長江朝涪段航道建設工程經濟效益分析研究

龍浩，李文杰，楊勝發，張璠

(1.重慶交通大學 水利水運工程教育部重點實驗室，重慶400074；2.重慶交通大學 國家內河航道整治工程技術研究中心，重慶400074；3．長江重慶航運工程勘察設計院，重慶401147)

長江是國家自西向東的水路運輸大通道，對“一帶一路”和“長江經濟帶”等國家戰略具有重要意義[1]。三峽庫區航道是長江干線主要水運通道，是連接上游欠發達地區和中下游發達地區的重要紐帶，促進上游與中下游的優勢互補，以推動長江流域社會經濟協調發展。當前在庫區朝天門至壩前的航道中，涪陵至壩前段在枯水期的航道維護水深已達4.5 m，朝天門至涪陵僅3.5 m，該河段航道維護等級偏低，是長江干線高等級航道暢通重慶主城區域的主要制約。

朝天門至涪陵4.5 m水深航道建設工程是長江黃金水道建設的重點項目之一，是提升長江上游航道整體通過能力的關鍵，以期緩解沿江地區日益增長的水運需求與現存航道條件不滿足運輸能力的矛盾。本文針對此工程的經濟效益做初步分析，選擇回歸分析[2]、彈性系數[3]和指數平滑[4]等方法對本河段貨運量進行組合估算預測，基于預測結果采用“有-無”對比法識別并量化分析效益指標，科學測算該工程的經濟效益情況。

1 朝涪段水路貨運量預測分析

本文以長江經濟帶11省市為研究對象，分析區域經濟發展趨勢，結合交通運輸現狀及部分規劃支撐，采用定量計算與定性分析，對朝涪段水運量預測分析以得到不同水平年的水路貨運量。

1.1 長江經濟帶經濟發展趨勢

長江經濟帶地處中國經濟核心區域，橫跨11省市，全國40%以上人口和GDP(生產總值，下同)分布于此，區域社會經濟發展擁有巨大的優勢和潛力。人口和GDP是衡量區域社會經濟發展的重要指標，人口和GDP變化可視為貨運量預測分析的依據。2016年經濟帶人口近6億，GDP達33.7萬億元，占同期中國經濟總量的45%，見圖1。可見長江經濟帶經濟社會發展對全國影響巨大。

通過區域經濟水平分析發現，經濟帶人口變化幅度不大，但整體的GDP增速較高，見圖2。

以2016年為例，重慶、貴州增速超過11%，中東部地區增速也在7%～9%之間，見圖3。當前西部經濟體量還遠比不上東部，但其發展速度明顯在提升。且西部可通過發展工業化、城鎮化、產業結構等方式來分析未來年的GDP增長方式。

1.2 預測方法及結果分析

貨運量預測主要采用經濟帶GDP和本河段水運量數據，采用回歸分析、彈性系數和指數平滑方法進行初步預測，預測截至到2040年。綜合經濟帶經濟指標及政策影響和相關文獻結論[5-7]，暫定未來年GDP在2016—2020、2020—2030、2030—2040年間平均增速為10.08%、7.11%和5.28%，GDP預測值為評估未來水運量的基礎。

a) 回歸分析法。該方法是利用數據統計原理，確定變量間相關關系，從而建立較好的回歸方程，加以外推后用以預測未來的發展走勢。此方法優點在于計算簡便，能較準確地計量2組變量間的線性因果關系；劣勢在于可能忽略了交互效應和非線性的因果關系。

本文以收集朝涪段水運量歷史數據(2000—2016年數據)為基礎，將水運量與時間、GDP分別做回歸分析，取兩者合理推薦預測值。水運量與時間、GDP回歸相關關系見圖4。

b) 彈性系數法。該方法是在確定一個變化因素的基礎上，利用彈性系數對另一個因素的發展變化做出預測，可衡量一個經濟變量的增幅對另一個變量增幅的關系。此方法優點在于數據需求較少，應用靈活廣泛；劣勢在于計算彈性分析時，只能考慮2個變量之間的關系，而忽略了其他相關變量所產生的影響。

本文以GDP與水運量為變化因素，以美、日、韓等國在工業化不同發展階段的彈性系數變化趨勢為準則[8]，給出未來年彈性系數值，2020—2025、2025—2030、2030—2035和2035—2040年分別取0.62、0.59、0.55和0.50。

c) 指數平滑法。該方法是一種特殊的加權平均，一般用于中短期的經濟發展趨勢，基本公式為：

St=αyt+(1-α)St-1

(1)

