低碳視角下多式聯運經濟性能實例分析—以鄭明物流為例

李艷偉，賀 佳，何任杰

（中國民航大學 經濟與管理學院，天津 300300）

1 引言

十八屆五中全會中反復強調綠色發展理念的重要性，可見綠色發展應時刻伴隨社會發展。鐵路運輸本身具有能耗低、碳排放量少、綠色環保等特點，將在低碳運輸中扮演重要角色。此外，《綜合運輸服務“十三五”發展規劃》提出構建高效、快速、環保的多式聯運體系，鐵路運輸載量巨大，運輸距離長，跨內陸運輸效率高，可以緩解環境和資源約束，并與其它運輸方式形成高效的多式聯運體系。

鐵路運輸與其他運輸方式開展多式聯運是實現低碳運輸的有效途徑。Forkenbrock 等[1]通過研究多式聯運與傳統單一運輸方式兩者在運輸成本方面的差別，通過定量計算發現單位貨運周轉量鐵路多式聯運的運輸成本遠遠低于公路運輸，僅為公路的28%。Janic等[2]通過對多式聯運進行研究發現，公鐵聯運運輸成本與貨物運輸量的變化呈反比關系，而單一公路運輸的單位成本不隨貨物運輸量的變化而改變。Mostert 等[3]通過比較公路運輸和多式聯運的經濟效益及考慮環境保護方面，認為多式聯運不僅具有高經濟效益，而且碳排放量較低。劉浩學等[4]從環境保護視角出發，選取相應的綜合運輸指標，研究分析不同運輸方式的能源消耗和碳排放量，發現多式聯運比單一的公路運輸在節能減排方面更具優勢。劉楓[5]在研究鐵路運輸發展多式聯運的基礎上，以實例分析構建功能樞紐型和信息樞紐型的現代物流多式聯運園區，對公鐵、鐵水、公鐵水聯運格局提出優化措施。郭曉黎[6]結合鐵路物流統計工作，按照四大設計原則，從設施設備及服務能力等方面構建鐵路物流基地運營統計指標體系。陳雷等[7]基于公路和鐵路在貨物運輸過程中的不同特點，研究了可以實現低碳交通運輸目標的陸路運輸系統綜合優化問題，并構建了相應的數學規劃模型。通過研究發現，鐵路多式聯運在提高運輸效率和增加社會經濟效益方面都更具競爭力。

上述研究對鐵路多式聯運經濟性能的測算還停留在理論基礎上，缺乏具有代表性的現實研究。下面將從實例分析比較不同運輸方式開展多式聯運的經濟性能，對我國從事交通運輸的行業開展多式聯運和節能減排具有現實指導意義。

2 低碳視角下的多式聯運

2.1 低碳多式聯運的必要性

如今全球變暖、冰川和凍土消融都是由全球碳排放過高引起的，不僅如此，還導致生物多樣性減少，諸如此類現象都將影響全球的可持續發展。過高的碳排放帶給自然環境諸多變化，對人體健康也會不利，比如冰川融合會使冰芯里古老的病毒釋放出來，而海平面的逐漸上升，會威脅到我們所生存的陸地面積。

低碳多式聯運是通過可持續發展的指導思想，盡可能在貨物運輸過程中將能耗、污染、排放都降到最低，其一方面能通過減排技術，提高能源的利用率，另一方面摒棄“先污染后治理”思想，將環境保護貫徹到底。

2.2 低碳多式聯運的政策保障

開發新能源、交通設備創新及運輸網絡規劃都促進了低碳多式聯運的發展，不僅如此，發展低碳多式聯運更需要相關政策的支持，一方面是通過碳稅，采用價格干預，另一方面是通過碳交易，則是數量干預。

3 多式聯運經濟性能實例分析

鄭明物流是一家專業從事第三方物流運輸的企業，其在全國范圍擁有上百個中轉倉庫，且已形成天網、地網、人網三網合一的物流信息系統，尤其在珠三角地區，已形成比較完善的多式聯運體系。

3.1 運輸方式及線路

以鄭明從柳州采購貨物到廣州為例，說明多式聯運的模式和經濟意義。

圖1 廣州運往柳州的運輸路線圖

根據柳州到廣州所有運輸方式可選擇六條路線，如圖1所示。

公路運輸線路1：

柳州市→永?？h→平樂縣→賀州市→廣州市

公路運輸線路2：

柳州市→荔浦縣→平樂縣→賀州市→廣州市

水路運輸線路：

柳州→黔江→潯江→西江→廣州

鐵路運輸線路：

柳州→桂林→永州→衡陽→韶關→廣州

公水聯運線路：

柳州→永福→陽朔→梧州→西江→廣州

公鐵聯運線路：

柳州→永福→陽朔→梧州→肇慶→廣州

3.2 運輸路徑選擇比較

對運輸費用、碳排放量、能源消耗這三個定量指標進行計算。在碳排放量計算中，根據美國環保署發布的相關文件，各種運輸方式的碳排放量指標見表1。

表1 碳排放量指標

對六種路徑的指標進行計算：

根據柳州到廣州運輸線路必須經過的節點計算各項指標，公路拓撲圖如圖2所示。

圖2 路徑一公路拓撲圖

第一，運費計算。在實際情況中，廣西省和廣東省的高速費用率、省道費用率、國道費用率都不一樣，但是因為費用率差距不大且暫時沒有嚴格的標準，所以暫時把收費標準統一，并且把公路路線設定為封閉式高速公路。

