關于集裝箱船超大型化及慢速行駛的分析與思考

鐘子洋

關于集裝箱船超大型化及慢速行駛的分析與思考

鐘子洋

近年來，國際集裝箱班輪的超大型化及慢速行駛趨勢明顯。為深入了解兩種趨勢，為有關部門掌握應對有關變化提供參考，通過對集裝箱船超大型化以及慢速行駛趨勢進行分析，探求變化背后的原因及利弊。認為集裝箱船超大型化及慢速行駛趨勢是航運界應對航運不景氣及氣候變化的手段，但是兩種趨勢各有利弊：總體上集裝箱船超大型化是弊大于利，而慢速行駛則是利大于弊。有關部門及利益相關方應加強合作與研究，制定執行有效措施，引導上述趨勢變化，促進航運業持續健康發展。

集裝箱船；船舶大型化；慢速行駛

就在集裝箱載量達到19 100 TEU集裝箱船“中海環球”成為全球最大集裝箱船2個月后，19 224 TEU地中海奧斯卡（級）即取而代之成為全球最大集裝箱船，航運界建造超大型船舶的熱潮并未受到全球航運經濟持續不景氣的影響（見圖1）。目前全球最大的集裝箱船“商船三井成就”（20 170 TEU）已經突破2萬標箱水平，未來規模更大的集裝箱船將投入使用。另一方面，伴隨著船舶超大型化，全球集裝箱船隊整體航行速度呈現持續下降的趨勢，即慢速行駛在集裝箱班輪中變得越來越普遍。上述這兩項趨勢對航運界、物流業乃至環球貿易均造成重要影響。

圖1 2008—2011年全球集裝箱船交船數比較

一、船舶大型化

為了在競爭激烈的集裝箱班輪市場中生存，航運企業采取一切可能的措施增加營收及降低成本，這在金融危機后尤為明顯。在此背景下，集裝箱船的超大型化盡管會使燃油消耗量及相關成本增加，但其帶來的“規模經濟”效益巨大（如營收大幅增加，單位TEU成本下降，見表1），因此船舶大型化成為航企擴大利潤的重要手段之一。[1]此外，船舶其他重要成本如資產（如船舶建造成本）及運營成本（如船員薪水）占總成本的比例也隨著船舶規模的變大而變化（見圖2）。[2]因此，集裝箱船超大型化符合航運經濟邏輯，也反映在市場行為當中。

除了規模經濟，其他一些因素也影響集裝箱船超大型化的發展：[1]

首先，是以降低運營成本、整合運力為目的而成立的各種集裝箱航運企業聯盟，這成為全球集裝箱船超大型化趨勢的重要影響要素；其次，由于集裝箱班輪企業之間的競爭升級，各航運企業為了搶占市場占有率紛紛加快船舶大型化的建設進度，導致船舶大型化趨勢愈演愈烈；再者，航運業不景氣促使各大航運企業通過并購/收購等方式削減運力及成本，增加市場占有率，此種現象進一步促進船舶超大型化（小船運力被整合）；第四，盡管全球經濟復蘇乏力，但航運業依舊保持增長態勢，為集裝箱班輪業務運營提供基本面，支持集裝箱船大型化發展；第五，與航運相關技術的快速發展使過去集裝箱船超大型化的構想得以實現，如自動化及信息技術[3]、高強度鋼板[4]及更符合流體力學船舶結構（見圖3），先進技術的推廣應用使超大型船舶建造費有所下降；[5]最后，陸岸配套設施與服務的成熟，為超大型集裝箱船靠泊與生產提供穩定支持，進一步推動集裝箱船的超大型化發展。

表1 不同型集裝箱船TEU單位耗損

圖2 不同規模集裝箱船的費用占比

圖3 原始與升級后球鼻首的分析比較圖

圖4描述航運界與集裝箱船超大型化發展有關的角色及其具體影響因素（如船東考慮運貨需求，市場考慮貿易需求，碼頭考慮泊位規模，技術則是創新應用），本文認為其中最重要的是經濟因素，也將是今后繼續推動集裝箱船超大型化發展的主要動力。

值得注意的是，集裝箱船超大型化所帶來的不光只有經濟效益，還有保護環境的益處，例如船舶大型化能提升船舶燃油效率及減少單位污染物排放。根據IMO報告，[6]國際航運運輸的貨物總載重量占國際貿易總量90%以上，卻僅占用全球能源消耗1.6%（2.0億～2.7億噸），二氧化碳排放占全球總排放量2.6%（8.46億噸），因此有人認為國際航運（尤其是大型船舶）是世界上最為環保的運輸方式。

