未來北極航運模式探討

李 源

（中國船舶及海洋工程設計研究院 上海 200011）

0 北極航道發展背景

極地與深海、太空和網絡空間一樣，屬于國家管轄范圍外的全球戰略新疆域。極地擁有特殊的空間地理位置和豐富的資源，戰略價值顯著。北極的戰略價值主要體現在環境氣候科研、航道利用和資源開發等方面。北極域外國家在北極不享有領土主權，但依據《聯合國海洋法公約》等國際條約和一般國際法，可在北冰洋公海等海域享有科研、航行、飛越、捕魚、鋪設海底電纜和管道等權利，在國際海底區域享有資源勘探和開發等權利。近年來，隨著北極海冰面積逐漸縮小，利用北極航道進行跨境運輸逐步成為現實，北極航道的戰略價值引起了全世界的廣泛關注。

北極航道具有重大戰略價值。作為連接太平洋與大西洋的海上捷徑，北冰洋航線相比于傳統航線將大幅縮短海上運輸的航程。目前，東北航道比西北航道發展更加成熟,前者的通航量比后者更高，航行安全性和保障措施也比后者更加完善，因此本文主要探討取道東北航道的北極航行。航行東北航道可比常規的經由蘇伊士運河的亞歐航道減少約25%的航程，如果是中國到俄羅斯或日本到北歐，則可減少近50%的航程。從安全性角度來看，替代航線的出現可以化解重要貿易通道被中斷的風險。2021 年3 月，蘇伊士運河發生堵船事件，導致運河長達一周無法通航，延誤的貨物價值高達620億美元，滯留原油約1 200 萬桶。此外，北極航道連接的是我國北方的港口，對提振我國北方城市經濟大有裨益。2018 年1 月，《中國的北極政策》白皮書提出“中國愿意、依托北極航道的開發利用，與各方共建冰上絲綢之路”。俄羅斯將發展東北航道作為重要的國家戰略，其在《2035 年前國家北極政策基礎》中提出：將東北航道建設成為世界運輸走廊；開發東北航道可以極大地促進俄羅斯的經濟發展，甚至影響世界地緣政治格局。

有數據顯示，氣候變化將加速海冰融化。近年來，夏季北極的海冰比之前減少了近一半[1]。預測到2030 年，北極東北航道可通航的窗口期將由目前的3 個月增加到6 個月以上；到2040 年，有望實現全年通航。

1 北極通航面臨的制約因素

1.1 安全因素

目前北極航行仍面臨著諸多安全風險，常規技術難以滿足。極地是一個環境特征十分明顯的區域，北極水域冬季日均低溫低于-38 ℃，裝備的設計服務溫度需低于-48 ℃，目前即使冰級較高的商船也難以在冬春季開展北極航行。除了低溫，北極航行船舶還面臨著冰、霧等惡劣氣候，以及地理氣候信息缺乏和高緯度地區通信導航手段不足等造成的航行風險；此外，地理位置偏遠也導致及時救援難以保證。

1.2 環保因素

北極航行面臨著諸多的環保制約。2020 年，IMO 通過了禁止在北極使用重油的規則；此外，在生活污水、船舶垃圾和化學品排放方面也均有嚴格的規定。未來預計將在溢油油污、氣體排放、污水垃圾、入侵物種和噪聲等方面制定更加嚴格的規則標準，從而顯著提高極地航運準入門檻。2019 年至2020 年，達飛等21 家航運公司表示基于環?？紤]，不使用北極航線，這對其他使用或計劃使用北極航線的公司來說將造成巨大的輿論壓力。對此，俄羅斯以發展“可持續北極航運”來應對。俄羅斯的一項研究表明，相比于蘇伊士運河，從北極航道運輸貨物將減少23%的溫室氣體排放；若使用LNG 作為燃料，則可減少約38%的溫室氣體排放。

1.3 經濟因素

以目前的運輸裝備和航運模式，北極航行的經濟性優勢不顯著。據統計，建造1 艘冰級船舶的成本比普通船舶高0.5～ 1 倍。比如1 艘常規LNG 船造價約2 億美元，而破冰型LNG 船造價約3～ 5 億美元。在北極航行，管理費、破冰船租賃費和冰區航行保險費等提高了運輸總成本。當前實現盈利的航運企業大多只是利用北極夏季航行窗口期（7 月至9 月）開展單向或往返航行。根據哥本哈根商學院2016 年發表的報告，大約到2040年，從經濟核算的意義上看，北極航線也許可以作為商業航線投入使用。