式中S——t平滑值；α——平滑常數，取值[0，1]；yt——t時的水運量。

一般來說，此方法較依賴時間序列下的水運量變化趨勢，且α的取值影響程度很大，本文取多組α值進行試算，比較不同情況下的標準誤差情況，選取標準誤差最小的α。

通過以上3種方法組合預測得到特征年朝涪段水運量，見表1。

表1 特征年朝涪段水運量組合預測結果 萬t

2 工程經濟效益識別及測算思路

2.1 評價依據及方法

航道建設工程經濟效益評價主要參照《水運建設項目經濟評價方法與參數》[9]，本文以評價方法中“有-無”法對朝天門至涪陵段4.5 m航道建設工程經濟效益初步測算。其“有項目”是指實施本工程，在評價期內發生的經濟效益預計情況，“無項目”是指不實施本工程，現有航道在評價期內完成運輸需求所發生的經濟效益預計情況。對有項目和無項目2種情況下發生的經濟效益進行分析比較，測算出本項目帶來的經濟效益，該航道建設工程完成需一段時間，工程經濟效益從2020年開始累計，并以2020、2025、2030、2035、2040年為特征年評價。

2.2 效益識別與測算方法

航道建設工程的經濟效益主要體現在節約了社會運輸成本和環境處置成本，對有航道建設工程情況下的產出效益，以年為時間序列在評價期內進行動態折現計算。為了全面、客觀地測算航道建設產生的經濟效益，初步將可量化的經濟效益劃分為：促進船舶大型化以減少船舶轉載和虧載效益(B1)，促進水路替代陸路運輸以節省運輸成本和環境治理成本效益(B2)，減少控制河段以節省船舶候時成本等效益(B3)。

a) 促進船舶大型化。按川江標準船型吃水尺度，本河段枯水期僅能滿足3 000 t及其以下貨運船舶和250TEU及其以下集裝箱船舶滿載通航，3 000～5 000 t級貨船在枯水期需適當減載通行，5 000 t及以上船舶需大量減載，350TEU以上集裝箱船也需要全程減載運輸，大噸位船舶最高減載50%以上，江海船舶則需在港口轉載內河船或在虧載狀態下直達目的地，部分擁有大型運輸船舶的航運公司在庫區運力大幅損失。此外，大型船舶相較小型船舶整體運輸成本更低，實施工程后，將積極促進船舶大型及標準化程度，船舶平均裝載率和必要運費率都將有所轉變。基于當前航運公司實際運價水平，以重慶進出港貨運船舶為主要研究對象，計算式為：

B1=∑Qi×m×ρ

式中B1——船舶大型化效益，億元；Qi——各航線貨物周轉量，億t·km；m——各航線船舶大型化節約必要運費，元 /(t·km)；ρ——各航線船舶大型化平均船舶裝載提升程度，%。

b) 代替陸路運輸。當前存在枯水期低維護尺度時部分重載貨物棄水轉路，造成水路貨運流失。實施工程后，更大尺度船舶直達重慶，減少了貨物運輸中轉費用，引導部分貨物轉移到水運，大宗貨物的水運成本遠低于陸運。此外，內河航運是花費最少、耗油最低、最環保的一種運輸方式。實施工程后，部分陸運轉移到水運，將減少公路鐵路貨物周轉量，以相關環境調查機構研究結論，統計各種運輸方式運輸成本，可計算得到代替陸路運輸節省的社會運輸成本和環境治理成本，計算式為：

B2=∑K×(y+h)

(3)

式中B2——代替陸路效益，億元；K——減少陸路貨物周轉量，億t·km；y——水運較陸運節約的必要運費，元 /(t·km)；h——環境處置成本，元/(t·km)。

c) 減少控制河段。長江朝天門至涪陵段航道現存控制河段有5處，總長約11.5 km。當前船舶通過控制段耗時較久，時間成本大幅增加。實施工程后，本航段能減少3處控制段和多處險灘，大幅縮減控制段船舶候時成本。此外，減少控制段船舶助托上灘費用和取消灘險減少的海損直接經濟損失也可考慮其中，計算式為：

B3=∑P×St+L

(4)

式中B3——減少控制河段效益，萬元；St——控制河段日均候時量，d；P——船舶艘天費用，元/d；L——減少控制河段及險灘產生的其他費用，萬元。

3 工程經濟效益測算

3.1 參數選取

上文中朝涪段水運量預測值直接涉及水運貨物周轉量從而影響替代陸運周轉等效益的計算結果，本文擬取3種預測結果最小值以偏保守估算工程經濟效益。

a) 據水上船舶流量情況統計月報數據，2016年重慶斷面3 000 t級以下船舶占比達35%，平均噸位1 900 t，平均運距1 200 km左右。統計分析海事部門進出港數據，考慮航運部門對川江船型標準化工作的推進，以本河段2030年船舶平均噸位突破3 000 t，2040年船舶平均噸位突破3 500 t計算。船舶大型化致裝載效率提升并結合各噸位船舶運輸價格(航運交易部門統計歷年要素價格指數變幅)初步得到各航線節約的必要運費率為0.002 5元/(t·km)。

