國際集裝箱多式聯(lián)運外部成本研究：上海-杜伊斯堡案例

李魁梅 鄭波 楊黎霞

[摘?要]集裝箱多式聯(lián)運外部成本是運輸政策制定的重要參數(shù)，但目前深入研究缺乏，實證研究更少。文章從分析多式聯(lián)運外部成本入手，給出了多式聯(lián)運外部成本結(jié)構(gòu)和計算模型，并使用該模型對上海到德國杜伊斯堡的兩種多式聯(lián)運方式進行比較。結(jié)果表明，首先是水路運輸?shù)膯挝煌獠砍杀咀钚。浯问氰F路運輸，最后是公路運輸，故而干線運輸應(yīng)該優(yōu)先考慮水路運輸，且多式聯(lián)運方式中各運輸方式的排放成本占外部總成本比重都是最大的。

[關(guān)鍵詞]集裝箱多式聯(lián)運;外部成本;貨幣化;模型

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2020.22.178

1?前言

運輸外部成本合理貨幣化對運輸業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有深遠的影響。David J Forkenbrock[1]從社會的角度，分析了城際間道路運輸?shù)纳鐣杀荆贸鐾獠砍杀菊純?nèi)部成本的13.2%的結(jié)論。在此基礎(chǔ)上，將城際間的貨物鐵路運輸和公路運輸?shù)耐獠砍杀具M行了比較，并計算出了公路和鐵路運輸?shù)耐獠砍杀尽ndrea Ricci和Ian Black[2]對公路運輸和聯(lián)運的外部成本內(nèi)因及組成做了詳細研究，在給出計算方法的同時給出了促進多式聯(lián)運發(fā)展內(nèi)部化的方法。Cathy Macharis[3]研究了將外部成本通過油價內(nèi)部化的影響，認為外部成本的內(nèi)化，有利于實現(xiàn)運輸價格的有效性。國內(nèi)學(xué)者在2000年前后才逐漸關(guān)注運輸外部性問題，且多是定性分析研究。如劉延平[4]分析了我國運輸外部性表現(xiàn)形式，并給出了交通外部成本內(nèi)部化和對資金和城市生活環(huán)境兩大稀缺資源建立有效的產(chǎn)權(quán)制兩大對策;林曉言[5]等，分析了運輸外部性的制度因素，直接原因就是私人成本和社會成本相悖，深層次的原因是產(chǎn)權(quán)制度的缺失和不合理。定量研究方面，葉維[6]等從環(huán)境污染、生態(tài)破壞、擁擠和交通事故四個方面研究了水路運輸?shù)耐獠砍杀荆⒔o出了通過稅收、產(chǎn)權(quán)市場交易和企業(yè)合并甚至是法律途徑進行內(nèi)部化。嚴飛[7]比較系統(tǒng)地介紹了國外在事故成本、噪聲成本、擁堵成本和排放成本的影響因素、變量及計算思路，對實現(xiàn)本土化的外部成本研究具有重要參考價值。

通過文獻的研究可以明晰兩點：一是外部成本不可忽視，對于運輸業(yè)可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要;二是對于外部成本的核算，沒有統(tǒng)一的方法，且多針對某一種運輸方式。基于此，本文主要從以下四個方面對多式聯(lián)運外部成本進行了詳細分析并建立相關(guān)的成本模型：交通事故成本（致死、受重傷、受中度傷、受輕傷）、交通噪聲成本、交通排放氣體造成環(huán)境污染的成本、交通擁堵時間成本。

2?多式聯(lián)運外部成本

運輸外部成本是社會成本中不可忽視的一部分，而通常情況下，在計算運輸成本時，只考慮與運輸相關(guān)活動的費用，這些費用在市場體系中體現(xiàn)的成本稱為私人成本，是內(nèi)部性的，但是對整個社會來說，運輸成本還包括交通事故成本、噪聲成本、排放成本和擁堵成本。因此單次運輸外部成本可以按式（1）計算得到。

TCn=（UCan+UCnn+UCen+UCcn）×TOn（1）

其中：UCan：第n種運輸方式交通事故單位成本;UCnn：第n種運輸方式噪聲單位成本; UCen：第n種運輸方式排放單位成本;UCcn：第n種運輸方式擁堵單位成本;TOn ：第n種運輸方式貨物周轉(zhuǎn)量。

