碼頭和世界領(lǐng)先的裝卸效率，青島港就不會(huì)有位居中國(guó)北方港口第一位的集裝箱航線密度，青島也就不一定能吸引如此多的國(guó)際港航巨頭、物流企業(yè)和外貿(mào)企業(yè)落地。

在青島十五個(gè)攻勢(shì)中，多處涉及集裝箱物流的攻堅(jiān)。

其中，《青島市新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換“海洋攻勢(shì)”作戰(zhàn)方案（2019—2022年）》提到，到2022年，集裝箱吞吐量突破2400萬(wàn)標(biāo)箱；航線超過(guò)200條，其中外貿(mào)航線超過(guò)165條；集裝箱中轉(zhuǎn)比例提高到20％?！肚鄭u市國(guó)際航運(yùn)貿(mào)易金融創(chuàng)新中心建設(shè)攻勢(shì)作戰(zhàn)方案（2019—2022年）》也提出建設(shè)智慧港口，推進(jìn)碼頭設(shè)備智能控制、作業(yè)智能調(diào)度與管理一體化，自動(dòng)化集裝箱碼頭持續(xù)保持世界領(lǐng)先水平。

一個(gè)數(shù)字可以更直觀地看出全自動(dòng)化碼頭的意義：如果把一期、二期、三期相加，總設(shè)計(jì)吞吐能力將達(dá)到520萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)箱／年，相當(dāng)于2018年青島港集裝箱吞吐量（1932萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)箱）的1／4還多，這將成為青島未來(lái)集裝箱吞吐量快速增長(zhǎng)的重要支撐。

另外，氫能和5G是當(dāng)前青島新產(chǎn)業(yè)重要發(fā)力方向，而最先大規(guī)模應(yīng)用的是青島港，這一點(diǎn)也耐人尋味。

9月23日，青島在2019青島氫能產(chǎn)業(yè)高峰論壇上提出加快打造氫能產(chǎn)業(yè)集群，全力建設(shè)“世界氫城”。10月18日，青島發(fā)布《青島市5G產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方案》，打造全國(guó)5G信息技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)的創(chuàng)新高地。

新產(chǎn)業(yè)的培育離不開應(yīng)用場(chǎng)景的落地，需要有第一個(gè)吃螃蟹的人。而對(duì)未來(lái)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)保持敏感洞察力的青島港，無(wú)疑是青島新產(chǎn)業(yè)新技術(shù)率先商業(yè)化應(yīng)用的典范。

（記者 周曉峰 攝影 傅學(xué)軍）

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揭秘神奇的氫能碼頭

氫能碼頭揭秘

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氫能作為零碳能源，是人類能源的終極解決方案和能源革命的重要方向，也被認(rèn)為是綠色港口發(fā)展的趨勢(shì)。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外絕大部分港口都是使用城市電網(wǎng)對(duì)碼頭進(jìn)行供電，每吊運(yùn)一個(gè)集裝箱大約要消耗6度電，由此產(chǎn)生的二氧化碳、二氧化硫等排放十分可觀。相比之下，氫能更加環(huán)保，完全實(shí)現(xiàn)零排放，同時(shí)還減輕了設(shè)備自重，降低了設(shè)備復(fù)雜度、維保量和維修費(fèi)用。以年吞吐量300萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)箱測(cè)算，使用氫能每年可減少二氧化碳排放約2萬(wàn)噸，減少二氧化硫排放約697噸。

這個(gè)“黑科技”自動(dòng)化軌道吊由青島港自主研發(fā)的氫燃料電池組提供動(dòng)力。電池組有兩層結(jié)構(gòu)，上層儲(chǔ)氫，下層是氫燃料電池電堆，兩層之間通過(guò)管路連接，氫氣和氧氣在電堆中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能。

氫從哪兒來(lái)？山東省氫氣年產(chǎn)量約400萬(wàn)噸，占全國(guó)產(chǎn)量的近1／5，地?zé)捇?、煤制氫等產(chǎn)業(yè)都走在全國(guó)前列。但過(guò)去這些氫沒(méi)有合理的處理方式，有的被白白排放掉。而青島港將氫收集起來(lái)作為動(dòng)力，將大大減少港口的碳排放。

此次青島港使用的是來(lái)自山東濱化集團(tuán)提純后的工業(yè)氫，以后也將根據(jù)需求使用青島周邊化工企業(yè)的氫。

值得注意的是，此前氫能應(yīng)用的主要方向是氫燃料電池汽車，像青島港這樣用于軌道吊還屬首次。

“氫的儲(chǔ)能密度非常高，在重載、長(zhǎng)距離、長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的汽車得到廣泛的應(yīng)用，將來(lái)也會(huì)普及到軌道交通、船舶等領(lǐng)域。這次青島港把氫能引入作業(yè)繁重的碼頭裝備，是一個(gè)非常好的創(chuàng)新，也為中國(guó)氫能利用探索出一條新的路徑?！蓖瑵?jì)大學(xué)教授、國(guó)家燃料電池汽車及動(dòng)力系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心主任余卓平表示。