圖4 影響集裝箱船大小的因素

圖5 EEDI及DWT之間的關系

另外隨著國際社會對全球氣候變化的關注日增，航運界也采取了措施應對有關問題，如通過國際公約規定提升船舶的燃油效率[7]來應對氣候變化，而這些公約規定則對航運企業執行提升船舶燃料效率（現今發動機熱效率最高達43%）及控制污染物排放等方面起到積極作用，其中船舶超大型化是航運單位碳減排費效比較優的方式（其他方式如更高效的船用發動機、使用LNG等替代能源，[8]目前仍然存在經濟或技術上難題），同時船舶的大型化使航運企業可以在不改變現有運營模式的基礎上符合國際船舶能效要求（如MARPOL規定EEDI/EEOI，見圖5）及環境保護法規的有關規定。

盡管如此，集裝箱船超大型化依然存在不少缺點[9]：其中最大一點是集裝箱船貨物裝載率不足而導致的浪費問題，集裝箱船超大型化的經濟與環保合理性是建立在集裝箱裝箱利用率得到保證的基礎上（如遠東到歐洲航線），若航運需求不振（運能持續過剩）導致超大型集裝箱船裝載率不足，將使其變得“不經濟”與“不環保”；其次，是許多港口受到港區水深不足、泊位過小及岸吊設備受限等因素制約，限制了超大型集裝箱船的靠泊（目前世界上只有數量有限的能提供相應服務的大型碼頭），導致超大型集裝箱船的可選服務航線十分有限；同時，超大型船舶的靠泊及裝卸作業需要額外的貨物轉運服務及時間成本，增加的船舶在港時間從而在另一方面部分抵消了超大型集裝箱船規模經濟所帶來的效益；再者，超大型集裝箱船在船舶凈空高度（如碼頭岸吊碰撞）、彎矩、扭矩（船舶長度過長）及鋼材材料（如商船三井Comfort事故）等方面也存在較大的安全風險隱患；另外，能建造運營超大型集裝箱船的大型航運公司（如馬士基、地中海）會對班輪市場產生“擠出效應”，即效益更好的大型集裝箱船將擁有更大的市場主導權，因此航運市場將變得更為壟斷；最后，若將新增貨物庫存（如轉運時間及費用）、額外物流及倉儲成本等隱形費用計入考量，則超大型集裝箱船總成本將會增加，真實的規模經濟效益可能不如表面財務賬目所示。

因此現實情況不總是船“越大越好”（見圖6），最經濟理想的船舶大小規模取決于具體情況，即要考慮內部（如初始投資與運營成本）及外部因素（如航運經濟及物流模式），規模過于龐大的船舶不僅對航企運營構成壓力，也對社會及環境造成額外負擔，因此相關部門應在經濟層面采取措施，鼓勵航運企業發展合適“健康”的船隊船舶規模，在學術層面加大推動現階段下集裝箱船規模極限的研究，在政策層面促進制定關于限制集裝箱船規模的相關制度規范，在安全及經濟前提下保障各方利益。

二、船舶慢速行駛

有研究分析數據指出，“在市場景氣情況下船舶將會加速航行，而在市場不景氣情況下船舶會降速慢行”[10]，因此這種源于1970年代[11]的船舶慢速行駛（slow steaming）對航運業來說并不陌生，而且是航運企業應對經濟危機所采取的一種自救手段，[12]其中影響航運企業采取慢駛的因素如下：

首先是燃油成本的影響，[13]由于船舶速率與燃料消耗基本上是立方變化的關系，[14]假若船舶速率降低一半，作為船舶主要運營成本之一的燃油消耗費用將能減少近七成[9]（見圖7），因此船舶的慢駛將大幅降低集裝箱船的燃油消耗，提升集裝箱班輪公司的經濟效益。

圖6 船舶的經濟規模示意圖[2]

圖7 船舶燃料消耗量與船舶速度之間關系

第二，盡管目前燃油價格處于相對低位，很多航運企業依然會繼續采取船舶慢駛的方式“人工地”減少運力供應（見圖8），用以穩定集裝箱運價指數。事實上，航運企業在過去金融危機的時候就采用過此種方式來避免船舶的大規模閑置，[15]降低船舶閑置所產生的企業金融風險。

