張詩雨
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新時期國際海運事業(yè)發(fā)展趨勢
——《海上絲路敘事》系列之十一
張詩雨
張詩雨,中國發(fā)展觀察雜志社副社長,國研文化傳媒股份有限公司董事、總經(jīng)理,管理學(xué)博士、應(yīng)用經(jīng)濟學(xué)博士后、副編審,香港大學(xué)SPACE學(xué)院訪問學(xué)者,兼任北京交通大學(xué)絲綢之路研究中心常務(wù)副主任。
伴隨著全球經(jīng)濟的高速發(fā)展,海運事業(yè)在世界經(jīng)濟發(fā)展中得到快速發(fā)展,從世界海運經(jīng)濟地理格局的整體特征來看,今后在相當(dāng)一段時間里,歐、亞、北美“三足鼎立”的格局不會改變。在海運結(jié)構(gòu)上看,海運貨物依舊以原油、三大干散貨和集裝箱貨物為主要組成部分,但集裝箱運輸?shù)谋戎貙鹉晏岣?,目前發(fā)達國家集裝箱化的比例已達到70%以上,海洋運輸?shù)募b箱化將成為必然。從國際海運船舶發(fā)展趨勢來看,低污染、低耗能和低排放的新能源船舶將成為未來發(fā)展的方向。因此,準(zhǔn)確把握國際海運發(fā)展趨勢,科學(xué)地制訂我國海運發(fā)展戰(zhàn)略,對于加快我國海運事業(yè)的快速發(fā)展將具有重要作用。
(1)集裝箱海運量占全球海運總量的比重將會繼續(xù)增加
在未來的發(fā)展之中,世界海運貨物結(jié)構(gòu)依舊以原油與成品油、三大干散貨、集裝箱貨物為主要組成部分,但是在這個結(jié)構(gòu)中,集裝箱貨物所占的比重將會持續(xù)提高。其主要原因:第一,集裝箱運輸在各種海運運輸方式中增長速度是最快的。自1986年之后,國際海運總量中集裝箱運輸量年均增幅約為9.7%,散貨約為2.8%,原油約為3.1%,LNG約為5.8%。第二,集裝箱化的海運方式成為國際貿(mào)易貨物運輸?shù)闹髁鞑⒗^續(xù)深化。目前發(fā)達國家集裝箱化的比率在70%~80%之間,然而發(fā)展中國家集裝箱化的比率基本在30%之下。集裝箱化的比率與工業(yè)化和信息化程度是基本成正比例的,隨著工業(yè)化進程的推進和信息化水平的提高,發(fā)展中國家的集裝箱化比率有著進一步發(fā)展的空間。第三,經(jīng)濟全球化的深化能夠保障充足貨源。經(jīng)濟全球化已經(jīng)是不可阻擋的世界趨勢,資源和產(chǎn)品在全球范圍內(nèi)的流動還將進一步發(fā)展下去,全球性的產(chǎn)業(yè)調(diào)整、分工也將進一步深化,這些發(fā)展變化都將給國際集裝箱運輸?shù)陌l(fā)展提供強大的貨源支持和市場機遇。所以在可預(yù)見的未來中,隨著全球產(chǎn)業(yè)分工合作的繼續(xù)深化以及集裝箱運輸?shù)倪M一步覆蓋,集裝箱海運在所有海運方式中的比重將逐步加大。與此同時,集裝箱樞紐港在現(xiàn)代國際物流系統(tǒng)中的地位也將越來越重要。
(2)“三足鼎立”的空間格局中,中國地位將繼續(xù)凸顯
金融危機之后,世界經(jīng)濟開始新一輪的調(diào)整和發(fā)展,但是世界貿(mào)易的長期趨勢不會發(fā)生根本性改變,世界各國各地區(qū)之間的經(jīng)貿(mào)競爭、分工以及合作仍將持續(xù)下去。但這都不會影響世界貨物貿(mào)易主要集中于歐洲、亞洲和北美洲的現(xiàn)實格局,所以世界海運經(jīng)濟地理格局的整體特征依舊呈歐、亞、北美的“三足鼎立”之勢,但是這三個地區(qū)的海運經(jīng)濟的集中化程度有所下降,特別是生產(chǎn)系統(tǒng)之中的集中化程度將會下降。由于資源條件和經(jīng)濟發(fā)展的特點,南美洲的鐵礦石、銅、原油、蔬菜、谷物和水果等貨物的出口量將會穩(wěn)定增加,集裝箱的運量也會明顯提升,海運地位將會不斷上升。如果非洲混亂的政治局面能夠得到改善,并且能夠保持穩(wěn)定,那么來自非洲日益增長的原料需求和消費市場將會推動國際貿(mào)易的快速增長和海運量的提升。