然而，氫能利用還沒(méi)有形成規(guī)模與完整產(chǎn)業(yè)鏈，出于成本和技術(shù)考慮，青島港暫時(shí)只應(yīng)用在軌道吊，并未在整個(gè)碼頭落地。

此外，加氫站的建設(shè)和儲(chǔ)運(yùn)等難題還需要解決。據(jù)介紹，目前軌道吊加注的是氣體氫，加一次氫能用大約2到4天?！皣?guó)家出臺(tái)液態(tài)氫標(biāo)準(zhǔn)并普及加氫站建設(shè)后，通過(guò)加注液態(tài)氫，使用的時(shí)間將大幅延長(zhǎng)?！鄙綎|港口青島港自動(dòng)化碼頭工程技術(shù)部副經(jīng)理呂向東說(shuō)。

余卓平認(rèn)為要從制氫、儲(chǔ)運(yùn)氫到加注氫的全產(chǎn)業(yè)鏈加快突破產(chǎn)業(yè)瓶頸，同時(shí)氫燃料電池技術(shù)也需要進(jìn)步。

（記者 周曉峰）

山東港口青島港全自動(dòng)化碼頭：

5G架起一道“空中光纖”

青島日?qǐng)?bào)／青島觀／青報(bào)網(wǎng)訊 5G商用剛剛拉開帷幕，5G智慧港口建設(shè)便取得矚目成果——由山東港口青島港全球首創(chuàng)的“5G自動(dòng)化”技術(shù)如今已實(shí)現(xiàn)碼頭全覆蓋，這標(biāo)志著山東港口青島港全自動(dòng)化碼頭智慧化發(fā)展跨入全新5G時(shí)代。在智慧碼頭場(chǎng)景下，5G有些哪些優(yōu)勢(shì)？能實(shí)現(xiàn)哪些應(yīng)用？記者專訪山東港口青島港自動(dòng)化碼頭副總經(jīng)理李永翠。

5G比傳統(tǒng)光纜有哪些優(yōu)勢(shì)？

李永翠介紹，相對(duì)于光纖和傳統(tǒng)的通訊方式，5G的靈活性、建設(shè)成本、維護(hù)成本和可擴(kuò)展性更有優(yōu)勢(shì)。比如此前碼頭設(shè)備依靠光纜通訊的運(yùn)行區(qū)域需要開挖土坑，而運(yùn)用5G網(wǎng)絡(luò)則不受地理位置的限制，此外接入設(shè)備的數(shù)量也不受限制。無(wú)形之中，為碼頭后續(xù)設(shè)備的擴(kuò)展和可靠運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)保障。

此外，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臅r(shí)延和帶寬能否更好地滿足工業(yè)通訊控制，是一個(gè)很重要的指標(biāo)。相比傳統(tǒng)光纜，5個(gè)網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)了高帶寬、低時(shí)延、高安全可靠的傳輸服務(wù)。經(jīng)測(cè)試，二期自動(dòng)化碼頭大型設(shè)備通訊實(shí)現(xiàn)了低時(shí)延（20ms以內(nèi)）、大帶寬（上行200Mbps以上，下行1000Mbps以上），抗干擾強(qiáng)，頻譜穩(wěn)定，為智能港口應(yīng)用構(gòu)建了低成本、更便捷的信息高速公路。

“5G”給碼頭帶來(lái)什么？

李永翠說(shuō)，自去年開始，我們開始著手5G技術(shù)的性能測(cè)試，并在今年與華為、聯(lián)通等公司聯(lián)手創(chuàng)新攻關(guān)，結(jié)合基于5G虛擬園區(qū)網(wǎng)的港口專網(wǎng)方案、端到端應(yīng)用組件，為解決好港口自動(dòng)化設(shè)備通訊問(wèn)題提供了全新解決方案，在全球率先完成了運(yùn)用“5G自動(dòng)化技術(shù)”，并實(shí)現(xiàn)了一期和二期碼頭的全覆蓋。

他介紹，目前在自動(dòng)化碼頭區(qū)域設(shè)有6個(gè)5G基站（包括3個(gè)海側(cè)基站和3個(gè)陸側(cè)基站），覆蓋岸橋吊、AGV運(yùn)輸車、滑軌吊及周邊辦公樓、操作區(qū)等區(qū)域，可實(shí)現(xiàn)在5G網(wǎng)絡(luò)下的岸橋、軌道吊自動(dòng)控制操作、抓取和運(yùn)輸集裝箱及高清視頻大數(shù)據(jù)回傳等場(chǎng)景的應(yīng)用，等于是用5G架起一道“空中光纖”，發(fā)揮5G邊緣計(jì)算技術(shù)的能力，滿足碼頭專網(wǎng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信安全性、私密性、業(yè)務(wù)可靠性等方面的要求。

當(dāng)下借助5G、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)的發(fā)展，各大港口都在發(fā)力數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)之路，山東港口青島港在智慧港口5G應(yīng)用方面做出的突破，將為其他港口探索轉(zhuǎn)型之路提供示范與引領(lǐng)。

（記者 王冰潔）