論北極航線的合理開發利用及其問題思考

祝鴻，畢修穎，劉傳潤

（廣州航海學院，廣東 廣州 510725）

近年來，北極部分海域可通航時間逐步增加，合理開發利用北極航線成為當前熱點。在經濟全球化、區域一體化不斷深入發展的背景下，北極在經濟、航道、資源等方面的價值不斷提升，根據《中國的北極政策》白皮書和《“一帶一路”建設海上合作設想》，以中國沿海經濟帶為支撐，密切與沿線國合作，積極推動共建經北冰洋連接歐洲的藍色經濟通道[1]。北極航道作為貫通歐洲、美洲與東亞沿海國的海上通道，實現商業通航對北極區域經濟、能源和航運業產生重要影響。

2012 年8 月我國“雪龍”號科考船實施北極東北航道首航任務順利完成，為我國商船后續航行探明航路。2013 年8 月，中遠海運集團所屬“永盛”輪順利完成北極東北航道首航任務，我國商船第一次成功經由北極東北航道到達歐洲港口。截至2020 年，中遠海運集團共派出33 艘船舶執行了42 個北極航次[2]。雖然北極航道的開發帶來了一定經濟效益和社會效益，但因北極地理區域的特殊性，因此在探究北極航線上要科學、合理開發，船舶在北極海區安全航行，仍應考慮船舶航行安全的潛在問題。

1 合理開發北極航線

1.1 北極通航窗口期

根據《北極航行指南（東北航道）》（2014）研究，北極航線通航時間只有五個月（每年7月份至11月份）[3]。北極海區除了五個月的通航期之外，一年的其余時間里冰層平均厚度可達1.6 米，因此，北極海區的通航環境使得船舶運輸更加困難和危險。參照俄羅斯政府《北方海航路水域航行規則》有關要求，不同冰級船舶能夠在不同時段在北極東北航道（北方海航段）航行，具體要求有所不同。船舶冰級根據航段海區結冰程度在冰區航行方式分為獨自航行和破冰引導，無冰級及冰級低的船舶通航期每年7 月至11 月15 日，冰級較高的船舶通航期每年7 月至11 月。因此，合理利用北極海區通航窗口期，對北極航線開發和提升北極區域經濟起著重要作用，但不同冰級船舶也限制了北極航線的通航能力。

1.2 合理設計航線

北極航線主要分為北極東北航道、北極極點中航道和北極西北航道。目前，北極水域通航較多的是北極東北航道，自2009 年7 月德國布魯格航運公司的貨船從韓國裝貨出發，途徑俄羅斯符拉迪沃斯托克港(海參崴)后，在無俄羅斯破冰船引導的情況下，成功穿越北極東北航道，到達俄羅斯西伯利亞揚堡港，最后抵達目的港荷蘭鹿特丹。2014 年9 月隸屬加拿大船公司貨船從加拿大迪塞普申港出發，成功穿越北極西北航道，最后抵達營口港鲅魚圈。

從航線設計上看，廈門以北的港口通過北極航道進入歐洲，相比于經由南海、印度洋、紅海和地中海航線的航程有很大程度縮短，而通過北極航線的西北航線到達北美東岸的航程，與穿過巴拿馬運河航線的航程相比也有較大縮短。尤其以上海以北的港口節省最為明顯。例如從上海高橋經印度洋、蘇伊士運河到倫敦的總航程約為10410 海里，而經“東北航線”航程僅為8050 海里，航程可縮短2000 余海里；從上海橫越太平洋途經巴拿馬運河到格陵蘭努克港，總航程約為13105 海里，若經“西北航線”，航程僅為6075 海里，航程縮短了至少7000 海里[4]。

因此，船舶在設計航線時，要根據始發港和目的港使用傳統習慣航線與通過北極航道航線比較，確定是否選擇北極航道。

1.3 航線的社會效益

北極航線的開發，與傳統航線比較，明顯縮短航程，航運企業節約了經營成本，同時減少碳排放，還可以避開航經海盜高風險區域的亞丁灣海域、東南亞地區海域，且目前北極通航密度較低，船舶航行發生碰撞可能性更低。

1.3.1 企業節省成本

例如，中遠海運集團“永盛”輪2015 年7 月從江陰出發，航經北極東北航道，抵達瑞典的瓦爾貝里（VERBERG）港。“永盛”輪使用北極東北航道西行瑞典與假定使用傳統航線航行從裝貨港至卸貨港的營運效益進行比較，如表1 所示：