根據(jù)國際貿(mào)易格局的現(xiàn)實情況,中國在國際貿(mào)易和海運經(jīng)濟中的地位和作用也將繼續(xù)提升。在加入世界貿(mào)易組織之后,中國在更大范圍和更大程度上參與了世界經(jīng)濟的分工與合作,在國際貿(mào)易中所占的比重不斷升高,成為推動世界貿(mào)易發(fā)展的重要力量之一。與此相伴,中國在世界海運市場中的地位也變得日益重要。在港口吞吐量和船隊運力方面,中國港口的吞吐量在2003年開始成為世界第一,集裝箱港口的吞吐量在2002年就成為世界第一。在2011年,中國的海運船隊達到18040.9萬載重噸,成為世界第三;在海運設(shè)備制造方面,中國造船實力排名世界第二,造船量成為世界第一,而集裝箱制造能力和產(chǎn)量都是世界第一;從海運的國際地位來看,中國已連續(xù)13次當(dāng)選國際海事組織(IMO)的A類理事國;從海運企業(yè)來看,中國擁有具有國際競爭力、網(wǎng)絡(luò)遍布全球的大型海運企業(yè)中遠集團和中海集團,有海船船員53萬余人。從以上幾方面來看,中國已經(jīng)躋身于世界海運大國的行列。隨著中國經(jīng)濟和貿(mào)易的大力發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷升級,我國將逐步從海運大國向海運強國邁進。在這個發(fā)展的過程之中,以上海、香港為樞紐港的長三角港口群和珠三角港口群將得到更多的發(fā)展機會。中國作為世界海運網(wǎng)絡(luò)中重要的一端,在世界海運經(jīng)濟中的地位必將越來越重要。并且在中國的帶動下,東亞在國際海運經(jīng)濟中的地位也將繼續(xù)提升。
(3)世界海運經(jīng)濟系統(tǒng)的等級結(jié)構(gòu)分化仍將繼續(xù)
在世界海運經(jīng)濟系統(tǒng)之中,不論是生產(chǎn)系統(tǒng)還是服務(wù)系統(tǒng)的等級結(jié)構(gòu)分化都將持續(xù)進行。從生產(chǎn)系統(tǒng)來看,發(fā)達國家經(jīng)濟的服務(wù)化和發(fā)展中國家工業(yè)化的深化,將使發(fā)展中國家的港口,特別是那些新興經(jīng)濟體國家的港口,在世界海運行業(yè)中的地位大幅度提升。而作為服務(wù)系統(tǒng)主要載體的國際航運中心的隊伍里,也會有更多發(fā)展中國家的重要港口城市出現(xiàn)。在世界海運經(jīng)濟系統(tǒng)不斷發(fā)展的過程中,更多的國家將會在等級結(jié)構(gòu)中不斷地發(fā)展,并且向上努力著。
圖/新華社
海運事業(yè)的發(fā)展之中,船舶起到的是物質(zhì)載體的作用,所以對于海運行業(yè)的發(fā)展來說,造船業(yè)的發(fā)展程度有很大的關(guān)系??v觀海運行業(yè)的發(fā)展歷程,船舶的不斷改革與更新是其中很重要的一部分。從目前全球的船舶發(fā)展來看,主要呈現(xiàn)出以下趨勢:
(1)逐漸趨于規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化
環(huán)境問題已經(jīng)成為當(dāng)今世界最為關(guān)注的問題之一,世界上所有的產(chǎn)業(yè)、行業(yè)在發(fā)展的過程中都要以環(huán)境為主要考慮對象。全球性的環(huán)境問題對自然生態(tài)系統(tǒng)和人類生存環(huán)境造成了巨大影響。經(jīng)濟發(fā)展中所造成的環(huán)境污染給人們敲響了警鐘,同時使得以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的“低碳經(jīng)濟”概念隨即產(chǎn)生并直接進入各行各業(yè)中。與此同時,在海運業(yè)中“新的更安全、更環(huán)保、更先進的造船理念”己經(jīng)成為世界性的共識。