分析多式聯(lián)運外部成本，有必要詳細了解其地理空間分布和外部成本的組成。多式聯(lián)運包括三個運輸階段：集貨、干線運輸和配送，必然包含公路運輸方式，所以多式聯(lián)運總外部成本可以按式（2）計算。

TC=TC1+XTC2+YTC3（2）

當X或Y=1時，多式聯(lián)運包括鐵路或水路運輸;X或Y=0時多式聯(lián)運不包括鐵路或水路運輸。

2.1?排放成本模型

多式聯(lián)運集貨和配送階段使用的卡車、干線運輸?shù)乃\通常以柴油為燃料，燃燒排放的尾氣中含有CO2、CO、NO×、HC等，這些尾氣成分復(fù)雜，對環(huán)境造成污染或是聚集帶來溫室效應(yīng)。盡管有的機車使用電力驅(qū)動，間接污染依然存在，如獲取的電力來自火力發(fā)電，發(fā)電廠所在地必然存在污染氣體和顆粒物排放問題。

機車通過燃燒獲得動力，其中的能源轉(zhuǎn)換效率、燃料構(gòu)成在一定時間段內(nèi)可以看成是固定不變的，故而每燃燒單位重量或體積燃料排放的尾氣構(gòu)成及質(zhì)量，即排放率可以認為在一定時間內(nèi)是個定值，用R表示。

（1）公路運輸排放Etruck：影響貨運汽車排放的因素比較復(fù)雜，如路況、擁堵等情況，但相對于汽車內(nèi)燃機的性能以及車輛載重（L）、運距d、運行速度v，其可以忽略，因此貨運汽車尾氣排放計量模型如式（3）所示。

Etruck=100f（v）×d×R×L/Lc（3）

其中： f（v）：貨運汽車滿載運行一百千米時車速與油耗量的關(guān)系; Lc：貨運汽車最大載重量（額定）;L：運輸量。

（2）鐵路運輸排放Et：鐵路運輸?shù)膭恿碓椿旧鲜莾?nèi)燃機和電動機。對于內(nèi)燃機的排放（Eice），參照汽車運輸排放計量模型，而火車因為是干線運輸，啟動和剎車段較短，對總排放的影響忽略不計，所以模型（4）僅考慮了油耗、里程和內(nèi)燃機的排放率。對于電力機車排放（Eel）而言，不但需要考慮火電的使用率，還需搞清楚電力輸送的損耗情況，計算模型如式（5）所示。

Eice=F×d×R×L/Lc（4）

其中：F：每千米運距消耗燃料的量。

Eel=F×dT×Ef×（1-S）×R×r×L/Lc

E電=F×dt·eT×Ef×（1-S）×R×1Lc×U×L×r（5）

其中：Ef：發(fā)電燃燒標準煤一噸所產(chǎn)生的電量;T：標準煤發(fā)電轉(zhuǎn)化率;S：電力輸送過程損耗率;r：電力機車使用火電占比情況。

（3）水路運輸排放Evessel：貨船的排放分布在航線沿線和港口，在正常航行時，船舶發(fā)動機是以固定功率動力輸出，所以在正常航行條件下，亦可視為勻速行駛，故而其水運排放模型如式（6）所示。

E船=Cf×EPV×ds×（1Lc×U）×L

Evessel=Cf×EP/V×d×L/Lc （6）

其中： Cf：每千瓦時能力輸出排放量;EP：航行時發(fā)動機輸出的固定功率。

基于以上各運輸方式的排放模型，可以求出多式聯(lián)運完成一些運輸任務(wù)的各種氣體和顆粒物的總排放量，乘以對應(yīng)氣體和顆粒物的單位損害成本即可得到多式聯(lián)運的排放外部成本和單位排放成本，見式（7）、式（8）和式（10）。

