集裝箱船大型化發展存在的極限問題

壽建敏++郭曉菡

【摘 要】 為探尋集裝箱船大型化發展的局限性，闡述集裝箱船大型化發展的歷程及現狀，結合現實情況，從經濟、科技、航運聯盟、造船技術、集裝箱種類、成本、環保等因素分析促成集裝箱船大型化發展的原因，從成因著手分析集裝箱船大型化發展的制約因素，包括船舶自身、港口基礎設施及集疏運系統、運河航道、成本等，分析大型集裝箱船給航線、港口和航運聯盟等方面帶來的影響，得出集裝箱船大型化發展存在極限的結論。

【關鍵詞】 集裝箱船大型化；航運聯盟；規模經濟

0 引 言

國際間愈加緊密的經濟聯系為集裝箱船大型化發展創造了有利的外部環境。自1956年第一代集裝箱船問世以來，集裝箱船運輸一直保持著較快的發展速度，于2007年達到鼎盛。2008年的全球金融危機使航運市場墜入深谷，為提升競爭力，航運企業熱衷于訂購大型集裝箱船。

國外學者著重通過建立數學模型的方法分析最具有規模經濟的集裝箱船型，國內學者則普遍從大型化發展趨勢和影響的角度進行分析。本文從成因的角度研究集裝箱船大型化問題，探尋大型集裝箱船發展的局限性，得出其發展存在極限的結論。

1 集裝箱船大型化發展的原因

1.1 全球經濟發展的推動

全球經濟貿易的迅速發展，為海運業創造了機遇。2008年全球金融危機使航運業深陷低谷。隨著發達國家經濟企穩，發展中國家經濟持續發展，航運市場逐漸進入復蘇階段。為了在市場恢復時保持競爭力，2007年以后，集裝箱班輪公司開始訂造更多大型船舶。這一舉動不僅繁榮了新造船市場，而且推進了集裝箱船大型化的發展。

1.2 信息技術的助力

集裝箱船運輸屬于定期運輸，其航線固定，航期確定，涉及的貨主眾多，一艘船上的集裝箱可能分屬于多個貨主。隨著航線的開辟，貿易量的增加，班輪公司的管理難度增大，而信息技術的進步很好地解決了這一難題。中遠集團相繼開發出“中遠船員信息系統（CSIS）”“生產經營管理軟件系統”“船舶安全管理信息系統（SMIS）”等一系列生產經營和資源管理軟件，實現了經營過程自動化、管理方式系統化、知識管理網絡化和商務運營電子化，從而提高了運營效率。

1.3 航運聯盟的帶動

隨著1994年航運界“全球聯盟”的成立，國際聯盟漸漸成為航運業常見現象。近幾年低迷的航運市場推動了航運企業之間加強合作，形成了新的聯盟趨勢。航運聯盟加速了港口的樞紐化，形成了更復雜的港口體系和航運模式，帶動集裝箱船向大型化發展。中海集團打破了多年不結盟的慣例，與阿拉伯聯合航運、法國達飛海運共同簽署合作協議，三方將在亞歐航線、泛太平洋航線和亞洲―地中海航線3條東西向的主干線上展開共同投船、艙位互換和艙位買賣等形式的合作，即O3聯盟。由地中海航運、達飛海運和馬士基航運共同組建的P3聯盟被否后，馬士基航運聯手地中海航運推出了2M聯盟。如果2M聯盟和O3聯盟順利組建，加上此前的由6家亞洲和歐洲航運公司組成的G6聯盟、由5家亞洲航運企業組建的CKYHE，“四強”聯盟格局基本定格。

1.4 集裝箱種類增多

集裝箱是一種能裝載包裝貨或非包裝貨進行運輸，并便于機械設備進行裝卸搬運的成組工具。工藝技術的進步促使集裝箱種類不斷豐富，除通用集裝箱外，還包括專用集裝箱（如敞頂式集裝箱、框架集裝箱、罐式集裝箱、汽車集裝箱、干散貨集裝箱等）和特種集裝箱（如通風集裝箱、冷藏集裝箱、保溫集裝箱等），以及動物集裝箱、航空集裝箱等。這些不僅增加了適箱貨物的種類，而且提高了集裝箱裝卸效率。