近些年來,國際海事組織(IMO)多次制定了強制性的公約和規(guī)范,希望以這樣的形式能夠加強對海洋環(huán)境和大氣環(huán)境的保護。這些新規(guī)則規(guī)范幾乎涵蓋了船舶從產(chǎn)出到報廢的全過程,其中包括SOLAS修正案、共同結(jié)構(gòu)規(guī)范、壓載水管理、壓載艙涂層標(biāo)準(zhǔn)、空氣污染控制、船舶最終拆解等,它們在很大程度上影響到了船舶的設(shè)計和建造理念,一定程度上推動了環(huán)保船舶技術(shù)的改革和創(chuàng)新。國際海事組織(IMO)陸續(xù)頒布的新規(guī)則規(guī)范,實際上將全球船舶的安全環(huán)保層次推上了一個新的高度,形成了一套造船的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的要求。同時這些規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的要求正在潛移默化地推動著造船業(yè)進行新一輪變革與創(chuàng)新,為造船業(yè)帶來了前所未有的影響。
(2)非燃料船舶的發(fā)展逐漸成熟
由于燃料的消耗是船舶運營成本的主要組成部分以及海洋環(huán)境污染的主要來源,所以各國都在積極地尋找進行船舶節(jié)能改造的可行性方法。英國航運工會安全與環(huán)境部指出,目前有很多能夠用于減少碳排放的技術(shù)和方法,比如船舶己經(jīng)開始選擇降速來節(jié)約成本,同時也減少排放,如現(xiàn)在集裝箱船航速由25kn降至19kn,便可節(jié)省30%~40%的燃料,但是開往亞洲的船舶的航行時間將會因此延長4~5天。在時間和運輸成本、減少排放之間進行選擇,總會有所損失無法達到最佳狀態(tài),所以船舶行業(yè)在1990年便開始嘗試除減速以外的非燃料型供能技術(shù)以應(yīng)用于船舶電力和推進。目前來說,光伏供能技術(shù)和風(fēng)能輔助推進技術(shù)已進入實用化階段。
光伏發(fā)電供能技術(shù)。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)根據(jù)不同場合電氣設(shè)備負荷需求和成本控制的實際情況,一般分為獨立供電的光伏發(fā)電系統(tǒng)、并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)、混合型光伏發(fā)電系統(tǒng)3種。在實際情況中,船舶依據(jù)其體積和能源的需求量,更多地采用能夠與其他功能形式相結(jié)合的混合型光伏發(fā)電系統(tǒng)。目前能夠做到完全實現(xiàn)非燃料混合光伏供電系統(tǒng)的船舶是澳大利亞的“太陽能水手”號渡船,該船由悉尼太陽能水手公司設(shè)計并投入建造的,在2000年悉尼奧運會舉辦期間正式投入運營?!疤柲芩帧碧柖纱请p體船的類型,采用8面太陽能帆板提供風(fēng)力輔助推進和2臺主推進電機用電,最大載客量100人,主尺度21m×10m×1.3m,最高航速可達10kn。由于是完全脫離了燃料的船型,“太陽能水手”號在運行期間完全實現(xiàn)了零排放,并且具有噪音極小、乘坐舒適的特點。目前太陽能水手公司正以其為基礎(chǔ)研制20kn航速的光伏/風(fēng)能混合動力渡船。除了在小型船舶上進行應(yīng)用之外,光伏發(fā)電供能作為能夠與燃機推進相結(jié)合的功能系統(tǒng)也于2012年開始在大型商用船舶之中進行應(yīng)用。2012年3月13日世界上第一艘混合動力滾裝船“綠寶石”號在日本商船三井集團所屬神戶造船廠下水。該船主尺度達199m×32.26m×9.725m,可裝載6400輛轎車。該船將雙燃料柴油發(fā)電機組與頂部太陽能發(fā)電陣列相結(jié)合,大幅節(jié)省了燃料消耗,提高了經(jīng)濟性。該船太陽能陣列最大發(fā)電能力達2.2MWh,最大發(fā)電功率為160 kW。