其中基本費率標準為0.08元/t·km。

根據公路收費站計費標準（見表2）計算運輸費用。

表2 公路收費站計費標準

得出公路收費站的計算方程式，如下所示：

其中，x為貨物重量，y為費率標準。

每個集裝箱重12t，根據計算，10t以內：收費標準為0.08元/t·km；超出10t以外的2t重量的收費標準為0.78 元/t·km（此收費標準適用于聯網收費的高速公路。省道國道運距近，采用高速費用率來計算），總共97箱。根據公式：

總費用=運輸費用+路橋費

(1)要加強成礦理論研究，大力推進深部找礦技術研發。由于深部礦勘查相對于淺部礦勘查具有難度大、投資大、風險性大的特點，迫使礦產勘查人員必須依靠科學技術的進步來發展和形成新的找礦能力。一方面深部找礦因為更加依賴于地質理論對預測找礦的指導作用，所以要求地質工作者一定要加強成礦理論的研究，為深部找礦工作的正確開展引領好方向。另一方面也必須采用新技術、新方法，特別是針對深部礦埋深較大、信息弱和干擾大的特點要求傳統的找礦技術方法手段在探測深度、探測的靈敏度以及抗干擾方面能有較大的改進和提高，因此，結合新興科技，優化、創新找礦技術方法，與時俱進加強技術手段的研發同樣是今后工作中的重點。

運輸費用＝運輸費率×箱數×里程

路橋費＝路橋費率×箱數×里程

根據普通車型標準，在各個路段進行費用的計算：

公路集裝箱運價：40hc箱型，9元/箱·km

公路每公里能源消耗（包括油耗和冷藏能源消耗）：8.56L/箱·百km

一周的運輸費用：c1=9.00×97×615=53.689 5萬元

一周的過路費用：c2=（10×0.08+2×0.04）×97×615=5.249 64萬元

一周的總費用：C公1=C1+C2=53.689 5+5.249 64=58.939 14萬元

第二，碳排放量計算。根據表2 數據，計算公路運輸1的碳排放量：615×97×0.364=21 714.42kg。

第三，能源消耗計算：6.15×8.56×97=5 106.468L。

（2）路徑二：公路運輸線路2。路線：柳州市→G323→包茂高速→汕昆高速→S349→二廣高速公路→二廣高速廣州支線→廣州市（9 個收費路段，全程551.5km，約11h）。

根據柳州到廣州運輸線路經過的節點計算各項指標，公路拓撲圖如圖3所示。

圖3 路徑二公路拓撲圖

第一，運費計算。同路徑一計算可得：

一周的運輸費用c3=9.00×97×551.5=481 459.5=48.145 95萬元 ；

一周的過路費用c4=（10×0.08+2×0.078）×97×551.5=5.114 169 8萬元 ；

一周的總費用c公2=c3+c4=481 459.5+51 141.698=53.260 119 8萬元 。

第二，碳排放量計算。根據表2中數據，計算公路運輸2的碳排放量：515.5×97×0.364=18 201.274kg。

第三，能源消耗計算：5.515×8.56×97=4 579.214 8L。

（3）路徑三：鐵路運輸。確定柳州到廣州鐵路運輸最短路線。假設從柳州到廣州的鐵路運輸路線已經申請下來。從可供考慮的路線中選擇距離最短的一條線路（1 059km，約15h），鐵路運輸具體線路經過節點如下：

柳州→桂林→東安→永州→祁陽→祁東→衡陽→郴州→韶關東→廣州市

表3 鐵路貨物運價率表

根據《鐵路貨物運價率表》（見表3）計算運輸費用：

第一，運費計算。結合鐵路集裝箱運價費率，根據公式：

鐵路運輸費用=（發到基價+運行基價×運價里程）×箱數

此運輸線路運輸費用計算如下：

一周總費用c鐵=(292.3+1.290 9×1 059)×97=16.095 822 07萬元

第二，碳排放量計算。根據表3 中數據，計算鐵路運輸的碳排放量：1 059×1×0.035=37.065kg。

第三，能源消耗計算。因為鐵路運輸主要通過燃油提供動力，所以本節主要研究燃油能源消耗。鐵路能源消耗（包括油耗和冷藏能源消耗）3.35L/箱·百km：10.59×3.35×97=3 441.220 5L。

