改革開放以來中國經濟建設取得了巨大成就，但是環保問題日益突出，在此背景下，“十二五”以來，中國政府強調頂層設計，多方面加大環境保護力度。在中國政府政策的引導下，經歷近10年，岸電" target="_blank">船舶岸電系統港口端建設取得初步成效。但是，受多方面因素制約，船舶岸電系統的使用面臨一些亟需破解的重大難題。
01.頂層設計：從建設布局到使用引導
近年來，國際社會對節能減排、環境保護工作的重視程度越來越高。靠港船舶使用船舶岸電系統（包括岸上供電系統、船岸交互部分和船舶受電系統）供電，作為減少港口環境污染問題的一項重要技術，已經在國內外一些港口實際應用，并在美國加利福尼亞州和瑞典哥德堡取得良好減排成效。
船舶在靠港期間，主要利用船載輔機發電來滿足船舶基本運行和裝卸貨物等自用電需求，輔機發電主要依靠燃料油（重油或柴油）。燃油輔機在發電過程中，會排放包含氮氧化合物（NOx）、硫氧化合物（SOx）、揮發性有機化合物（VOC）和顆粒污染物（PM）在內的污染物，對港口空氣及水域造成污染。與此同時，輔機發電會產生較大的噪音與振動，嚴重影響附近居民及船員的工作和生活。
船舶在靠港期間，停止使用輔機，通過船舶岸電系統獲得其泵組、通風、照明等所需電力，可極大降低污染物的排放，亦給船岸之間安寧的環境。
在此背景下，中國政府自“十二五”期間便頻繁發布各項政策與規劃，鼓勵并補貼港航船舶岸電系統的建設。頂層的不遺余力帶來岸上供電系統的大規模建設，但是，受多方面因素影響，岸電使用率不高，致使大量在建資源的浪費。
頂層未來著意推廣使用
基于對環境問題的高度關注，中國政府自2010年開始著力倡導船舶岸電系統建設，“十二五”期間與“十三五”期間更是著重通過制度層面的積極引導，提升船舶岸電系統的建設速度與規模。
“十二五”期間，國務院有關部委（有關部委）先后數度發布政策，規劃船舶岸電系統建設藍圖、發布建設標準以及激勵方案，重在從方向上引導船舶岸電系統建設。期間，有關部委通過發布《船舶與港口污染防治專項行動實施方案（2015-2020年）》等政策，提出總體目標：到2020年主要港口50%的萬噸級以上集裝箱、散貨、大型郵輪客運碼頭和長江旅游客運碼頭，具備向船舶供應岸電的能力；通過頒布《碼頭船舶岸電設施建設技術規范》等，規范岸電供電設施設計和建設，規定碼頭供電、船舶使用岸電的建設條件，保障供電設施質量和供電操作的安全。與此同時，有關部門同時推出船舶岸電系統改裝補貼政策，對岸上供電系統、船舶受電系統改裝工程進行補貼。
“十三五”伊始實施的《中華人民共和國大氣污染防治法（2015修訂版）》強調，“新建碼頭應當規劃、設計和建設岸基供電設施；已建成的碼頭應當逐步實施岸基供電設施改造。船舶靠港后應當優先使用岸電。”。為貫徹落實該項法案，國務院、有關部委以及電網企業積極發揮優勢，共同推動船舶靠港使用岸電。
“十三五”期間的系列政策，對船舶岸電系統的建設給出了更清晰的路線，并在促進使用方面形成組合拳。相關政策在繼續強調“十二五”岸上供電系統建設目標的基礎上，對細分船型泊位要求細化；將建設與使用的重點區域落在珠三角、長三角、環渤海京津冀水域，但強調新建碼頭要同步建設岸上供電系統；繼續強化中央財政岸電獎勵資金政策引導；明確電價政策執行大工業電價，免收容（需）量電費。
2019年2月20日，為推進岸電使用，交通運輸部、財政部、國家發改委、國家能源局、國家電網和南方電網等六部門再出力政，聯合制定印發《關于進一步共同推進船舶靠港使用岸電工作的通知》（《通知》）。《通知》強調岸電標準化、規范化建設，并在敦促繼續加快岸上供電系統建設的同時，著意于在多方面推動岸電常態化與便利化使用。
在政策鼓勵和國家交通主管部門主導下，中國岸上供電系統建設取得階段性成果。從政策導向來看，政府仍舊鼓勵港口繼續加強相關建設，但是重點轉向敦促岸電的常態化使用上。
供電系統建設長足發展