風(fēng)能輔助推進技術(shù)。風(fēng)能輔助推進技術(shù)來源于人類最古老的借助風(fēng)力航行的方式,借助風(fēng)力航行興盛于19世紀(jì),但是隨著20世紀(jì)進入蒸汽機時代之后,就逐漸地被蒸汽機所取代了。但時至今日,海上的風(fēng)力資源以其低廉的成本和無污染的供能等特點,越來越受到各國的重視。英國氣候變化委員會呼吁海運行業(yè)在航行時更多地利用風(fēng)力進行助力,從而減少二氧化碳的排放量。德國柏林科技大學(xué)發(fā)布了一項研究成果表明,利用風(fēng)帆以及其他傳統(tǒng)風(fēng)力航行的船只可將能耗成本降低44%,如果世界所有的船舶都能夠充分利用風(fēng)能的話,可減少14.6億噸二氧化碳的排放,但是效果更好的是結(jié)合燃料推進的風(fēng)能輔助推進技術(shù)。目前國際上主要包括“天帆”輔助推進和剛性骨架的帆板輔助推進兩個研究方向?!疤旆陛o助推進的主要研究國家是德國,2007年“白鯨天帆”號——全球第一艘用矩形“天帆”輔助推進的船舶完成了首次遠洋航行。根據(jù)報道,安裝了“天帆”之后,船舶的耗油量平均每天降低了10%到25%,在最為理想的風(fēng)場條件之下,燃油的消耗量可暫時降低50%。由此可看出,風(fēng)帆助航船的節(jié)能減排效果有著很廣闊的開發(fā)空間。剛性骨架帆板輔助推進是通過利用輕質(zhì)材料帆板根據(jù)風(fēng)向調(diào)整升力面與航向的夾角來為船舶提供輔助動力的推進形式,這也是目前國際上主要的研發(fā)方向。日本在研發(fā)現(xiàn)代風(fēng)帆船的方面一直處于世界領(lǐng)先地位,在1980年日本建造出了1600 DWT的“新愛德丸”號,這也是世界上第一艘現(xiàn)代風(fēng)帆油船,該船裝有2個高12.15 m、寬8 m的風(fēng)帆,風(fēng)帆用鋼骨架和聚酷纖維制成。經(jīng)試驗表明,新愛德丸號能夠節(jié)約燃油50%以上,目前日本已制造了10艘沿?,F(xiàn)代風(fēng)帆船和1艘遠洋現(xiàn)代風(fēng)帆船,其中最大噸位達26000 DWT 。
(3)生物交叉技術(shù)逐漸在軍用和民用領(lǐng)域中開始應(yīng)用
生物交叉技術(shù)是指生物學(xué)科與船舶學(xué)科交叉融合形成的技術(shù),目前在船舶領(lǐng)域進入實踐階段的技術(shù)主要包括仿生減阻及推進技術(shù)和生物燃料技術(shù)。
仿生減阻及推進技術(shù)。仿生減阻技術(shù)最早是應(yīng)用于水上運動之中,而現(xiàn)在的研究方向主要集中在微觀仿生結(jié)構(gòu)方面,如仿生微氣泡表面、仿生非光滑表面和仿生非結(jié)構(gòu)化表面等,近些年來,才在軍用、民用艦船項目中開始結(jié)合應(yīng)用。2011年,日本首先研發(fā)了船用仿生減阻涂料——Sea FloNeo,并由商船企業(yè)三井集團首先應(yīng)用于的“綠寶石”號汽車滾裝船上,經(jīng)測試證明,與標(biāo)準(zhǔn)涂料相比,仿生涂料可使燃油效率提高3%到5%。除研發(fā)仿生減阻涂料之外,表面減阻材料的研究和應(yīng)用也在逐漸深入,但是受到制作結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)成本的限制,仿生減阻材料很難做到大規(guī)模生產(chǎn),所以在應(yīng)用中受到了限制。由于仿生推進技術(shù)需要突破現(xiàn)有艦船的機械傳動式推進方式,所以目前的科研進展相對于仿生減阻技術(shù)比較緩慢,還停留在理論設(shè)計和科研樣機階段。仿生推進技術(shù)目前的研究范圍主要在局部仿生推進(仿鰭型推進)和擺動仿生推進等方向上。擺動仿生推進最初主要就是研究魚游動時的擺動而進行仿真的,目前國際上最前端的研究已經(jīng)開始展開對其他的水中生物的運動模范并制造仿真樣機的研究了。