表1 東北航道西行成本效益比較

按照當時8 月份同類型船期租金8500 美元/天計算，燃油市場價每噸260 美元計算；通過對比，北極航線相較于傳統航線節省支出約18.8 萬美元[5]。

通過北極航線與傳統習慣航線比較，從我國上海以北的港口經白令海峽，沿北極東北航道往西到達西歐各港，比通過馬六甲海峽、蘇伊士運河的傳統航線縮短航程近3000 海里，可節省了近40%航行時間或10 天左右航行時間。若是上海以北的港口至俄羅斯位于北極圈內港口可節省55%航程，約24～30 天航行時間。

1.3.2 減少環境污染

根據中遠海運集團2013 年至2020 年北極東北航道航次統計，共有42 個航次航經北極航道，節省航程162657海里，減少二氧化碳排放量46248 噸[2]。北極航線不僅大幅度縮短航程、節省船期，且減少船舶燃油消耗和二氧化碳排放，提高能源效率、減少環境污染。據測算我國沿海港口到歐洲港口的單航次能耗下降約35%。

1.3.3 航行安全性

北極航道航行安全主要表現：第一，北極航道自2009 年商船能夠通航，每年船舶通航逐年增加，根據Tschudi（挪威楚迪航運）和中遠海運集團統計，2020年有307 艘商船航行，通航密度不大，且船舶駕駛人員在冰區航行特別謹慎，又受海冰影響，船舶航速不高，因此船舶在航行中發生碰撞可能性很低。第二，從目前商船通航來看，沒有海盜襲擊報告，相比傳統航線通過海盜高風險區域的馬六甲海峽、亞丁灣、索馬里、西非沿海，幾乎沒有海盜風險。第三，商船沒有航經蘇伊士和巴拿馬運河，不會因運河擁堵影響船舶通航；2021年3 月“長賜”輪在蘇伊士運河擱淺，直接導致運河堵塞并致使400 余艘船舶滯留運河；2023 年巴拿馬運河枯水季導致運河通行能力受限，幾百艘船等待通航。因此，北極航道的開發，有利于商船航行安全。

1.4 利于北極圈經濟開發

北極蘊藏著豐厚的能源資源，分別占全球13%和30%未探明石油、天然氣儲量，且擁有大量金剛石、煤炭、金、鈾等礦藏資源和豐富的水產資源。位于北極的挪威白雪公主油田通過油船和液化天然氣船運輸到世界各地，俄羅斯的亞馬爾項目在北極東北航線附近，年產油氣量約550 萬噸，為將油氣運送至歐洲和亞洲，雖然建有管道運輸，但仍受環境條件制約，因此合理利用北極航線也勢在必行。2018 年1 月發表《中國的北極政策》白皮書中就指出[6]，支持企業通過各種合作形式，在保護北極生態環境前提下參與北極油氣和礦產資源開發。

2 問題思考

雖然北極航線有明顯的優勢，但因地理環境、氣候、通航條件及潛在風險等諸多因素，值得探索和思考。

2.1 船體結構及材料

商船通過北極航道，與船舶本身的冰級有十分密切關系。我國船級社在《鋼質海船入級規范》中規定，不同冰級標志代表著船舶在不同冰況下具有正常航行和是否需要破冰船輔助的能力，及存在著不同的通航風險性。船舶在冰區安全航行，受冰塊擠壓作用，比起在常規海上航行，增加船殼外板相互作用力，必須適當加強船體結構，抵抗冰載荷破壞作用。

船舶在北極航行，船舶結構應設計為抵御預見冰況下的預期總體和局部結構載荷，需要對船舶冰級加強。但在增強船體在冰區的結構，其一，導致船舶建造成本提高；其二，增加了船舶重量，導致船舶航行平均油耗增加；其三，船舶載貨量會減少；其四，船舶在冰區航行，受冰塊擠壓，增加船殼、螺旋槳葉損壞的頻率，導致船舶維修保養成本加重。因北極通航窗口期有限，若船舶結構具有加強冰級，不經常或偶爾在北極航行，勢必增加企業經營成本負擔。若船舶結構無冰級或冰級低，在北極航行，需要申請破冰引導，增加營運成本，且破冰服務也不一定隨時得到，可能導致航行延期，船舶在冰區受困對船體也造成潛在的風險。

北極區域環境寒冷，船舶結構建造材料在北極水域航行時船體鋼板受水域低溫影響易發生脆性斷裂，且船體受冰塊不斷擠壓和碰撞，船舶燃油艙要抵抗低溫的條件，以防止油艙受損，壓載水艙、甲板管線、救生消防設備及生活區等設施也要做好防凍結、防破損措施。

