北極東北航線經濟性分析

劉益迎　范厚明　郭陽

摘要：

氣候變暖促使連接歐亞的北極東北航線（Northeast Passage，NEP）逐漸開通，由于集裝箱海運為西歐與東亞間的海運貿易的主要部分，故以集裝箱船運輸為例分析NEP的經濟性.對NEP經濟性的相關研究文獻進行梳理，對其存在問題進行分析.依據NEP和蘇伊士運河航線特征，確定經濟性分析模型的各參數，模擬集裝箱船在這兩條航線的必要運費率和利潤，并對其進行比較分析.對運價變動引起的利潤變化進行損益分析，對燃油價格、NSR通行費率和艙位利用率的變化進行靈敏度分析.雖然NEP在必要運費率上高于蘇伊士運河航線，但在考慮收入因素之后，NEP集裝箱運輸可獲得更多的利潤.研究成果可豐富北極的相關理論研究，為我國北極航線海運相關決策提供理論依據.

關鍵詞：

北極東北航線； 蘇伊士運河航線； 集裝箱船運輸； 經濟性分析

中圖分類號： F551

文獻標志碼： A

0 引 言

由于全球氣候變暖，北極冰蓋覆蓋面積不斷減少，使得通過俄羅斯北方海航道（Northern Sea Route，NSR）連接歐亞的北極東北航線（Northeast Passage，NEP）逐漸開通.其中NSR西起俄羅斯新地島，經喀拉海、拉普捷夫海、西伯利亞海直至白令海峽，全長超過2 000 n mile.NEP若通航，將使東亞到西北歐各港口的航程大大縮短，以中遠歐航快線1（AEX1）為例，用Google Earth和BLM Shipping計算，通過蘇伊士運河航線（Suez Canal Shipping Line，以下簡稱Suez航線）（如圖1實線所示），全線往返約21 704 n mile，若航行于NEP（如圖1虛線所示），航程可縮短至15 288 n mile.歐盟已連續十幾年保持中國第一大貿易伙伴地位，中歐貨物貿易的實現形式主要是集裝箱海運，因此，NEP開通將對中國與歐洲的海運貿易產生積極的影響.基于此，本文以集裝箱海運為例對NEP進行經濟性分析.

1 相關研究述評

進入21世紀以來，北極融冰速度加快使通航周期逐年加長，學者們開始關注NEP的經濟性問題，他們大多對NEP與Suez航線進行經濟性比較分析.

本文共搜集并參考了

從2000年至2014年對NEP集裝箱運輸經濟性研究的文獻13篇，其中7篇來自國外，6篇來自國內，除2篇發表在2010年前，其余11篇均發表在2010—2014年.各篇文獻中的經濟性分析模型的結論及問題如下.

1.1 不同模型的結論

（1）有3篇文獻認為NEP不經濟.文獻[12]認為NEP比Suez航線的必要運費率（Required Freight Rate， RFR）高，文獻[3]認為NEP無利潤.

（2）有6篇文獻認為NEP經濟.文獻[4]認為NEP有較低的RFR，文獻[56]認為NEP能夠節約現有營運成本，文獻[78]認為NEP能夠降低燃油費用，從而降低營運成本，文獻[9]認為NEP能夠降低燃油費用，且第6代集裝箱船單位成本最低.

（3）有4篇文獻認為NEP經濟性不確定.文獻[10]認為可以通過降低通行費用，減少NEP目前較高的營運成本.文獻[11]認為只有在通航期足夠長或燃油價格、破冰船費用較低時NEP才有利潤.文獻[12]論證橫濱—鹿特丹航段NEP的RFR低于Suez航線的，而上海—鹿特丹航段NEP的RFR高于Suez航線的.文獻[13]認為NEP雖然能降低燃油成本，但通行費太高.

1.2 不同模型存在的問題

上述文獻中的經濟模型結論的差異是由參數選擇和分析方法的不同導致的.本文將問題歸納如下.