E總=∑6j=1E總j=∑6j=1（∑nk=1Ekj+E吊j+E場內(nèi)j），其中： n=1，2，3（7）

EC總=∑6j=1（E總j×Cj）（8）

UCe=EC總TO（9）

2.2?交通事故成本模型

多式聯(lián)運中各運輸方式的事故發(fā)生具有偶發(fā)性，所以對于某次運輸任務(wù)而言，事故的成本模型只有通過統(tǒng)計的方法進行估算。任何一種運輸方式的事故都有人員傷亡情況（貨物運輸）、貨物和基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備的損失，以及公共管理部門處理事故而產(chǎn)生的額外耗費[13]。文章具體的操作方法為，以國家或地區(qū)（根據(jù)路線的范圍）一年時間內(nèi)的以貨物和運輸對象的四種事故成本進行歸集，如式（10）所示。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)對應(yīng)國家或地區(qū)的年貨物周轉(zhuǎn)量將事故成本進行分攤，則得到該國家或地區(qū)的單位交通事故成本，計算方法如式（11）所示。

TCa=∑4i=1NiCi+Ce+Cd（10）

其中：TCai：統(tǒng)計年度貨物運輸事故成本;NiCi：統(tǒng)計年度貨物運輸人員事故損失成本（i=1表示事故中有人員死亡;i=2表示事故中有人受重傷;i=3表示事故中有人員受中度傷;i=4表示事故中有人員受輕度傷）;Ce：統(tǒng)計年度內(nèi)貨物運輸事故造成的貨損和設(shè)施設(shè)備損失，亦即統(tǒng)計的直接經(jīng)濟損失;Cd：年度內(nèi)處理事故發(fā)生的耗費。

UCa=TCaTO（11）

其中：UCa：統(tǒng)計年度內(nèi)交通事故單位成本;TO：統(tǒng)計年度內(nèi)的貨物周轉(zhuǎn)量。

2.3?運輸噪聲成本模型

貨物運輸是噪聲的主要污染源之一，且為流動性噪聲源，所以受到噪聲污染的不僅包括司機、押貨人員等，還包括交通沿線的非使用者，具有明顯的外部性特點。此外，噪聲造成的傷害具有隱蔽性和持續(xù)性，對居民的身體和心理均會有不同程度的傷害而發(fā)生醫(yī)療成本。Gloria P[14]在文中將噪聲引起的疾病成本分為心臟病風(fēng)險成本VAR和其他兩類，同時考慮被噪聲污染的非使用者的支付意愿（WTP），具體計算如式（12）所示。

TCns=WTP+VAR+Cme（12）

其中：TCns：貨物運輸噪聲成本;Cme：噪聲對非使用者造成的其他疾病治療成本。

那么對應(yīng)周期內(nèi)的單位貨物運輸噪聲成本為：

UCn=TCnTO（13）

2.4?擁堵成本模型

多式聯(lián)運末端的卡車收集和配送的貨物通常分布在密集的市區(qū)和工業(yè)區(qū)，可能遭遇擁堵造成延誤，已經(jīng)成為多式聯(lián)運不可避免的問題，且會對運輸服務(wù)使用者帶來額外的耗費，主要體現(xiàn)在擁堵時間內(nèi)貨物持有成本的增加和司機以及押送人員工資的增加，所以多式聯(lián)運的擁堵時間成本就是擁堵成本的具體構(gòu)成，計算模型如式（14）所示，單位擁堵成本計算模型如式（15）所示。

CC=VF×ρ365×24×D+CHR×D（14）

其中：CC：表示某次運輸任務(wù)的擁堵成本;VF：表示某次運輸任務(wù)的貨物的價值;ρ： 表示貨物年持有成本;D：表示某次運輸任務(wù)因擁堵造成的延誤時間;CHR：表示每小時人力成本。

對應(yīng)的某次運輸任務(wù)的單位擁堵成本為：

UCC=CCTO（16）

3?案例分析

上海運往歐洲的大部分貨物，以前均通過海運方式運到歐洲。如今中歐班列為上海貨物的出口提供了新的多式聯(lián)運方案，實現(xiàn)了東部貨物通過重慶運抵歐洲的目標。文章針對上海運往德國杜伊斯堡的某一次運輸任務(wù)，對上述兩種多式聯(lián)運方式進行外部成本估算。

現(xiàn)有40個20ft裝滿零配件的集裝箱，單箱總重20噸，貨物總價值3200000美元，從上海周邊集聚到上海港后運至德國杜伊斯堡周邊地區(qū)。在此通道上有兩種多式聯(lián)運方式：一條是從上海海運至漢堡，再火車運至杜伊斯堡;另一條是從上海用火車運至重慶，然后走“滬渝新歐”大通道至杜伊斯堡。