生物燃料技術(shù)。生物燃料技術(shù)最初是起始于民用汽車行業(yè)的,隨著這項技術(shù)的逐漸成熟和產(chǎn)能的擴大,部分國家的海軍關(guān)注到了生物燃料,并開始在艦船及其他武器平臺中進行使用。2011年11月17日,美國海軍表示己經(jīng)成功地在已退役的“斯普魯恩斯”級驅(qū)逐艦“保羅·F·福斯特”號(DD964)上試驗用了生物能源。在“保羅·F·福斯特”號的試驗中,生物燃料的應(yīng)用已經(jīng)取得了預(yù)期的效果,在2012年6月13日,美國海軍海運司令部所屬的補給油船“亨利·J·凱撒”號(T-AO 187)開始加注90萬加侖(約合360萬L)50 /50的混合生物燃料,用于2012年度環(huán)太平洋聯(lián)合軍事演習(xí)的美軍艦船補給,自此標(biāo)志著美國海軍“綠色艦隊”進入成建制試驗階段,也標(biāo)志著生物燃料技術(shù)進入實用階段。
大型軍用、民用艦船平臺有基地化應(yīng)用趨勢。軍用、民用艦船平臺的大型化建設(shè)使得現(xiàn)代化的艦船不僅具備很強的海上持續(xù)運轉(zhuǎn)、航行能力,而且使海上前置作戰(zhàn)保障和成規(guī)模海上居住成為可能。在軍用船舶方面,除近些年來的以兩棲攻擊艦和輕型航空母艦為基礎(chǔ)發(fā)展而來的戰(zhàn)略投送艦等突擊型基地化艦船之外,進行長期前沿部署和兵力中轉(zhuǎn)投送的基地化平臺也投入使用。在2006年,美國水面系統(tǒng)司令部(NAVSEA)海軍啟動了“機動登陸平臺”(mobile landing platform,MLP)項目,這個項目是為配合未來的“海上基地”(sea base)作戰(zhàn)模式而專門進行組織、研制的第一型艦船式裝備。這個機動登陸平臺主要是以成熟的民用半潛式起重船為主船體,這個主船體不僅規(guī)避了原來的海上基地項目中超大型浮式結(jié)構(gòu)在技術(shù)方面的風(fēng)險,而且降低了研發(fā)難度,加快了項目的進度。通過技術(shù)上的改動和合理的規(guī)劃,在2012年1月9日,美國的海上機動登陸平臺的首船“蒙特福德角”號已開始建造,根據(jù)其計劃,在2012年11月下水,2013年5月交付,2015年正式投入使用。在民用艦船領(lǐng)域中,為滿足人們在未來向海上擴大生存空間以及海上長周期的旅游、油氣及漁業(yè)生產(chǎn)的需求,國際上均提出了開發(fā)海上基地型船舶建造的項目。大型單體船舶以其空間容積大、性能技術(shù)成熟可靠成為多種海上基地型船舶項目采用的主要形式。
軍用非常規(guī)船型進入實船階段。在大型常規(guī)單體艦船持續(xù)開發(fā)期間,非常規(guī)的船型已經(jīng)在中小型艦船領(lǐng)域有很廣泛的應(yīng)用了,以氣墊船、小水線面雙體船、穿浪雙體船、三體船為代表的新船型已經(jīng)在很多個國家的海軍中進入了實船試驗階段,如“野?!毙痛笮蜌鈮|登陸艇、“無暇”級水聲偵察船、HSV高速雙體運輸船、LCS-2型瀕海戰(zhàn)斗艦等等,這些都是非常規(guī)的船型在艦船領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用的成功案例。在2006年以后,一些海運大國陸續(xù)公開了一批新概念的非常規(guī)船型。如采用雙M船型的“匕首”號實驗船,利用被動氣墊抬升效應(yīng),大幅減少了航行阻力,而更大的3M船型也已進入論證階段。在2011年8月10日,美國朱麗葉艦船系統(tǒng)公司公開了之前被美海軍專利局保密管理的“幽靈”號試驗艇,這是目前第一艘面世的超空泡艦船。美國海軍可以使用“幽靈”號在公海執(zhí)行隱蔽任務(wù),據(jù)稱其隱身性能與常規(guī)艦艇相比具有無可比擬的優(yōu)勢。朱麗葉艦船系統(tǒng)公司的設(shè)計者表示,該艇采用超空泡技術(shù),可在水面上高速航行——最高時速可達97km/h,具備雷達波隱身性能,并可攜載魚雷。(參考文獻略)