编者按：
作为基础研究主力军和重大科技突破策源地，高校和科研院所是科技成果的“富矿”。近年来，我市各地主动对接高校院所，将“沉睡”在实验室的科技成果进行市场化、产业化应用，将基础研究的人才优势、创新优势转化为产业发展优势、城市竞争优势。即日起，本报推出“从实验室到生产线”系列报道，关注前沿科技在港城具体实践，深切感受科技创新和产业创新在港城激荡的澎湃动力，敬请关注。
（周莹 杨子 陈阿奇 连科） 立秋时节，船长117米、吃水7.8米的“福运1”滚装船缓缓驶入连云港港，与协助靠泊的两艘纯电拖轮同向而行。
大型船舶船宽和船长往往达到几十甚至几百米，且在海上营运时的航速也高达15节左右，换算成陆地车辆速度约30公里/小时，其惯性极为巨大。为了保障港口安全，大型船舶进港必须由拖轮辅助。自重仅有数百吨的拖轮为何能灵活引领、顶推自重数十万吨、体积是其千倍的巨轮精准靠泊码头，帮助其在狭窄水域完成掉头等高难度动作，其背后是中国船舶科研院所实验室无数科技成果的支撑。
当日10时30分，接到指令后，连云港港“云港电拖一号”纯电动拖轮在船舶驾驶员二副齐圣荣操纵下驶离拖轮基地。“‘云港电拖一号’千钧力量背后是精妙的流体力学原理、强劲的动力系统、特殊的船体设计等技术的结合。”鸿云实业有限公司党支部书记刘存龙揭秘电动拖轮背后的实验室技术支撑体系。
登上电动拖轮，其异常强大的“心脏”让人印象深刻。拖轮之所以能拖动万吨级巨轮，核心就是因为其拥有一个强大的高强度引擎。以“云港电拖一号”为例，该船采用磷酸铁锂电池组作为动力源，动力性能相当于4000马力常规燃油拖轮。这是什么概念呢？一辆普通家用轿车的马力是150匹左右，“云港电拖一号”马力约为27辆家用轿车的总和。
在“云港电拖一号”电池机房，384块电池被整齐放置在24簇电池组中。“传统拖轮动力是柴油，噪音大、能耗大、还冒黑烟。”刘存龙介绍，连云港港从2011年前后就考虑制造电动拖轮。为此，他们找到了国内船舶电力系统顶级科研院所中国船舶第712研究所。
作为国内拥有船舶综合电力推进系统等多个世界领先的科研试验室的科研院所，712所承担着中国船舶电力系统新技术的开发。但受到当时国内电池研发技术的限制，传统的船舶电池组很难满足拖轮巨大引擎使用需求和经济价值。
随着国内新能源汽车快速发展，新一代电池技术——固态电池技术迎来大面积应用的时代。中国船舶产业看到了发展电动拖轮的可能。712所启动了新一代船舶电池组的研发，完成了船用锂电池核心技术研发，并取得了船级社认证。
在科研院所加快新技术开发的同时，生产线上的港城企业则通过应用场景搜集到电动拖轮动力系统数据。
“我们一直都没有放弃发展电动拖轮的梦想。”刘存龙介绍，他们利用连云港港优势，建立了拖轮动力需求数据库，为科研院所提供制造电动拖轮电池组参考数据。
2019年，鸿云实业与712所研发人员一拍即合，开启国产电动拖轮动力系统研发。
“云港电拖一号”采用712所高安全性磷酸铁锂电池组作为主动力源，总电量设计为5000千瓦时，充电一次即可满足2至3天港口作业用电需求。其推出市场后刷新了当时国内交付的电池容量最大、推进功率最大的纯电船舶纪录。
更为重要的是这艘船设计多组电池组互为备用，相当于常规拖轮配置了多台柴油机组。“简单说，24簇电池组中有四分之一簇同时发生电池失效，整个拖轮仍然能够完成当下作业过程并且安全返回基地。”连云港轮驳技术设备保障中心经理张张介绍。
经过半个小时的航行，“云港电拖一号”抵达“福运1”左侧船首位置。“电一到位。”“左侧推入。”“电一停。”齐圣荣在高频中接收着引航员下达的协助指令，“云港电拖一号”用一根高强度缆绳连接着“福运1”，向着预定泊位顶推着“福运1”靠泊。
强大“心脏”是电动拖轮可以拖动巨轮的动力，保障拖轮拖得动巨轮，还需要“以柔克刚”。“我们通过与中国船舶第702所深海实验室连云港中心合作，让我们的船体可以更加克服水阻力。”张经理介绍。
船舶之所以能在水上航行是因为其巨大重量被水的浮力所平衡。拖轮要想帮助巨轮“刹车”，就需要克服巨轮在水中移动时产生的流体动阻力以及风、水流等环境阻力。
中国船舶第702所正是国内水动力学等船舶性能研究的核心科研院所，并长期保持该领域国际领先地位。借助无锡连云港结对帮扶的契机，702所与鸿云公司展开了电动拖轮外观设计产学研合作。
张经理介绍，借助702所提供水动力技术，传统拖轮方正船型被颠覆，工程师们采用下沉式布局，优化干舷倾角，船体阻力成功降低3%~5%，实现了船舶动力增加2000千瓦，但其船长和船宽分别仅增加了1米和0.5米。
11时30分，“云港电拖一号”在兄弟拖轮协助下，顺利将“福运1”停泊至69号泊位。
经过三代迭代，如今“云港电拖三号”锂电池容量近8000千瓦时，锂电池能量密度提升约10%，锂电池系统循环寿命提高约50%。借助连云港港口首创的高压岸电技术，可实现快充3小时满电。
据测算，纯电拖轮的年综合运营成本，较同马力传统燃油拖船节省近300万元，能够减少近900吨的碳排放量，纯电拖轮船队作业1年，相当于减少1200辆小汽车1年的碳排放总量。
刘存龙介绍，当前，他们正引入数字孪生系统，利用2000多个传感器和全景监控镜头监控全船情况，所有信息可同步推送至船端、岸基与研究所。驾驶员仅需按8个按钮，就可以实现整船装备全启动。
通过生产线企业和科研院所共同努力，中国船的时代正在来临，连云港也将为这样的时代贡献更多的从实验室到生产线的新实践。
总值班: 曹银生 编辑: 贾元元
来源: 连云港发布
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