1.5 船舶設備更新

美國船級社開發的基于動力學的新型安全船體設計系統可通過辨析集裝箱船體受力最大的部位來確定結構鋼材最終分布的部位，增強了船體整體的牢固性，且不受船舶尺度的約束。發動機技術方面，瓦錫蘭公司推出的14缸RAT-flex96C柴油機是目前世界上最大功率的低速船用柴油機。此外，大型集裝箱船載貨方式靈活，限制減少，具有多樣性。

1.6 港口、運河航道擴建優勢

近幾年，港口也朝著大型化方向發展。英國的菲利克斯托港口將在Languard碼頭建設首個深水泊位，泊位水深將達到18 m，年通過能力提升至600萬TEU。鹿特丹港的Maasvlakte二期港區工程完工后，其年通過能力增加萬TEU。美國長灘、洛杉磯、紐約-新澤西等港口重點建設集疏運體系、自動化碼頭和改造礙航設施。亞洲的釜山、上海、新加坡自2010年以后也展開了港口擴建工作，努力提升成為國際樞紐港的競爭力。

巴拿馬運河從2007年9月開始擴建，工程包括加深河道，增添兩座三級船閘、一座海上指揮中心和一條單行局部航道。建成后能通過 TEU的大型集裝箱船，最大允許通過 TEU的大型集裝箱船。

1.7 低成本趨向

成本優勢是大型化的直接原因。船型在決定造價的同時影響運輸成本；主機類型決定油耗，直接影響燃油成本；船舶主尺度則決定了港口使用費。理論上，單船運力超過 TEU的集裝箱船最大優勢是每一航次運量高，掛靠港口少，平均單箱成本比單船運力為～ TEU的集裝箱船低10%～12%，比單船運力為 TEU的集裝箱船低30%。

1.8 環保觀念的流行

環保、低碳越來越受人們關注，國際海事組織（IMO）2011年通過了新船能源效率指標，降低船舶碳排放，減少對全球氣候變暖的影響。大型集裝箱船使用清潔能源，具有明顯的環保優勢。馬士基海陸訂購的3E級集裝箱船不僅是當前較大的集裝箱船系列，而且具有優異的環保性能。其單箱產生的碳排放量比目前亞歐航線上運營的船舶平均碳排放量少50%。

2 集裝箱船大型化發展的極限因素

2.1 船舶自身因素

過大的船舶尺度會影響船舶強度，威脅航行安全，如船長變量對總縱強度的影響呈平方效應。現有船長400 m的超大型集裝箱船均采用駕駛橋樓與機艙分離、駕駛橋樓前移的設計，有助于減小船舶的縱向彎曲力矩，增加船體強度。若船舶尺度進一步增加，需要更多的創新設計和措施來確保足夠的船體強度。推進系統方面，單主機柴油機整機重達 t，很難將其裝配到船舶上，且大功率發動機在運轉中產生的集中而強烈的振動，會導致船體龍骨發生裂痕，因而宜采用雙主機雙螺旋槳裝置。但是，雙主機占艙容多，會降低載運量，影響規模經濟效益。

2013年6月17日，裝載 TEU的“MOL Comfort”號在也門外海斷裂沉沒，造成嚴重的經濟損失。關于斷裂原因，存在兩種觀點：（1）大浪毀船。當時印度洋海域天氣狀況惡劣，大波浪砰擊載荷使波浪載荷的非線性程度顯著增大，導致船體在中部斷裂而沉沒。（2）高強度鋼毀船。“MOL Comfort”號是日本最早采用高強度鋼建造的集裝箱船，高強度鋼的使用使得船體結構的剛度越來越“軟”，變形越來越大，導致大型船舶的低周疲勞斷裂損傷問題十分突出。這兩方面都是建造大型集裝箱船急需解決的問題。

2.2 港口基礎設施及集疏運系統因素

無論是在進港航道水深、泊位、裝卸能力、堆場容量，還是集疏運系統方面，大型集裝箱船都對港口提出了更高的要求。盡管世界大港先后進行了擴建工作，但依然難以滿足大型集裝箱船發展的需求。