（4）路徑四：水路運輸。路線：柳江→黔江→潯江→西江→廣州（約900km，大約2.25d）。

第一，運費計算。根據搜查資料的數據，設定內河水運運費率為1 388 元/箱（40hc 集裝箱）。根據公式：

運輸費用=基本運費×箱數

運輸線路運輸費用計算如下：

一周總費用c水=1 388×97=13.463 6萬元。

第二，碳排放量計算。根據表3 中數據，計算水路運輸的碳排放量：900×1×0.101=90.9kg。

第三，能源消耗計算。

水路能源消耗（包括油耗和冷藏能源消耗）4.42L/箱·百km，則結果為：9×4.42×97=3 858.66L。

（5）路徑五：公水聯運。根據各線路的契合點及公路和水路的經濟距離，挑選出較優路線。在選擇時還要考慮到多式聯運的中轉裝卸搬運費用，具體路線如下所示：

公路運輸：柳州市→G72 泉南高速→G65 行駛434km→梧州市（約434km，約6h）；

水路運輸：梧州市→西江→廣州市（約350km，約0.9d）

根據實際情況，多式聯運運輸線路如下所示：

柳州→永福→陽朔→梧州→西江→廣州

第一，運費計算?？紤]到公路和水路費用率不一樣，在計算多式聯運運費時應分段計算：

①公路運輸

路線：柳州市→G72 泉南高速→G65→梧州市（約434km，6h，5個收費路段）。

根據國內集裝箱裝卸費率（見表4），對公水聯運過程中涉及到的一次裝卸搬運作業的費用進行計算：

表4 國內集裝箱裝卸費率（單位：元）

根據公式：裝卸搬運費=裝卸包干費率×集裝箱數

此次裝卸費用根據表4數據計算：

一周裝卸搬運費用c裝卸=330×97=3.201萬元。

②水路運輸

路線：梧州市→西江→廣州市（約350km，約0.9d）

根據公式：水運運費=基本運費×箱數。

另外，根據方案三水路運輸的水運運費率推算出從梧州市到廣州市的運費費率為539.78 元/箱，此段水路運費計算如下：

第二，碳排放量計算。根據表4 中數據，計算公水聯運的碳排放量如下：

434×97×0.364+350×1×0.101=15 359.022kg

第三，能源消耗計算。

4.34×8.56×97+3.50×4.42×97=5 104.178 8L。

（6）公鐵聯運。根據各線路的契合點及公路和鐵路的經濟距離，挑選出較優路線。具體路線如下：

公路運輸：柳州市→G72 泉南高速→G65 行駛434km→梧州市（約434km，約6h）

鐵路運輸：梧州市→肇慶市→廣州市（約385km，約0.7d）

根據實際情況，此多式聯運運輸線路如下所示：

柳州→永?！査贰嘀荨貞c→廣州

第一，運費計算?？紤]到公路和鐵路費用率不一樣，在計算多式聯運運輸費用時應分段計算：

①公路運輸

路線：柳州市→G72 泉南高速→G65→梧州市（約434km，6h，5個收費路段）

公水聯運過程中將涉及一次裝卸搬運作業，依據國內集裝箱裝卸費率計算。

根據公式：

裝卸搬運費=裝卸包干費率×集裝箱數

此次裝卸費用根據表4中的數據計算：

一周裝卸搬運費用c裝卸=330×97=3.201萬元。

②鐵路運輸

路線：梧州市→肇慶→廣州市（約385km，約0.7d）

根據公式：鐵路運輸費用=（發到基價+運行基價×運價里程）×箱數，將此運輸線路運輸費用計算如下：

一周總費用：C鐵=（292.3+1.290 9×385）×97=7.656 1萬元。

所以此段多式聯運總費用：

C總=C公+C裝卸+C鐵=41.592 824+3.201+7.656 1=52.449 924萬元

第二，碳排放量計算。根據表4 中數據，計算公水聯運的碳排放量如下：

434×97×0.364+385×1×0.035=15 337.147kg

第三，能源消耗計算：4.34×8.56×97+3.85×3.35×97=4 854.646 3L。

由以上計算可以得到5種不同運輸路徑的費用、碳排放量和能源消耗指標，見表5和圖4-圖6。

表5 運費-碳排放量-能源消耗表

由表5 可知，在六種運輸方式中，公水聯運和公鐵聯運比公路運輸線路1、2 運費、碳排放量、能源消耗低，經濟效益好。

公水聯運和公鐵聯運比公路運輸線路1、2運費、碳排放量、能源消耗低。由實際情況出發，鄭明物流可以開展“公路—鐵路”聯運和“公路—水路”聯運，既降低了費用，減少了碳排放量，又節省了能源，符合低碳化的要求。