3.1?單位排放成本計算

（1）公路運輸單位排放成本計算。在貨物的集貨和配送階段，使用VolvoF16車型。該車型燃燒1L柴油產(chǎn)生的尾氣有2212.78克CO2、3.99克CO、39.9克NO×、1.66克HC和0.89克懸浮顆粒。多式聯(lián)運在集貨和配送階段的平均運距70km，時速為每小時35km，結(jié)合歐盟公布的排放邊際成本，可以算出公路運輸單位排放成本為5.77×10-3（$/t·km）。

（2）鐵路運輸單位排放成本計算。從上海至重慶有1949km，重慶至德國杜伊斯堡的運距為11179km。機頭使用功率為7200kw的電力機車，平均時速為每小時90km。據(jù)統(tǒng)計，目前我國的電力火電占77%左右，故而認為鐵路使用火電的比例按此數(shù)據(jù)計算。結(jié)合標準煤炭排放率，即燃燒1噸標準煤排放690千克CO2、15.6千克NO×和9.6千克懸浮顆粒，以及可知道的電力傳輸綜合損耗18%，可計算出單位成本為2.24×10-3（$/t·km）。

（3）集裝箱船單位排放成本計算。從上海至德國漢堡通過海運，該集裝箱船舶能夠裝載5000個標準集裝箱，載重噸位利用率為75%，航行時發(fā)動機功率輸出為8900kw，行駛速度為每小時40km，航行距離為20100km，可算出單位排放成本，為3.3×10-4$/t·km。

3.2?交通事故單位成本計算

2016年全國公路運輸?shù)呢浳镏苻D(zhuǎn)量達61211億噸·公里，同期根據(jù)公安部交管局的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知，2016年全國因為貨車事故50004起，造成死亡人數(shù)25000人，受傷人數(shù)46800人，造成的直接經(jīng)濟損失高達9億元人民幣。根據(jù)國家賠償標準，死亡60萬元人民幣，受傷人均20萬人民幣，處理事故的公共部門耗費一千每次，可算出公路運輸交通事故單位成本為 6.56×10-4$/t·km。同理，根據(jù)我國海域事故統(tǒng)計數(shù)據(jù)，計算出集裝箱海運的單位事故成本為1.21×10-5$/t·km。

由于研究資料的缺乏，鐵路交通事故單位成本參照歐盟的統(tǒng)計數(shù)據(jù)[8]為4×10-4$/t·km，公路和鐵路的噪聲單位成本分別為2.2×10-4$/t·km和3.3×10-3$/t·km。水路運輸?shù)脑肼曂獠砍杀緯翰豢紤]。

3.3?擁堵單位成本計算

上海市周邊及市區(qū)范圍內(nèi)，一般情況的擁堵時間約30分鐘。根據(jù)魯棒模型計算的貨物時間成本約占貨物價值的25%，那么可求出每小時貨物的時間成本。人力成本方面，根據(jù)上海當?shù)氐那闆r，時薪約為5$，可計算出擁堵單位成本為3.4×10-3（$/t·km）

3.4?外部總成本計算

針對通道上兩種多式聯(lián)運方式的外部總成本為：①干線運輸為鐵路運輸：63672.26美元;②干線運輸為水運：8650.12美元。

4?比較分析

通道上的兩種多式聯(lián)運方式的總外部成本相差甚遠，干線為鐵路運輸?shù)亩嗍铰?lián)運方式的總外部成本是干線為水路運輸?shù)亩嗍铰?lián)運方式總外部成本的7.36倍。

根據(jù)上面三種運輸方式的外部成本計算結(jié)果，可得出公路運輸?shù)膯挝煌獠砍杀咀畲螅浯问氰F路運輸，最小的是水路運輸。同時三種運輸方式排放成本占總外部成本比例均最大，且公路運輸?shù)慕煌ㄊ鹿食杀竞丸F路運輸?shù)脑肼暢杀镜谋戎仄蟆?/p>

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[基金項目]重慶市教育委員會科學(xué)技術(shù)研究計劃“一帶一路”和“長江經(jīng)濟帶建設(shè)”背景下運輸適宜性評價模型研究及應(yīng)用項目資助項目（項目編號：KJQN201802403）。