2015年2月22日，美西碼頭結束長達9個月的罷工，但罷工導致了港口擁堵，造成嚴重的經濟損失。在罷工高峰時段，洛杉磯、長灘的碼頭幾乎停轉，美西南、西北港口全線擁堵。

此外，吞吐能力不足也是港口擁堵的原因。2014年下半年，跨太平洋航線上的溫哥華港因擁堵問題拒絕卸載取道溫哥華港通過陸上轉運貨物到美國的班輪。港口擁堵導致船舶準點率降低。亞歐航線上的航運企業被迫調整了部分航次的掛靠安排，放棄了擁堵嚴重的鹿特丹港，轉掛其他港口。

2.3 運河航道因素

巴拿馬運河的擴建，滿足了更大尺度的船舶通過，但超過 TEU的集裝箱船仍難以通過。假設技術可行，集裝箱船繼續從 TEU發展到 TEU，世界主要港口的基礎設施就不能滿足需求。一輪又一輪的擴建工程將會耗費大量的人力、物力和財力。巴拿馬運河擴建費用已增至68億美元，這些投資最終要從通過的船舶上收回。運河航道的建設大多憑借其有利的地理區位，對船舶大型化存在滯后反應，有的甚至難以作出反應，這是集裝箱船大型化發展存在極限的又一個原因。

2.4 成本因素

降低成本是集裝箱船持續大型化發展的直接原因。根據以前的研究， TEU集裝箱船單箱成本最低，隨著裝載數量增加，單箱成本也會增加。大型集裝箱船獲得規模經濟的前提是滿載，而當前航運市場運力過剩問題嚴重。根據德魯里數據，截至2015年4月，全球 TEU型船278艘，運力總計367.81萬TEU； TEU及以上型船23艘，運力總計42.63萬TEU。造船市場，～ TEU型船訂單121個； TEU及以上型船訂單111個； TEU型船訂單52個； TEU型船訂單15個，多在2017年交付。未來幾年內，全球集裝箱運力過剩的局面難以改善，實現船舶滿載難度很大。投資一艘 TEU集裝箱船需1億美元，但隨著港口、運河的擴建，相應的費用必然提高。在無法實現滿載、大量船舶資本卻源源不斷投入的前提下，航運企業難以實現規模經濟。

3 集裝箱船大型化發展 帶來的影響

3.1 “軸輻式”集裝箱海運航線的形成

集裝箱船大型化發展不僅使若干符合國際航運戰略的中轉樞紐港逐漸形成，而且使現有的國際主干線船舶經營的航線走向及其網絡布局得到顯著改變，同時改變了現有支線布局，形成“干支結合”的軸輻式海運航線結構。

3.2 港口大型化和角色分化的出現

在港口大型化發展的同時，出現了樞紐港與支線港的分化。大型集裝箱船將貨物運至樞紐港，再由尺度較小的集裝箱船分運至目的地港口，從而減少大型集裝箱班輪公司掛靠的港口。樞紐港與支線港形成樞紐-輻射式的網絡結構，緩和了大港口與小港口間的競爭壓力，但支線港須承擔損失，大港口間爭奪樞紐港的競爭也會愈演愈烈。

3.3 航運企業尋求航運聯盟和聯營

大型集裝箱船投資大，且多用于航程遠、艙位多、船速快的國際干線上。為了減少投資風險，提高滿艙率，班輪公司尋求合作，通過艙位互租、艙位互換、共同投船、共用碼頭等方式共享運力和資源，從而實現規模經濟。

3.4 重視海上安全和海事管理

大型集裝箱船在近海航行時，盲區較大，安全性應受到重視，因而須制定針對大型船舶的法律法規進行海事管理。

4 結 語

集裝箱船大型化既是航運業在全球化浪潮和經濟危機中求得生存發展的必然趨勢，又是航運業及相關產業所要面臨的挑戰。其不僅受經濟、技術、航運聯盟、獲得規模經濟和環保需要的影響而發展起來，又受限于技術、港口發展水平和規模經濟效果。船舶大型化已經成為航運業無法逆改的趨勢，但其大型化必然存在極限。就像經歷過大型化發展的原油船的最終運力保持在32萬t左右一樣，集裝箱船一定存在合理的極限尺度。