3.3 最佳運輸方式選擇

以公路運輸線路1作為基準，根據上面繪制的運費、碳排放量、能源消耗圖表，分析“公鐵聯運”和“公水聯運”帶來的經濟效益，見表6。

圖4 各種運輸方式費用

圖5 各種運輸方式碳排放量

圖6 各種運輸方式能源消耗

表6 經濟效益

公鐵聯運和公水聯運方式在運費、碳排放量、能源節省量方面均比公路運輸方式低，所以，鄭明物流開展“公鐵聯運”和“公水聯運”具有較大的經濟意義。

3.4 多式聯運方案優化效果分析

根據月份對最佳經濟效益的運輸方式進行優化。從上面的計算結果可知，雖然“公水聯運”和“公鐵聯運”在運費節省量和碳排放減少量上相差不大，但是“公鐵聯運”在能源節省量上遠遠高于“公水聯運”（公鐵節省4%，公水節省0.04%）。

圖7 鐵路運輸不同時期貨流量

圖8 不同時期運河深度

根據鐵路節假日運輸高峰期、水路枯水和豐水期（如圖7、圖8所示），確定最優的多式聯運方案。

對于鐵路來說，1、2、3、4、9、10月份，貨流量少，可以選擇“公鐵聯運”，國內段應選擇“公鐵聯運”較為合理，鐵路運輸線路節點如圖9所示。

圖9 鐵路運輸線路節點

結合案例和實際情況，5至8月份為鐵路運輸高峰期，同時也是水運的豐水期，因此5 至8月份選擇“公水聯運”運輸方式，水路運輸線路節點，如圖10所示。

圖10 水路運輸線路節點

11、12月份為鐵路運輸高峰期，又為水路運輸枯水期，應該采用公路運輸。此時，按照最優路徑選擇順序建議選擇公路運輸線路2，公路運輸線路2如下所示：

柳州市→G323→包茂高速→汕昆高速→S349→二廣高速公路→二廣高速廣州支線→廣州市

4 多式聯運運作方式

4.1 運作參與對象

鄭明物流作為締約承運人，與參加多式聯運的海上承運人、鐵路承運人、公路承運人和貨運代理人等簽訂“分包運輸合同”，共同完成全程聯運任務。鄭明物流是事主，以締約承運人的身份行事，對全程聯運負責。

第一，公路承運人為鄭明物流或者其合作企業。鄭明物流及其合作企業利用自身的公路冷藏運輸能力和優勢負責公路段的運輸。

第二，鐵路承運人為中國鐵路貨運公司。通過與中鐵運簽訂運輸協議，將運輸分包給鐵路貨運公司。

第三，海上承運人為中國海運公司和中國遠洋運輸公司。到達水路運輸階段，與中海運或者中遠洋簽訂運輸合同，將運輸分包給中海運或者中遠洋。

4.2 運作流程規劃

聯運全程各運輸區段，全程聯運任務通過“互為托承運”的“接力方式”完成。

第一，在運輸前根據運輸的時間特別是水路和鐵路的運輸時間，規劃好運輸線路和運輸方式，鄭明物流在車站和港口建立運輸分支機構和代理機構。

第二，水運段向中海運租用艙位，實行聯營體制，以求增加運力、提高箱位利用率、降低運輸成本。

第三，鐵路運輸段，鄭明物流經營集裝箱鐵路中轉站或與鐵路公司簽訂長期、短期和臨時協議，租用鐵路運輸公司運力，開展多式聯運。

4.3 運作責任分攤

鄭明物流與鐵路和水路承運單位組成聯營集團，以多式聯運經營人的資格和身份行事，簽發全程“聯運提單”，對貨物在聯運過程中的滅失和損壞負賠償責任。并與鐵路經營人、港口經營人、公路運輸經營人，支線船舶運輸經營人和貨運代理人等“簽訂分包運輸合同”采用“網狀責任制”，貨物滅失和損壞發生在聯運的某一運輸區段，適用于該運輸區段的法律。

5 結論

本文通過設計多式聯運方案，求解不同運輸方式的運費、碳排放量、能源消耗，考慮運輸方式和路徑選擇中的主因素，解決多節點、多方式、多路徑的運輸優化問題，并制訂了不同時期最優的多式聯運方案，為鄭明物流公司選擇運輸方式及路線提供了參考。在低碳的大背景下，冷鏈物流公司在拓展多式聯運時不僅要考慮運費和能源消耗，還需考慮采用較為低碳的運輸方式，利于體現企業的社會責任，統一經濟效益與社會效益，把滿足發展“低碳經濟”和客戶需求的理念貫穿到冷鏈物流的整個過程。