1.4 政治因素

國際輿論對使用北極航線態度不一。美國的態度是維護北方航道的航行自由，將通過增強在北極水面的存在，挑戰俄羅斯“過度的海洋主張”。這將給美俄北極關系帶來更多變數，也使航道商業發展的外部環境趨于惡化。航運公司方面，2018 年，馬士基旗下1 艘冰級集裝箱船首次試航北極航線，同時有21 家航運公司聲明因環境問題放棄使用北極航線。這些航運公司的行為也許并非純粹出于環保目的，而是存在借環保名義限制替代航線發展，從而維護傳統航線圈經濟利益的政治經濟意圖。因為北極航線的開通會使世界經貿航線北移，從而使世界經濟格局發生變化，對歐洲（尤其南歐）經濟產生不利影響。

俄烏沖突的爆發對俄羅斯按照既定戰略規劃開發東北航道提出了很大的挑戰。俄羅斯必須在解決好俄烏沖突的基礎上，才能實施航道開發戰略部署；其次，歐美對俄羅斯實施金融、科技和貿易等全方位制裁，會導致俄羅斯在航道開發過程中遇到極大阻力。

2 極地裝備發展趨勢

極地運輸船型出現了多樣化的趨勢?，F階段，北極航行的運輸船主要是多用途船、油船、LNG 船和探險郵輪。2018 年，馬士基1 艘3 600 TEU 集裝箱船試航北極航線。芬蘭阿克北極公司正在研發高冰級的8 000 TEU 集裝箱船，該船將用于經東北航道的亞歐航行，夏季和冬季可獨立航行，可以 3 kn 航速破1.9～ 2.3 m 厚的冰。俄羅斯船東有意向開發運營于歐洲到俄羅斯的高冰級集裝箱船。

我國目前已研制交付“雪龍2”號、極地甲板運輸船和極地凝析油船等中高冰級極地科考船和運輸船。這些船型結構冰級均達到PC3 級，表明我國PC3 等級的破冰船和運輸船研制能力已經形成。

關鍵系統設備方面，推進、探測、通信導航和除冰等系統設備朝著大功率、集成化、自動化和智能化方向發展，能更好滿足極地航行需求。智能航行、智能能效、智能機艙及智能船體等技術的發展，將有力提升船舶在極地的航行安全。

環保方面，新能源技術的發展將推動極地運輸船環保性能大幅提升。比如LNG 燃料在極地船舶上已經有成熟應用，未來的環保替代燃料（如甲醇、氨和氫燃料電池等）也逐漸在常規船舶上使用，未來技術成熟后均可以直接應用于極地船舶。

3 北極航運模式探討

目前北極航運主要是利用東北航道。近年來，東北航道貨運量顯著攀升，從2013 年的391 萬t 上升至2019 年的3 000 萬t，2020 年達到3 300 萬t，其中能源運輸約占3/4。但是，現階段的北極航運仍只是窗口期、有限規模的航行。經東北航道的北極運輸類型可大致分為3 類，分別是境內運輸、端點運輸和跨境運輸。境內運輸指出發地和目的地均位于北極境內的運輸，目前多為俄羅斯國內的運輸；端點運輸是指出發地或目的地位于北極境內的運輸，一般是運出俄羅斯油氣、礦產資源，輸入用于建設、建筑的材料，這類運輸目前占比最大；跨境運輸指出發地和目的地均不在北極境內，但途經北極航道的運輸，比如經由東北航道，從亞洲到歐洲的運輸，目前僅占4%。

從歷年東北航道跨境貨運量變化情況來看，2009 年至2020 年，東北航道跨境貨運量歷經數次大起大落，大致可分為3 個階段：第1 階段（2009 年 至2013 年），俄羅斯提出開發東北航道，北歐航運企業積極性很高，貨運量從每年1 萬t 提升至 136 萬t，主要運輸油品和鐵礦石；第2階段（2013 年至2015 年），隨著油價暴跌和西方對俄羅斯制裁，跨境貨運量跌至冰點，貨運量跌至4 萬t；第3階段（2015 年至2020 年），中國開始參與北極航運，利用東北航道運輸紙漿和風電設備等，貨運量再次提升至128 萬t。