1.2.1 在參數選擇方面

①船型：在船型選擇上，由于要穿過北極地區，所以通過船舶不僅須有一定的抗冰能力，而且一般需要破冰船的引航.目前北極破冰船的最大寬度約為30 m，因此既要考慮船體寬度，還要考慮破冰等級.文獻[5]未考慮船舶的抗冰能力，文獻[78]未考慮船舶大小及抗冰能力.②航速：雖然4 000～5 000 TEU集裝箱船的設計航速一般在24 kn左右，但因為經濟性問題通常不會選擇過高的航速，一般在20～23 kn.其次，由于在北極航行，還需要考慮冰區對船舶航行的影響，而航行于NEP的船舶航速多數在9～14 kn.文獻[1，2，6，8，11，13]未考慮經濟性或冰區影響的航速.③艙位利用率：考慮艙位利用率是因為在歐亞貿易中雙方的貿易流動不平衡.據《中國統計年鑒2013》，2012年中國從歐洲的進口額為2 867億美元，向歐洲的出口額為3 964億美元，可以看出中國出口歐洲的貨運量高于歐洲出口中國的，這反映在集裝箱船的運量上.文獻[1，9，10，13]未考慮艙位利用率.④運費收入：由于NEP航程縮短幅度較大，船舶在相同時期內能有更多的航次，從而提高集裝箱的運量，獲得更多的運費收入.文獻[12]分析在上海—鹿特丹航段180 d的通航期內，NEP比Suez航線可多航行2個航次，多運送855 TEU，但卻沒有分析由此所增加的運費收入，得出的NEP經濟上不合算的結論顯然有失偏頗.此外，文獻[1，2，9，10，13]未考慮運費收入，文獻[1，5]未考慮船員成本，大部分文獻未考慮船舶維護保養時間.

1.2.2 在分析方法方面

在實際決策中，要考慮RFR，但更主要的是要考慮利潤.上述文獻在分析各參數對成本、利潤的影響時，大多數僅測算RFR，只有個別文獻測算了利潤，缺乏損益分析和靈敏度分析，使其經濟性分析內容不夠完整.目前未見運用損益分析的方法比較分析NEP與Suez航線經濟性的文獻，但在什么運價下NEP更經濟是研究者、行業管理者和經營者更關心的問題.

綜上，本文以中歐集裝箱船運輸為例分析對比NEP與傳統Suez航線的RFR和贏利性，并對所得結果進行損益分析和靈敏度分析.

2 NEP的經濟性分析模型

目前，中歐海運貿易貨物主要通過中國—馬六甲海峽—蘇伊士運河—歐洲航線，即Suez航線運輸，因此為計算NEP的經濟性，本文選用Suez航線與之對比.AEX1航線為上海—寧波—鹽田—蘇伊士運河—菲利克斯托—漢堡—鹿特丹—蘇伊士運河—香港—上海，Suez航線全長21 704 n mile.NEP為上海—釜山—NSR—菲利克斯托—漢堡—鹿特丹—NSR—釜山—上海，全長15 288 n mile，其中冰區航程按俄羅斯官方NSR劃定區域，測算為2 139n mile.航線選擇后，本文需選擇建立模型的參數，包括船舶成本費用、通行費用、航速、燃油費用、艙位利用率、保險費用、人員及保養費用等，再結合上文進行分析.

2.1 模型參數選擇

（1）船舶成本費用.由于需要考慮破冰船的最大寬度，所以本文選擇5 000 TEU的集裝箱船.從表1可知，為保證通航時間，航行于NSR的船舶選用

Arc4抗冰等級的船舶（即1A級船舶）是合適的，通航時間設置為每年6月1日—10月31日，共153 d.

根據近期租船價格，5 000 TEU巴拿馬型集裝箱船租金為1.5萬美元/d，而租用冰面航行的船舶高于該價格.文獻[3]認為需要增加40%的費用，文獻[11]和[12]認為需要增加20%，而文獻[10]和[13]認為需要增加50%，本文選擇增加30%，即1.95萬美元/d.

（2）通行費用：船舶在通過蘇伊士運河時需支付運河通行費，而通過NSR時需支付破冰船引航費用.蘇伊士運河通行費收費標準是根據船舶的蘇伊士運河凈噸（SCNT）來計算的，NSR通行費率是根據引航區域數量、時期確定的.根據表1可知，俄羅斯把NSR分為7個區域，可以看出Arc4抗冰等級船在夏秋季有引航的情況下可以在7個航段自由通航，而在自主情況下可依據冰情在部分航段自由通航.因此，考慮到近年海冰狀況及運輸安全，本文假設需要破冰船引航的區域為4個.

