综合电力系统：舰船动力的第三次革命（附报告）

摘要

动力系统是船舶最重要的系统之一，是船舶的心脏和动脉，是船舶正常航行运转的主要支点。船舶的动力系统的演化是一个漫长的过程，但是伴随着人类科技技术的快速发展这一演化过程正在加速。从最早船舶诞生的史前时代开始的依靠人力划桨、依靠风力扬帆，到蒸汽机被发明、1807年富尔顿的“克莱蒙特”号蒸汽机船试航成功，蒸汽船舶取代了帆船舰船动力的第一次革命花费了数千年之久。1866年戴姆勒首先将汽油发动机装载了自制的船上，之后数十年间内燃机、燃气轮机、核动力等化学能逐步替代了蒸汽机，舰船动力系统的第二次革命仅耗时百年左右。船舶综合电力系统将传统船舶相互独立的机械推进系统和电力系统以电能的形式合二为一，被称为舰船动力系统的第三次革命，此技术革新也是船舶动力未来的主要发展方向之一。

综合电力系统发展已发展到第二代。第一代综合电力系统为中压交流综合电力系统，在各个国家已经取得了广泛的使用。第二代综合电力系统为中压直流电网结构，目前处于加速建造的进程中。

军船对安静性、机动性、安全性的要求较高，同时对高能武器的使用需求也进一步提升了综合电力系统对军用舰船的优势，因此综合电力系统可以看作是海军大国的重要发展方向之一。

通过分析美海军2020财年向国防部提出的长期造舰计划（即30年造舰计划）中各类型舰艇预计使用综合电力系统的情况，美海军未来30年的造舰计划中综合电力系统的市场较大，且搭载综合电力系统的舰船多为吨位大、造价高的大型舰艇为主。

世界范围内船舶综合电力系统的龙头公司包括了ABB与通用电气。ABB是民用船舶电推系统的领军者，其产品在优势经济性、可靠性、安全性、操作性、多能源整合性、安静性、节省空间、安装简单、提供本地数字平台与可在现有船舶上改装等方面具有一定优势。通用电气的产品在军、民市场均有应用；其中在军品上通用电气为美海军朱姆沃尔特型驱逐舰与一些潜艇的综合电力系统提供服务，民船上提供包括电船、电推系统、船电网络与混动船等各类解决方案。

我们对美国综合电力系统在军船中的市场进行了测算未来5年市场空间约为89亿美元，以美元兑人民币汇率1：6.6测算，未来5年美国军船综合电力系统市场约为587.4亿元。

同时我们对我国军船综合电力市场进行测算，我们预估未来10年我国海军综合电力系统的市场空间根据预估增速不同在366亿人民币-681亿人民币左右。

综合电力系统因其减少燃料消耗、增加空间可利用率等特点与民船需求相契合，因此在民船领域增长较快。目前，我国民船市场的下一轮景气周期可能正在到来，同时我国向高技术船舶产业领域迈进趋势明显，为综合电力系统在民船领域打下良好的基础。

此外，综合电力系统的一大优势就在于其系统对电磁弹射器与高能武器等瞬时高能耗的武器装备的适应性，有望助力高能武器上舰。主要体现为如下两点：

1、电磁弹射器作为主要应用于航空母舰舰载机起飞的装备凭借其比蒸汽弹射器在弹射能力、弹射性能、可靠性、适装性、运行维护成本等方面的提升，逐步取代了蒸汽弹射器在航母上的使用。美国新型福特级航母四艘全部使用电磁弹射、法国海军也预计购买电磁弹射器用于其新建航母。2、高能武器是利用光、电磁、高功率微波等先进技术直接杀伤目标和破坏装备、对未来作战理念和作战方式带来革命性变化的武器装备。