3.1 夏季窗口期航行

中國是除俄羅斯以外參與北極航運最多的國家。中遠海特公司從2013 年開始持續投入多用途船運營北極航線，東行運輸風電設備，西行運輸農林產品和紙漿[2]；2013—2020 年間共安排20 艘船舶執行了42 個北極航次，其中雇請破冰船護航14個航次，獨立航行28 個航次。2020 年，該公司安排8 艘船舶完成了11 個航次的航行，均為獨立航行[3]。中遠海特主要利用多用途船開展北極夏季3個月的窗口期航行。2020 年夏季，東北航道推薦航線自8 月上中旬至10 月中旬基本全程處于無海冰影響期。根據俄羅斯北方航道管理局的規定，冰級“ICE1”（CCS/B 冰級）以上船舶可全程獨立航行，無需破冰船護航。多年的運營經驗表明，夏季窗口期航行北極的模式下，使用不超過1B 冰級的船舶具備較好的經濟性。

3.2 季節性或全年能源運輸

除了多用途船，北極占比最高的運輸是由北極油氣開發項目牽引出的LNG 運輸。目前北極主要的LNG 項目為俄羅斯亞馬爾LNG 項目和北極LNG-2 項目，兩者的地理位置如下頁圖1[4]所示。其中的亞馬爾LNG 項目已建成，共有3 條生產線，每條生產線可年產550 萬t LNG，總計年產1 650 萬t LNG 和120 萬t凝析油，其中85%LNG 出口亞太地區，中國每年從亞馬爾進口300 萬～ 400 萬t LNG。

北極LNG-2 項目預計將于2023—2025 年分3 期建成，共3 條生產線，以每條生產線年產660 萬t LNG計，預計可年產1 980萬t LNG和120萬t凝析油，中國從該項目每年將進口400 萬t LNG。相比亞馬爾項目，北極LNG-2 項目的成本更低。預計生產成本每噸可至少降低30%；另外，由于鄰近亞馬爾項目，可充分利用該項目現有基礎設施和物流設施，進一步降低運輸成本。

從運輸模式來看，亞馬爾項目生產的LNG 采用季節性北極航行的模式，如圖2[5]所示。為該項目訂購了15 艘Arc7 級的17 萬m3自破冰LNG 運輸船，往歐洲方向的航線取道西北航道，往亞太方向的航線分為夏季航線和冬季航線。5月至11月冰層允許情況下，經東北航線運輸，其余時間經蘇伊士運河運輸[6]。

圖2 亞馬爾LNG 項目運輸模式

未來北極LNG-2 項目投產后，將有望實現在東北航道全年運營，以提高運輸系統的整體效率。計劃的北極LNG-2 項目運輸路線如圖3 所示。運輸系統包括北極碼頭、破冰型LNG 船以及摩爾曼斯克和堪察加半島的轉運樞紐。駛往亞洲的船隊將在堪察加中轉，駛往歐洲的船隊將在摩爾曼斯克附近中轉。目前已為該項目訂購21 艘Arc7 級LNG 船，其中6 艘將在韓國大宇造船建造，15 艘將在俄羅斯紅星船廠建造。該新型破冰LNG 船與現有破冰型LNG 船相比，船寬更窄、破冰能力與發動機功率更高，提升了冰區航行速度。

圖3 北極LNG-2 項目運輸路線（計劃）

3.3 未來常態化航行展望

普京曾在2021 年東方經濟論壇上發表講話，強調北極是亞歐航運的未來，提出最早2022 年將在北極地區推出定期班輪航線，并建立貨運基地。其當時還評估了2022 年在符拉迪沃斯托克和圣彼得堡之間開通定期商業航線的可能性，并提議在相關測試后正式運營。由于航道開通初期盈利性不高，因此考慮由俄羅斯成立1 家專門運營北極航線的班輪公司，并考慮為使用北方海航線的船公司提供補貼。有消息稱，俄羅斯國家原子能公司計劃貸款70 億美元購置55 艘極地集裝箱船，從事亞歐間的北極航道運輸[7]。