第三是出于遵守國際環境保護法規的考慮，船舶慢駛能有效降低船舶所產生的二氧化碳排放，[11，12，16]以集裝箱船為例，占全球船隊10%的集裝箱船年碳排放量卻占航運碳排放總量的20%（見圖9），因此在不采取其他技術及措施的基礎上，只要集裝箱船隊降速10%，即能減少19%的碳排放量（見圖10）。同時，IMO在污染物減排等方面的公約規范（如MARPOL規則六）約束航運企業在特別排放控制區域（ECA）使用較為環保（昂貴）的燃油。因此，船舶慢駛不僅能降低營運成本，提升船舶運輸效率（見圖11），還能使航運界為環境保護做出獨特的貢獻。

圖8 船舶慢速行駛與船隊配置關系[2]

圖9 集裝箱船燃油消耗占比圖

圖10 船舶慢駛與二氧化碳減排關系[17]

圖11 船舶慢駛及大型化對船舶運輸效率P/（Wv）影響[14]

此外，船舶慢駛還有其他的優勢，其中以集裝箱班輪服務準點率的提升最為突出。據統計，在實施船舶慢駛前，全球過半集裝箱班輪服務存在不同程度的延誤，但實施船舶慢駛后，情況則有較大的好轉（見圖12），因為慢駛能提供航運企業較大的靈活性及服務冗余，[10，17]消除可能發生的延誤及減少延誤所產生的影響，因此慢駛所造成船舶在航時間的增加，部分地由航班準點率的提升而有所補償。

圖12 船舶慢速行駛與班輪可靠性關系分析[17]

綜上所述，本文將推動航運界實施船舶慢駛的原因分為經濟、市場及環保因素等三大類（見圖13）。

圖13 影響船舶慢速行駛因素

綜上所述，船舶慢駛有許多優勢，但在實施的過程中也發現了不少問題：

一是集裝箱船慢駛會導致倉存貨物及非船舶運營成本的增加，[18]這將部分抵消上述的經濟優勢，同時受到船舶慢駛影響所增加的貨物轉運時間將在生產端對制造商及貨主造成較為不利的影響；[19]二是集裝箱船慢駛會對船舶自身造成負面影響，由于船舶主發動機最佳運行輸出功率應為75%～90% MCR，若發動機長時間低功率運行（如10%～20% MCR）將不可避免地影響機器的運行壽命，并會產生額外的氮氧化物等污染物的排放；[20]三是集裝箱船慢駛將可能產生法律方面的問題，船舶慢駛所造成的人為延誤可能會產生逾期費用等經濟法律糾紛，同時慢駛對船舶機件的影響也可能產生船舶保險核定方面的麻煩；最后，集裝箱船慢駛可能會產生意想不到的額外碳排放，譬如會導致集裝箱船航運在近距離運輸（如歐洲）上不敵其他陸上運輸方式，[18]從而產生更多的碳排放（見圖14）。

圖14 不同交通運輸模式二氧化碳排放比較[15]

總而言之，盡管存在物流供應鏈、技術及污染等方面的問題，集裝箱船慢駛仍然給航運業及社會帶來較大的經濟及環保效益。同時，部分缺陷與不足也可以通過技術手段解決，如市場上有為船舶慢速行駛定制的發動機[21]、球鼻首[22]、螺旋槳及潤滑器。[23]隨著航運業運能過剩情況的持續及社會公眾對全球變暖問題的關注，船舶慢速行駛是目前最為經濟可行的解決航運產能過剩及應對全球氣候變暖的方法。但為了確保航運業的持續與綠色發展，有關部門應對“船舶慢駛”的相關操作及規則作出規范，[24]確保船舶慢速行駛能在安全、經濟及綠色的基礎上推廣。

三、結論

船舶超大型化及慢速行駛是航運界應對經濟危機及航運市場不景氣的重要手段，也是航運界對全球氣候變化的回應。但兩種趨勢各有利弊，其中船舶超大型化總體弊大于利，尤其是過于龐大的集裝箱船對航運界、物流業、社會及環境均造成較大的負擔。集裝箱船舶慢速行駛則是利大于弊，能在一定程度上緩解經濟危機及行業產能過剩帶來的壓力，也為應對全球變暖作出一定的貢獻。因此，包括航運界及政府管理部門在內的有關單位應加強合作，從經濟市場、學術研究、管理及政策層面出發，進一步研究有關影響，并采取有效措施引導上述兩項趨勢的發展方向，確保航運業安全、綠色及持續發展。

[1]SYS C,BLAUWENS G,OMEY E,et al.In search of the link between ship size and operations[J].Transportation Planning and Technology,2008(4):435-463.