在國家政策的引導下，在各方共同努力下，經過近10年的建設，中國岸上供電系統建設從個例化、單泊位化到系統化和全泊位化，已經取得長足發展。
2010年，連云港港首次在國內實現高壓船用供電系統建設并應用于“中韓之星”號郵輪。同年，上海港外高橋港區二期將移動式變頻變壓供電系統應用在多個泊位。2011年，中國岸上供電系統繼續擴張的同時，航運企業開始改裝船舶受電系統。首先，神華中海航運為其4.6萬DWT級干散貨船改裝高壓受電系統；河北遠洋運輸集團在其“富強中國”號船著手相應改造。2013年，江蘇淮安新港6個泊位建設低壓供電系統；江蘇句容電廠碼頭建設低壓供電系統。2015年，江蘇泗洪碼頭首個岸電入河工程建成投運，該岸電項目通過碼頭上的5個岸電箱同時向靠港停泊的45艘船舶供電。同年，重慶首個智能岸上供電系統在朝天門碼頭正式投入使用……
“十三五”期間，中國岸上供電系統建設速度繼續加快，交通運輸部水運科學研究院數據顯示，截至2018年6月底，全國已建成岸上供電系統2400余套，覆蓋泊位3200多個。《港口岸電布局方案》提出的任務完成約40%，京杭運河水上服務區基本實現岸上供電系統全覆蓋。
岸上供電系統建設已取得成效，但岸電使用推廣工作存在諸多障礙，常態化使用或成為一個長期難題。
推廣使用需破解難題
盡管岸上供電系統建設已經取得階段性成果，但是推廣使用中出現的船舶受電系統改造成本高、受電系統穩定性與安全性存在隱患、岸電電價標準等問題，導致岸電使用率總體不高。為提高岸電使用率，部分城市出臺多項鼓勵政策，但是成效并不顯著。
首先，船舶受電系統改造需要投入較大費用，致使航運企業望而生畏。根據數據，一艘大型集裝箱船的改造成本在600萬～1000萬元，而受電系統只有在船舶靠港期間使用，成本回收經濟性使得航運企業持觀望態度。目前，具有受電系統的船舶較少，航運企業只完成約數百套（3000噸級及以上）船舶受電系統改造。
其次，盡管現有的船舶岸電系統已經過一段時間的實踐檢驗，但由于相關技術還不夠成熟，部分航運企業對于船舶岸電受電系統與輔機發電系統在切換過程中的穩定性與安全性持猶疑態度。
第三，之前岸電電價標準尚未統一，甚至出現使用重油成本遠低于岸電成本的現象，致使航運企業普遍消極應對。
面對船舶岸電系統的普遍使用率較低的狀態，各地政府也在出臺多項政策鼓勵使用。比如，深圳市加大船舶岸電系統建設和使用補貼力度，同時加強宣傳，力爭遠洋船舶使用岸電率達5%。上海將電價限制在0.4～0.6元/度，余下電費成本由當地政府補貼給港口企業。不過，從各地的使用率目標來看，鼓勵成效并不顯著。
船舶岸電系統的推廣使用困難重重，但是受終端能源電力化趨勢以及未來電力來源更清潔等因素影響，岸電的使用為必然。各界需要探索的是安全穩定的技術、電力價格的長效標準，以及最佳商務運營方式。
中國特色社會主義市場經濟體制，主要由市場這只看不見的手來發揮資源的配置作用，但在環境保護等公共物品領域，需要頂層通過多種手段調配資源，以達到帕累托最優狀態。歷時近10年，中國岸上供電系統建設取得成效，盡管推廣使用充滿曲折，但是需要的僅僅是時間。
02.標準不一導致船舶岸電系統分化
國際船舶岸電系統在2000年之后逐步出現，但是未現普遍性建設局面。中國在10年間大搞岸上供電系統建設，但是運營經驗仍舊有限。因此，在船舶岸電系統標準化方面，全世界范圍來講都是欠缺的。
不同國家與地區電力系統頻率的不同和各類船舶額定負荷的不一致，加上這種標準化的欠缺放大，將導致船舶岸電系統建設差異化較大。這種差異，不但導致船舶岸電系統發展的不經濟，其導致的無序化也致使航運企業對于岸電使用安全性與穩定性持猶疑態度。
船舶岸電系統的組成
船舶岸電系統主要由三部分組成：岸上供電系統、船岸交互部分和船舶受電系統。
岸上供電系統
將變電站的電力根據受電船舶電力系統要求進行電壓等級和頻率變換，輸送到碼頭、泊位的連接點或接電箱。根據岸上供電系統輸出電壓等級的不同，將岸電分為高壓岸電和低壓岸電。