2.2 航行設備

北極航道處于北極附近，磁差隨地理位置變化迅速變化或存在磁暴現象，磁羅經可靠性大大降低，磁羅經液要更換適合環境溫度的液體。陀螺羅經指向力矩隨緯度升高而變小，靠近北極，電羅經喪失水平指向性，緯度達到約85°時，陀螺羅經會失去指向作用[3]。光纖羅經使用極地算法較好解決了這一問題，為極地航行船舶提供了保障。船舶雷達受制于北極航道內冰的大小、范圍和反射面的角度等因素，雷達屏幕上顯示的信息準確性受到影響，雷達測量結果只能是作為參考方式。測深儀可能因船舶底部流冰引起噪聲干擾，造成測量軌跡不連續、回聲測深儀的掃描線可能消失、誤差較大，影響航海人員對水深判斷，對航行安全產生潛在風險。因此，充分考慮船舶航行設備局限性，或配備新式可靠性設備，以提高船舶在北極海域通航安全性。

2.3 航行風險

船舶在北極航道內冰區航行，航線上冰情不確定性和不可預測性給船舶安全操作帶來風險，氣象變化、海冰影響給船舶操作帶來不可預知的風險。船舶在冰區航行，如何安全操作船舶有效避開航線上的冰脊、冰丘、浮冰等潛在風險，尤其夜間航行值得探索和思考。

北極水域海圖資料少，海圖缺乏或海圖信息不充分，大部分海圖基于航空攝影制圖，除了在較少地方能夠開展現代測量外，均沒有精確系統測量水深、探明海底地質；而高緯地區海圖采用的投影方式可能發生變化，與航海人員通常使用的墨卡托海圖不同，海圖坐標系、海圖基準面的不同產生定位誤差。這些航用海圖的不足或缺乏，給船舶在北極航道航行帶來潛在風險，對北極水域的開發是當前亟待解決的問題。

2.4 應急服務

在北極水域，雖然沿岸國家成立了應急服務機構，為過往船舶提供緊急救助服務，但因北極水域的冰情、氣象和水文條件，以及應急機構的設施設備完整性、對應急反應程度、通信聯系等因素影響，導致應急服務不能及時提供，對北極水域的開發受一定制約。因此北極水域內的救助和應急設備操作需要進一步改善，確保船舶人員安全和預防北極環境污染。

2.5 通航設施

北極某些沿岸航行區域，天然物標雖眾多，但難以識別，對航海人員來說作用十分有限，難以在海圖上標定。并且沿岸有許多的凸角和島嶼十分相似，許多地理特征上都覆蓋著厚厚的積雪，所以岸線看上去和實際也區別很大，識別困難。人工助導航設施，由于北極水域長年受冰雪影響，除沿岸通航部分導航設施外，幾乎沒有海上助航設施[7]。即便已經存在的助航標志，可能受海冰或者惡劣天氣影響從海圖標示的位置移走，給船舶安全航行帶來潛在的威脅。近年來，隨著北極水域的開發，北極沿岸國家著手建設新的北極航線運輸和物流系統的結構和設計特點，以便未來北極航線能夠滿足船舶通航的安全性、可靠性。因北極航區助航設施稀少和不完善，對北極航線發展受到一定的限制。

2.6 環境影響

近年來，北極航線通航船舶逐漸增多，呈遞增趨勢，船舶在北極水域航行時燃油消耗產生的廢氣排放量同增加趨勢，廢氣中二氧化碳、硫氧化物（SOx）、氮氧化物（NOx）和細顆粒物等對北極區域的氣候、環境等產生局部影響，可能導致北極冰雪融化加快。北極航行船舶數量增多，船舶航行產生海水攪動和機器噪音等，以及船舶生活污水、壓載水等排放，會對北極海域的海生物、魚類、鳥類等構成威脅，甚至可能影響整個北極區域的生物鏈。因此，在開發北極水域航道時，考慮船舶航行、污染防護和港口建設等對北極區域的環境影響，避免對北極海洋環境產生破壞。

3 結論

綜上所述，利用北極通航的窗口期，合理開發北極航線，不僅縮短船舶經北極航道到達歐洲或美洲的航程，節省航運企業經營成本，還可以避開海盜高風險海區、繞開國際政治敏感的新加坡馬六甲海峽重要通道。但在科學合理開發北極航線時，要考慮及適時解決通航船舶的船體結構要求、航行設備的風險、航行中潛在威脅、應急服務改善、通航設施完善及北極海洋環境影響等方面的問題，確保船舶在北極安全通航和北極區域的綠色發展。