[2]MA S.Maritime Economics[D].Malmo:World Maritime University, 2016:1-201.

[3]HANSEN H,FREUND M.Assistance tools for operational fuel efficiency[C]//9th International Conference on Computer and IT Applications in the Maritime Industries,COMPIT.2010:356-366.

[4]SUZUKI S,ICHIMIYA K,AKITA T.High tensile strength steel plates with excellent HAZ toughness for shipbuilding[R].JFE Technical Report,2005(5):25-29.

[5]SALLES B R.Shipping and Shipbuilding Markets: Annual Review[M].France: Neuilly sur Seine,Barry Rogliano Salles,2011:1-98.

[6]International Maritime Organization. Reduction of GHG Emission FromShips.Third IMO GHG study 2014- Final report[R].2014:1-328.

[7]MEPC IMO.Interim guidelines on the method of calculation of the energy efficiency design index for new ships,Ref. T5/1.01[C]. MEPC,2009,1:1-10.

[8]ACCIARO M,HOFFMANN P N,EIDE M S.The energy efficiency gap in maritime transport[J].Journal of Shipping and Ocean Engineering,2013(1-2):1.

[9]ARMSTRONG V N.Vessel optimisation for low carbon shipping [J].Ocean Engineering,2013,73:195-207.

[10]KONTOVAS C A,PSARAFTIS H N.The link between economy and environment in the post-crisis era-Lessons learned from slow steaming[J].International Journal of Decision Sciences,Risk and Management,2011(3-4):311-326.

[11]ZANNE M,POCUCA M,BAJEC P.Environmental and economic benefits of slow steaming[J].Transactions on Maritime Science, 2013(2):123-127.

[12]CARIOU P.Is slow steaming a sustainable mean for reducing liner shipping CO2emissions[C]//Euromed Management Mare Forum.2010,14:1-15.

[13]RONEN D.The effect of oil price on containership speed and fleet size[J].Journal of the Operational Research Society,2011(1): 211-216.

[14]NAKAZAWA T.Impact of Maritime Innovation and Technology [D].Malmo:World Maritime University,2016:1-88.

[15]NOTTEBOOM T,CARIOU P.Slow steaming in container liner shipping-Is there any impact on fuel surcharge practices?[J].The International Journal of Logistics Management,2013(1):73-86.

[16]PSARAFTIS H N,KONTOVAS C A.Balancing the economic and environmental performance of maritime transportation[J]. Transportation Research Part D: Transport and Environment,2010 (8):458-462.

[17]HAGENS J.Is the reliability of liner services improved due to slow steaming?[D].Netherland Rotterdam:Studeerde aan Erasmus Universiteit,2014:1-59.

[18]PSARAFTIS H N,KONTOVAS C A.Slow steaming in maritime transportation-Fundamentals,trade-offs, and decision models[M] //Handbook of Ocean Container Transport Logistics.Switzerland: Springer International Publishing,2015:315-358.

[19]ELZARKA S, MORSI M.The Supply Chain Perspective on Slow Steaming[C]//International Forum on Shipping,Ports and Airports (IFSPA) 2014: Sustainable Development in Shipping and Transport Logistics.Hong Kong:The Hong Kong Polytechnic University,2014:61-69.

[20]SUNDE C A.The importance of added resistance and speed of ships due to waves for ships designed for slow-steaming[R]. Norgesteknisk-naturvitenskapelige universitet, Fakultet for ingeni φrvitenskap og teknologi, Institutt for marin teknikk,2011:1-49.

[21]BROWN D.Helping shipowners cut fuel bills with Wartsila low-speed engines[J].Wartsila Tech. J. Mar./InDetail,2009,1:34-37.

[22]HOCHKIRCH K,BERTRAM V.Slow steaming bulbous bow optimization for a large containership[C].8th COMPIT,May 10th-12th,Budapest,2009:390-398.

[23]PRIMESERV M A N. Slow steaming practices in the global shipping industry[R].Results of a survey conducted by MAN PrimeServ in late,Denmark Copenhagen:MAN PrimeServ,2011:1-12.

[24]FABER J,NELISSEN D,HON G,et al.Regulated slow steaming in maritime transport:An assessment of options, costs and benefits [R].Netherlands:CE Delft.Delft,2012:1-117.

10.16176/j.cnki.21-1284.2017.05.003

鐘子洋（1986—），男，深圳海事局綜合計劃處（基建裝備處），碩士。