船岸交互部分
連接岸上接電箱和船上受電裝置的電纜和設備的統稱，安裝于岸基、駁船或船上，一般設置有電纜管理系統，以便于電纜的快速連接和儲存。
船舶受電系統
指對船舶配電系統進行改造，安裝岸電受電裝置，一般包括電纜絞車、船用變壓器、控制設備和并車裝置等，必要時還需安裝船用變頻器。
不同類型、不同噸位船舶采用不同電壓等級和頻率的船舶電力系統，不同國家和地區的船舶也會采用不同的額定電壓和頻率。如高壓船舶電站的電壓等級可為11kV/6.6kV（60Hz）或6kV（50Hz），低壓船舶電站的額定電壓可為440V（60Hz）或400V（50Hz）。中國船舶電力系統頻率為50Hz，美國為60Hz，歐洲為50Hz或60Hz。因此，船舶岸電系統需轉換出不同電壓等級和頻率的電源，與受電船舶電力系統相匹配。
當船舶接入電壓和頻率略低于其額定值的岸電電源時，長時間不匹配供電會縮短設備使用壽命；若船舶接電壓和頻率高于其額定值的岸電電源，則會帶來電動機發熱、最大轉矩增大和功率增大超負荷等隱患。
船舶岸電系統建設分化
由于各類船舶電力系統額定電壓和頻率等級不同，船舶岸電系統建設又缺乏統一的標準，所以建設方案層出。不過，受國際先行港建設影響，船舶岸電系統主要有低壓船舶/低壓岸電供電方案、低壓船舶/高壓岸電供電方案以及高壓船舶/高壓岸電供電方案。
低壓船舶/低壓岸電供電方案
美國洛杉磯港采用低壓船舶/低壓岸電、60Hz直接供電方案。電網電壓經變電站降至6.6kV，并移動到港口岸電接電箱。因港口空間有限，6.6kV到440V變電箱裝在駁船上，船舶經由駁船上9根電纜連接岸電。該方案可用于對低壓配電船舶進行供電，且無需改造碼頭，配置簡單。但是因低壓船舶不易安放變電箱，該設備需置于駁船，造成連接的困難；另外，使用9根電纜供電，安裝拆卸時間較長。
低壓船舶/高壓岸電供電方案
瑞典哥德堡港滾裝船碼頭采取低壓船舶/高壓岸電、50Hz直接供電方案。電網電壓經變電站降至6～20kV，由岸上供電系統接電箱接岸電上船，因傳輸電壓高，傳輸電纜使用1根高壓電纜即可。上船后通過變壓器降壓至船舶配電電壓等級向船舶供電。該方案的優點在于采用高壓1根電纜上船，安裝便捷，且供電由岸側管理，運行方便。缺點是由于采用岸上并網方式，每臺變頻器對應單獨的船舶，且船舶需相應改造，技術實現成本高，靈活性較差。
高壓船舶/高壓岸電供電方案
美國長灘港集裝箱碼頭使用高壓船舶/高壓岸電、60Hz直接供電方案。電網電壓經變電站降至6～20kV，由碼頭岸電接電箱接岸電上船，上船后可直接切換至船舶配電系統并向船舶供電。該方案適用于對高壓配電船舶進行供電，當給低壓配電船舶供電時，需在岸側或船側加裝變壓器。由于未加裝變頻器，當向50Hz船舶供電時，該岸電只能給船舶上的照明等非動力負載供電。
中國在著意強調船舶岸電系統標準化、規范化建設，提升船舶岸電系統的穩定性，確保安全使用。與此同時，國際社會對船舶岸電系統的建設也日益重視，預計相關國際機構將出臺更多細化建設標準，助益船舶岸電系統的標準化建設與安全穩定使用。
03.借鑒加州經驗破解岸電使用困局
在思考破解岸電使用困局時，美國加利福尼亞州（加州）的岸電推廣使用成績令各界側目。據港方提供信息，2018年，加州奧克蘭港所有靠港船舶中有75%使用岸電，比2017年的68%有所上升。具體而言，2018年共計1543艘船舶停靠奧克蘭港，其中1157艘關閉輔助柴油發動機，通過船舶岸電系統供電。事實上，加州要求航運企業在其包括奧克蘭港在內的六大港口使用岸電。
加州推動靠港船舶使用岸電的過程，經歷了個別泊位被迫建設岸上供電系統作為初步應用實踐，到擴大建設范圍的同時發布船舶靠港使用岸電路線圖和時間表，到逐步地強制性使用。從2001年中海集運被迫建設岸上供電系統，到目前的成功推廣，歷時近20年。那么，岸上供電系統建設取得階段性成果后，借鑒加州經驗，中國岸電推廣使用或需10年時間。
個別化被迫建設