以中遠集裝箱船“天麗河”為參考，船舶的總噸位54 005 t，經計算蘇伊士運河通行費為31.23萬美元，NSR通行費為52.12萬美元.

（3）航速：“天麗河”的設計時速約為24 kn，但考慮到航行經濟性，本文選用20 kn作為水面航速.而集裝箱船在NSR的冰面航速一般以破冰船的航速為準，參考中遠“永盛輪”2013年8月15日至9月10日從江蘇太倉至鹿特丹航行期間，在NSR上的平均航速為14.1 kn[14]，本文選用14 kn作為在NSR航行的速度.

（4）燃油費用：燃油價格根據Bunkerworld近一年（20131006—20141006）統計，IFO380平均價格604.4美元/t.影響每日燃油消耗的因素很多，如航行距離、載重噸、環境等，本文選用

110 t/d[15]

作為航速為20 kn時的每日燃油消耗，選用45 t/d[16]作為航速為14 kn時的每日燃油消耗，并考慮在NSR冰面航行時消耗增加8%，以及在港口停泊和船舶等待時每日消耗10 t.

（5）潤料費：船舶潤料費占燃料費的5%～15%，大功率船比例小.本文Suez航線按8%計算，NSR按10%計算.

（6）艙位利用率：根據上海航運交易所2014年5月的報告：中國出口至歐洲航線船舶平均艙位利用率保持在90%～95%.不過由于還要考慮通航環境、停泊港口等，艙位利用率可能會有所下降.因此，走Suez航線西程和東程的艙位利用率分別為90%和60%；走NEP西程和東程的艙位利用率分別為75%和55%.

（7）保險費用：在保險費用的選擇上，文獻[2]認為其占總成本的2.5%左右，約120.4萬美元/a；文獻[11]認為H&M和P&I保險均為700美元/d，在NSR上分別增加100%和25%；文獻[12]選用80萬美元/a，NSR增加40%；文獻[13]和[9]認為保險費用為投保價值的1‰～1.5‰，NSR需要增加50%，單航次保險費用為21萬美元.本文按照投保價值的1‰～1.5‰計算，選用7 000萬美元為船價，并假設滿載集裝箱船貨物為1億美元.經計算，單航次保險費用為17萬美元，NSR增加50%，為25.5萬美元.由于國際反海盜措施的加強，2014年初沒有船舶被劫持，所以不考慮Suez航線上的額外保險費用.

（8）人員費用：文獻[2]認為需要19名船員，10萬美元/月；文獻[12]認為需要23人，13萬美元/月，NEP增加10%.本文選用20人，13萬美元/月，NEP增加10%，14.3萬美元/月.

（9）保養費用：文獻[3]認為在NEP上航行的船舶，其保養費需增加50%，而文獻[2]和[11]均認為需增加100%；文獻[12]在Suez航線上采用60萬美元/a，NEP增加20%.本文選用65萬美元/a，NEP增加20%，78萬美元/a，并假設通航期內在NEP和Suez航線上的保養天數分別為5 d和2 d[12].

（10）收入：根據上海出口集裝箱運價指數（20140516—20150327），歐洲基本港的運費為1 051美元/TEU.

2.2 模型建立

綜合上文參數建立經濟模型，通航期按153 d計，船型選擇5 000 TEU的集裝箱船，對NEP和Suez航線按往返航次進行測算，參數及經濟性測算結果見表2和3.

2.3 結果分析

由表4可得以下經濟性分析結果.

（1）燃油費用占總成本的比例最高，對航運經濟性十分重要.NEP的每個往返航次燃油成本比Suez航線的低114.35萬美元，這是由于較短的航程帶來燃油費用的減少.

（2）盡管NEP可以縮短航程提高航次數，但NEP的RFR比Suez航線的高（與部分文獻的結論有差別），高15.17美元/TEU.從表4可以看出NEP的通行費用較高，占總成本的比例高達20.78%，影響航線的經濟性.