b) 本項目實施后，減少公路鐵路貨物周轉量按本河段未來年水運周轉增量的0.5%計(初步統計分析長江干線煤炭、礦建材料等大宗適宜水運的貨物增長趨勢擬定)。據交通運輸行業發展統計公報，近年的公鐵路平均運價約0.35元/(t· km)，水運約0.02元/(t· km)，以此測算節約的運輸成本。據美國環境保護署(EPA)跟蹤的不同運輸方式4種標準排放物來看，水路運輸1 t· km貨物產生的顆粒物、碳氫化合物、一氧化碳和氮氧化合物總量約為鐵路運輸的72%、公路運輸的60%；公路、鐵路及水路3種運輸方式1 t· km貨物運輸因廢棄物排放將產生環境處置額外費用分別為2、1.1、0.28美分。以近5 a相關統計年鑒[10]各類運輸方式貨物周轉量得到陸運與水運環境處置成本分別為1.20、0.19元/(t· km)。

c) 已知工程河段控制段主要調度運行在枯水期，每年按100 d時長計算。項目建成后能取消王家灘、洛磧及大興場控制段，據控制段信號調度管理站實地調研，當前斷面統計日均過河船舶近200艘，其中船舶上行時等候較長，王家灘和洛磧控制段船均候時20 min以上，大興場控制段船均候時超過5 min。參考有關船舶運行費用研究成果[11]以及船舶公司實際運營情況調查，船舶艘日費用暫取1萬元/d。此外，本河段枯水期3 000 t級以上船舶部分需助拖上灘，控制段取消能直接省去助拖費用，由船舶統計流量月報數據對需助拖船舶數量進行定量計算。

3.2 結果分析

工程效益通過定量計算與定性的分析，在相關政策影響和實地調研的背景下對一些難以量化的指標進行了事先假定，繼而測算得到特征年朝涪航道建設工程經濟效益，見表2。

表2 特征年航道建設工程經濟效益 億元

由表2不難發現：促進船舶大型化經濟效益最為顯著，且累計增長最多，控制河段及部分險灘的減少可帶來直觀的經濟效益。而代替陸路運輸效益到后期會呈現降低趨勢，是由于后期水運趨近飽和，增量逐漸降低，水路從陸路吸引量也逐步減少所致。2020、2040年工程效益分別合計達2.72億、4.39億元，隨著朝涪段航道建設工程的推進，船舶大型、標準化程度提升，陸轉水貨運量逐漸增多，節約環境治理效益也將更顯著。

在經濟效益測算基礎之上，結合項目預算投資，通過經濟費用效益流量表(社會折現率i取8%)，計算項目的經濟內部收益率(EIRR)、經濟凈現值(ENPV)、經濟效益費用比(BCR)等評價指標。得到：EIRR=25.40%；ENPV=22.02億元；BCR=2.37。按效益評價規范，EIRR>i、ENPV> 0或者BCR>1時，項目從經濟和資源配置的角度是可被接受的。綜合分析，項目具有較強的經濟合理性，且項目截至到2040年，累計凈效益流量可達22.02億元。

3.3 不確定性分析

效益量化估算時采用的運量、運價等都是預估值，一定程度具有不確定性，故而需對測算效益不確定性分析[12]。針對不確定性問題采用敏感分析，即不確定性因素增減變化時，分析其對經濟評價指標的影響。選擇經濟凈現值、經濟內部收益率、經濟效益費用比進行敏感性分析，并考慮費用上升、收益下降和費用上升與效益下降同時發生這3種不利的情況時，3種指標的變化情況結果見表3。

表3 經濟評價敏感性分析指標

表3結果表明：投資費用的上升和效益下降，項目各經濟指標變幅不大，從國民經濟的角度來分析是可行的，且具有較強的抗風險能力。

4 結論與探討

a) 本文對未來水運量變化保守預估，采用“有-無”對比法的測算結果表明：長江朝涪段航道開發建設將帶來巨大的社會經濟效益，自項目建設投入運營后，動態折算第9年能收回投資成本，且至2040年累計凈效益達22.02億元，具有較強的經濟合理性。

b) 工程經濟效益分析路徑眾多，本文僅定性量化了促進船舶大型化、代替陸路運輸及減少控制河段的部分效益。但實際情況有許多難以量化項，如本河段是三峽旅游黃金航線重點區域，工程的實施對地區的大型旅游通過能力有實質性幫助；項目建設在減少船舶轉載的同時也有效減少船舶轉載時的裝卸費用和貨損風險；本河段多個信號控制點的取消，每年可大幅減少航道管理部門管理支出等，此類效益較難以量化研究，本文未列入其中。

c) 水運項目多為大型投資，公益類項目，本項目的投資建設將積極推動重慶建成長江上游內河航運中心、提升長江經濟帶整體的國際競爭力、改善區域居民生活水平和促進長江生態文明建設等，具有深遠的現實意義。