加州洛杉磯港是最早在貨運碼頭配置岸上供電系統的港口。2004年，中海集運經營的洛杉磯港WestBasin集裝箱碼頭100號泊位通過安裝在駁船上的低壓岸上供電系統為靠港的中海集運“新揚州”號集裝箱船供電。
在洛杉磯港WestBasin集裝箱碼頭建設工程環境影響評價征求意見階段，當地民眾以碼頭將帶來額外的污染、噪音和擁堵對建設表示反對，但是洛杉磯市政府為適應集裝箱運輸發展需要，仍然批準中海集運建設并運營該碼頭。2001年，美國自然資源保護委員會以批準該工程建設違反加州環境質量法案起訴洛杉磯市政府獲得成功，中海集運為此在碼頭建設岸上供電系統。因此，洛杉磯港WestBasin集裝箱碼頭100號泊位配備岸上供電系統，是企業被迫采取的環保措施。
但是，個別的被迫化，成為了加州推廣使用岸上供電系統建設的成功樣例，并以此初步實踐逐步推進船舶使用岸電政策。
利用政策與法律推進
2007年，基于在洛杉磯港WestBasin集裝箱碼頭100號泊位岸上供電系統對改善空氣質量的突出作用，加州環境保護署空氣資源委員會批準“靠泊加利福利亞港口遠洋船舶應用的輔助柴油引擎的有毒大氣污染物控制規則”（“靠港規則”）。“靠港規則”對掛靠加州6個港口（按照規模大小順序為洛杉磯、長灘、奧克蘭、圣地亞哥、圣弗朗西斯科和懷尼米港）的集裝箱船、客船和冷藏貨船提出的年使用岸電靠泊次數比例要求是：2010年起20%；2015年60%；2020年80%。
2007年的情況是，美國只有阿拉斯加州朱諾港郵輪碼頭和華盛頓州西雅圖港第二郵輪碼頭分別于2001年和2005年具備了供應岸電的能力；全球只有100多艘運輸船舶具備船舶受電系統。
實際上“靠港規則”強制要求遠洋船舶輔助柴油引擎分階段達到相應的減排污染物（氮氧化物和顆粒物）要求。“靠港規則”要求自2014年1月1日起，減少50%污染物排放，2020年則要減少80%以上。
2010年10月16日，“靠港規則”正式成為加州法律（“加州靠港法律”）。2014年1月1日生效的“加州靠港法律”提供給掛靠加州港口的遠洋船舶兩種選擇，以滿足強制減排要求：一是關閉輔助柴油引擎，使用其他動力來源，最可行的是聯接岸電；二是使用能夠獲得同樣減排效果的替代控制技術。遵守“加州靠港法律”要求的靠港船舶得到相應激勵，反之則視情節給予處罰。此外，針對實際情況的細致調研，“加州靠港法律”還對岸電使用有許多細節上的明確要求，鼓勵船舶靠港使用岸電。與此同時，“加州靠港法律”對港口岸上供電系統建設也提出了強制性要求。
強制執行顯現成果
為滿足政策和法律要求，加州相關港口的碼頭經營人以及航運企業有計劃地建設岸上供電系統以及改造船舶受電系統。
根據相關要求，加州6個港口積極建設岸上供電系統。為滿足2014年1月1日生效的“加州靠港法律”需要配備岸上供電系統的60個泊位中，20個泊位在2013年年初就具備供應能力，2013年年底僅有6個泊位沒有完成配備岸上供電系統。
航運企業改造船舶受電系統，對于靠港船舶使用岸電至關重要。當時，根據船舶情況不同，單艘船舶改造受電系統需要投入比目前還要高額的費用。為滿足“加州靠港法律”要求，相關航運企業陸續對掛靠加州港口的船舶進行改造，配置船舶受電系統并開始使用岸電，如美森輪船對其8艘船舶進行相關改造（單艘改造費用170萬美元）。馬士基航運在2014年完成其掛靠加州港口的16艘集裝箱船舶的改造（單艘改造費用100萬美元），配置船舶受電系統。
借鑒加州經驗，首先中國可設立示范港以取得典范效應；其次，對有固定班次的船舶或運輸特殊貨品的船舶給出岸電使用路線圖；第三，通過政策甚至法律強加約束，以達到更好的推廣效果。相較10余年前的加州的船舶岸電系統建設與推廣使用，中國站在國際社會對環境問題愈加重視的時點、更好的時間節點。中國不是獨行者，全世界已在環保方面達成高度共識，全球船舶岸電系統的建設將會更快推進。不過，依據目前海事規則的推進速度，有效的推廣使用或仍需要10年時間。