天津港打造全球首个“智慧零碳”码头

引 言

“十四五”以来，天津市深入贯彻习近平生态文明思想，认真落实国家“双碳”工作决策部署，积极推动经济社会发展全面绿色转型。为总结推广先进经验，发挥示范引领作用，有序推进“双碳”工作，现编发9个天津市“双碳”领域典型案例，供有关单位在工作中参考。

【主要做法】

（一）推动港口运输工具低碳转型。

1.创新研发人工智能运输机器人（ART）。

天津港集团创新研发的人工智能运输机器人（ART），采用L4级无人驾驶技术，依靠激光、雷达、北斗、5G和人工智能的融合技术工作，具有快速充电、造价低、开放性好等特点。通过采用电能驱动，设备能耗低于传统水平运输设备；通过采用工业控制思路，可实现毫米级微动控制和快速准确对位，有效提升作业效率。

2.创新研发智能水平运输系统。

天津港集团自主研发的“智能水平运输系统”作为“智慧零碳”码头的“智慧大脑”，联通着码头12台岸桥、42台场桥、92台ART，涵盖10类人工智能算法和20个智能模块。ART通过车队管理系统与码头操作系统、大型起重设备控制系统、解锁站管理系统、ART车载系统、智能交通管理系统及其他生产作业系统进行对接，实现ART路径规划、智能调度、自动充电、地面解挂锁、智能调序、智能泊车、交通管控等功能。结合5G、人工智能、大数据、车路协同等技术，通过部署高性能微服务引擎，具备最大支持300台水平运输设备高并发计算能力。采用自适应变拓扑动态路径规划算法，基于动态高精地图实现厘米级驾驶管控。系统性提升码头作业效率，有效缩短船舶在港时间和设备移动时间，从消费侧显著减少碳排放量。

（二）创建绿色高效码头运行模式。

1.创新提出“堆场水平布置边装卸+单小车地面集中解锁”的新型高效装卸工艺。

该码头装卸车及拆码垛设备采用双悬臂自动化轨道式龙门起重机，走行方向平行于码头岸线布置。装卸船设备采用单小车双20英尺岸桥，配合地面解锁站和ART，组成“单小车岸桥+ART+地面集中解锁+双悬臂自动化轨道式龙门起重机”的顺岸式边装卸工艺方案。提出地面锁站数量及布置的计算方法及锁站、缓冲区分配原则，根据各设备实际作业情况对ART进入锁岛和缓冲区进行调度，三级动态缓冲区根据ART作业任务及其装船次序，进行ART作业时序动态调整，有效保证装船任务序列和作业效率。

2.创新提出“四位一体”联合布局模式。

一是地面集中解锁站布置于舱盖区下方，可实现车辆自动定位、箱体扫描、锁型选择、加解锁的自动化作业；二是自动充电桩分布在堆场左侧和右侧的两片箱区海侧端，用于ART自动充电；三是动态智能泊车可实现不作业ART在自动化区域内的闲置停车、智能充电等；四是车路协同实现多级流量动态调控，消除交通拥塞瓶颈。“四位一体”联合布局模式显著提升了水平运输系统的智能化水平和整体作业效率，有效避免了由于交通堵塞、设备冲突等因素导致的无效能耗，降低了码头生产能源消耗强度。

（三）成功构建码头绿色能源供应体系。

天津港“智慧零碳”码头为国内首家使用分散式风力发电系统的码头，采用的5台风电机组，轮毂高度为110米，叶轮直径155米至171米，总装机容量为24兆瓦，配合1.4兆瓦屋顶光伏发电系统，将所发电能接入附近变电所内，采用“自发自用，余电上网”的模式，最大限度满足码头对绿色能源的需要。配套建设智能微网和智慧能源监控平台，建立了“风光储一体化”的能源供应系统，实现多能源融合系统与码头负荷的匹配与优化控制，实现绿电100%自给自足，码头生产净零碳排放。该码头搭建了先进的智能绿色能源管理控制系统，集成了能耗管理、环境监控、照明控制、智能用电监测、岸电监测、冷箱监控、变电所辅控、暖通及电动阀控制等功能，实现了能源环境全要素监测管理，通过能源智能调配，最大程度提高绿电自发自用比例，大幅提升能效水平。

【经验启示】

一是加快构建“低碳体系”。调结构优布局，构建以电力为主体的港区用能结构，基本实现“油改电”。创建智能岸电管控平台、智能电力调控平台，科学配置岸基供电系统，为外来大型船舶提供岸电超过1000万千瓦时；自有港作船舶100%使用岸电，在用清洁能源港作机械占比超过50%。

二是加力推进“降碳”行动。转方式提效益，建立全球港口最大规模清洁运输车队，研发推广电动集卡、ART运输常态化应用，集疏运车辆减排效果明显。加快构建“公转铁”“散改集”双示范港口，煤炭实现100%铁路运输，铁矿石铁路运输占比达65%，位于全国沿海港口前列。

三是加速建设“低碳”港口。坚定不移走“低碳”发展道路，天津港“智慧零碳”码头“风光储一体化”绿色能源系统运行一年多以来，提供绿电近4000万千瓦时，实现降碳减排量超过35000吨。天津港集团持续加大港区风电、光伏等新能源布局，已建成8台风机，产能覆盖4个码头，全力打造“低碳”港口，努力实现“零碳”港口。

转载来源：“天津发展改革”