（3）在5個月的營運期內，以上海出口集裝箱運價指數——歐洲基本港的運價測算，NEP的利潤比Suez航線的多36.05萬美元.這是因為NEP較Suez航線多運送了2 266 TEU，提高了航線運費收入.

3 損益及靈敏度分析

由于運費收入是基于集裝箱運價而變動的，同時燃油費用和通行費用在航線上占總成本的比例都排在前列，其中燃油費用與燃油價格有關，為更好地了解主要影響參數對NEP經濟性的影響，引入損益及靈敏度分析.

3.1 損益分析

集裝箱船航線營運利潤

P由營運總成本C，運價f和運輸集裝箱數n組成：

3.2 靈敏度分析

基于以上分析，對燃油價格、NSR通行費率和NEP艙位利用率3個參數進行靈敏度分析，變化區間設為（-15%，15%），并以5%為變化梯度，計算NEP與Suez航線的RFR相對變化率和損益平衡點變化率.分析結果見表5.

通過損益和靈敏度分析可得到以下結論：

（1）艙位利用率的變化對NEP經濟性影響最大，如：NEP艙位利用率僅增加5%時，RFR減少4.76%，利潤增加18.83%，RFR相對變化率減少242.27%，損益平衡點變化率減少30.81%.

（2）燃油價格對RFR和利潤的影響比較大，如：燃油價格減少15%時，NEP和Suez航線的RFR的變化率分別減少5.89%和8.23%，同時利潤分別增加16.30%和21.17%.然而，油價的變化對損益平衡點變化率和RFR相對變化率的影響不很顯著，如：燃油價格增加15%，RFR相對變化率、損益平衡點變化率分別減少110.74%和9.74%，影響最小.

（3）NSR通行費率是影響NEP經濟性的主要因素，如：通行費率減少15%時，RFR減少3.12%，利潤增加8.62%，RFR相對變化率減少158.55%，損益平衡點變化率減少24.02%，均超過燃油價格變化的影響.

4 結 論

本文首先對NEP經濟性相關研究所采用的分析模型、結論及存在的問題進行分析；然后，依據NEP和Suez航線特征，以集裝箱船運輸為例，確定經濟性分析模型進行比較分析；最后，通過損益分析和靈敏度分析得到NEP集裝箱運輸經濟性分析的結論如下.

（1）NEP可以極大地縮短西歐到遠東的航程及航行時間，反映到集裝箱運輸上就是可以提高在相同時間內的航次數，進而增加相同時期內的運輸量.

（2）NEP較Suez航線短，燃油成本較低，而且燃

油成本占總成本的比例最大，有較大的經濟效益，如本經濟性分析模型中燃油成本減少了132萬美元.

（3）NEP經濟性的主要影響因素并不是占成本比例最高的燃油費用，這是因為燃油價格的變動對不同航線的影響是共同的.NEP艙位利用率對成本影響最高，這是因為艙位利用率直接關系到航線運輸量.

（4）NEP的通行費比Suez航線通行費高出很多，這是由于NSR的多個航段需要破冰船引航才能通過.因此，隨著未來通航期延長，通過降低過高的NSR通行費能顯著提高NEP的經濟性.

（5）影響航線通行的成本還有很多，例如物料、企業管理費分擔等其他運營費用，這些因素由于在成本構成中的比例很小，對結論的影響更小，因此本文在計算時沒有考慮.

綜上，NEP雖然在必要運費率（RFR）上高于Suez航線，但在考慮收入因素后，NEP集裝箱運輸會獲得更多的利潤.此外，在以下幾個方面需要進一步研究，如非通航期內的船舶運力安排、北極航線運營船舶從建造到操作模式變化的影響因素、多種不確定因素量化分析、碳稅對NEP集裝箱船運輸經濟性的影響[17]，以及未來隨著北極冰融的加速會導致通航期延長、船舶新技術的應用會提升船舶的破冰能力，這些因素會導致對助航需求的變化等，影響經濟性分析的結果.

最后，本文引用了多位研究者的文獻及其中的數據，在此表示衷心感謝.

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