俄羅斯將推動北極航道建設成為具有國際競爭力的運輸走廊定位為戰略任務。2020 年，在俄羅斯發布的《2035 年前俄羅斯聯邦北極地區發展和國家安全保障戰略》[8]中，提出“到2035 年，北方海航道貨運量達到1.3 億t”的目標，并提出將摩爾曼斯克建設成1 個綜合的多維交通樞紐和北方航道沿線的重要節點，將亞洲的貨物運往歐盟市場。因迪加海港將被建成容納至少10 萬噸級貨輪的深水港，該港口通過鐵路、管道和水運網絡與當地資源豐富地區連接，成為俄羅斯向美國、加拿大、歐洲、中國和亞太國家出口貨物的樞紐。

在俄羅斯《2024 年前基礎設施現代化和擴建綜合計劃》中，提出北極航道的發展計劃為3 個階段：第1 階段（至2024 年），加快北方海航道西部開發；第2 階段（2025—2030 年），在北方海航道組織全年航運；第3 階段（2030—2035 年），形成以北方海航道為基礎的具有競爭力的國際和國家運輸走廊。

作為國際航道，還需要現代化的物流體系和基礎設施保障，而目前北極航道缺乏必要的基礎設施。例如：俄北極地區大多數港口建于二十世紀六七十年代，泊位和近海區域深度不符合現代要求，為此需要開展大規?；A設施建設；東北航道沿線50 多個港口中，僅有41 個對海運船舶開放，其中40%的港口功能很弱，需要吸引全球資本進行港口建 設[9]。俄將對北極海底進行勘測并打造全球最大破冰船隊，提高航道安全性和吸引力；預計至2035 年將新增兩型共7 艘核動力破冰船（其中新增“北極”級核動力破冰船4 艘，新增“領袖”核動力破冰船3 艘），而且計劃在東北航道楚科奇半島至巴倫支海沿線建立9 個具有救援、消防和直升機支援功能的應急中心；同時計劃在原海上作業指揮部基礎上建立國家冰情偵察與監測處，并在沿線設立70 個永久觀測站和33 個自動觀測點，其中15 個永久觀測站和30 個自動觀測點已在建[9]。

2021 年，俄成功發射“北極-M”衛星，該衛星 將收集北極地區氣象和水文信息、冰層運動情況，提供更準確的天氣預報，并大幅提升全球衛星搜救系統能力。在通信方面，俄航天國家集團公司計劃在 3 年內為俄全境提供空間通信和寬帶互聯網訪問，并將優先考慮北極地區。

從對東北航道的戰略定位、規劃和基礎設施建設情況來看，俄羅斯對東北航道的發展寄予厚望。未來若俄羅斯能在國際政治環境有所緩和后，按規劃推進各項建設，開通北極常態化航運則有望成為現實[10]。不同于傳統航線的地理環境特征，運營北極航線需匹配全新的能滿足安全性、環保性和經濟性需求的航運模式并開發相應船型。根據俄羅斯的相關規劃，未來開展常態化北極航運很可能采用北極LNG-2 項目中的全年運營模式，即在北極水域建立樞紐港，北極樞紐港間采用高冰級船舶進行點對點航行，北極水域外則采用傳統船舶負責中轉運輸。

4 結語

新的航運模式下將產生全新的船型，港口作業也會發生很大變化，很多細節仍需深入考慮。比如,北極水域內航行的船舶設計目標是全年獨立航行還是考慮破冰船開道？船型設計需滿足北極航道內大量狹窄海峽的通航限制，如何確保所運貨物在低溫環境下不被損壞？在北極樞紐港又該如何高效完成貨物中轉？此外，環保問題仍是常態化北極航運繞不開的重要議題之一。北極是全球溫度變化響應最敏感的區域，北極地區近幾十年來升溫幅度是全球平均值的2 倍以上，并對全球氣候產生顯著影響。

我國明確提出2030 年“碳達峰”與2060 年“碳中和”目標，是我國推動構建人類命運共同體、主動承擔應對全球氣候變化責任的大國擔當，這種責任擔當在北極航運方面也應一以貫之，有必要深入開展北極常態化航運對北極生態環境的影響研究，平衡好航運發展與環境保護間的關系，真正讓北極航線成為一條環保航線。