寧波舟山港集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)的節(jié)能減排評價(jià)1

陶學(xué)宗 ，戴東生，吳琴，張秀芝

1. 上海海事大學(xué) 交通運(yùn)輸學(xué)院；2. 倫斯勒理工學(xué)院 工程學(xué)院；3. 寧波市現(xiàn)代物流規(guī)劃研究院

0 引 言

集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)是指以集裝箱為載體，利用鐵路將內(nèi)陸出口貨物運(yùn)到沿海港口后裝船出境，或是進(jìn)口貨物由船舶運(yùn)抵沿海港口后再利用鐵路運(yùn)至內(nèi)陸腹地的一種現(xiàn)代化聯(lián)運(yùn)模式。相比“海運(yùn)+公路”的海公聯(lián)運(yùn)模式，海鐵聯(lián)運(yùn)在能源效率、排放強(qiáng)度、運(yùn)輸能力、安全性等方面具有明顯優(yōu)勢。就寧波舟山港而言，發(fā)展集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)不僅有利于其拓展港口腹地、提升港口綜合競爭力，而且能夠有效節(jié)約能源、減少排放，推動區(qū)域貨運(yùn)結(jié)構(gòu)調(diào)整，對于浙江省打造港口經(jīng)濟(jì)圈、推進(jìn)港口名城建設(shè)和貫徹落實(shí)國家三大戰(zhàn)略（“一帶一路”、長江經(jīng)濟(jì)帶和京津冀協(xié)同發(fā)展）具有重要意義。2009年以來，寧波舟山港按照“上級推動、地方主動、鐵路互動、內(nèi)陸聯(lián)動、企業(yè)行動”的發(fā)展思路[1]，大力推進(jìn)集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)發(fā)展，取得了卓越的成績。在交通運(yùn)輸業(yè)節(jié)能減排壓力日益增大的背景下，很有必要對寧波舟山港集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)的節(jié)能減排效果進(jìn)行客觀評價(jià)，以便及時(shí)掌握集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)發(fā)展對綠色交通運(yùn)輸體系建設(shè)的貢獻(xiàn)，為寧波舟山港制定下一步海鐵聯(lián)運(yùn)發(fā)展計(jì)劃提供決策參考。

1 寧波舟山港集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)發(fā)展概況

寧波舟山港集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)起步于2009年，當(dāng)年完成0.17萬TEU。之后，寧波市政府建立了專門的組織機(jī)構(gòu)，通過強(qiáng)化部門聯(lián)動、強(qiáng)化規(guī)劃研究、加快創(chuàng)新模式、加大扶持引導(dǎo)等手段助推集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)發(fā)展[1]。與此同時(shí)，寧波舟山港股份有限公司成立了海鐵聯(lián)運(yùn)中心，并通過建設(shè)內(nèi)陸無水港、實(shí)施費(fèi)率優(yōu)惠和補(bǔ)貼政策、加強(qiáng)市場開發(fā)和信息化建設(shè)等措施統(tǒng)籌協(xié)調(diào)推進(jìn)海鐵聯(lián)運(yùn)業(yè)務(wù)的發(fā)展。此外，中國鐵路總公司制訂了集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)運(yùn)價(jià)下浮政策，船公司推出了諸多海鐵聯(lián)運(yùn)便利化措施，貨運(yùn)代理企業(yè)、集裝箱運(yùn)輸車隊(duì)等相關(guān)企業(yè)也積極主動參與集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)業(yè)務(wù)。在多方共同努力下，寧波舟山港集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)業(yè)務(wù)遂步入正規(guī)，并得到了快速發(fā)展。

2010年，甬溫集裝箱五定班列開通；2011年，“寧波—華東地區(qū)”集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)通道被列為全國首批6個(gè)示范通道之一，上饒—寧波集裝箱五定班列開通；2012年，上饒五定班列延伸至鷹潭，并被原鐵道部列為全國“百千快捷班列”之一[2]；2013年，臺州—寧波集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)班列“天天班”運(yùn)行，義烏—寧波集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)班列恢復(fù)運(yùn)行；2014年，鷹潭/上饒—寧波集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)“天天班”運(yùn)行，紹興—寧波集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)班列啟動；2015年，紹興班列實(shí)現(xiàn)“天天班”穩(wěn)定開行，蘭溪—寧波海聯(lián)運(yùn)集裝箱班列“天天班”常態(tài)化運(yùn)行；2016年，寧波舟山港-浙贛湘（渝川）集裝箱海鐵公多式聯(lián)運(yùn)示范工程入選全國第一批多式聯(lián)運(yùn)示范工程項(xiàng)目，金華—寧波、義烏—寧波集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)班列“天天班”運(yùn)行；2017年，寧波舟山港國家集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用（寧波港）示范工程通過驗(yàn)收，馬士基、東方海外等義烏—寧波海鐵專列開行；2018年，義烏—寧波海鐵聯(lián)運(yùn)“一天兩班”模式實(shí)現(xiàn)常態(tài)化運(yùn)行，并開啟“一天三班”試運(yùn)行模式，9月份單月業(yè)務(wù)量破萬箱。

圖1 2009～2017年寧波舟山港集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)發(fā)展趨勢

截止2018年9月，寧波舟山港在北侖港區(qū)、鎮(zhèn)海港區(qū)已開設(shè)2個(gè)鐵路集裝箱辦理站，年作業(yè)能力接近100萬TEU，正常運(yùn)行線路12條，業(yè)務(wù)覆蓋15個(gè)省級區(qū)域的44個(gè)城市，實(shí)際從事集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)業(yè)務(wù)的各類企業(yè)超過200家，累計(jì)完成集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)業(yè)務(wù)量達(dá)160.88萬TEU。2009～2017年寧波舟山港集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)發(fā)展趨勢如圖1所示。

2 寧波舟山港集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)節(jié)能減排評價(jià)方法

2.1 集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)的節(jié)能減排原理

寧波舟山港集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)的節(jié)能減排原理如圖2所示?？梢钥闯?，海鐵聯(lián)運(yùn)和海公聯(lián)運(yùn)的海運(yùn)段均由集裝箱船舶運(yùn)輸，并無本質(zhì)差異，但內(nèi)陸工廠（倉庫）與寧波之間的內(nèi)陸段運(yùn)輸則完全不同，前者為鐵路運(yùn)輸，后者則為公路運(yùn)輸。由于公路運(yùn)輸能耗強(qiáng)度高、排放量大，鐵路運(yùn)輸能耗強(qiáng)度低、排放量小，因此在外貿(mào)集裝箱由海公聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)為海鐵聯(lián)運(yùn)后，相應(yīng)能耗降低，排放量隨之減少，從而達(dá)到了節(jié)能減排的目的[3]。進(jìn)一步分析可知，集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)的節(jié)能貢獻(xiàn)主要取決于由海公聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)為海鐵聯(lián)運(yùn)的集裝箱業(yè)務(wù)量，公路、鐵路之間的能耗強(qiáng)度差異，以及公路、鐵路所消耗能源的排放系數(shù)。

2.2 集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)的節(jié)能減排評估方法

根據(jù)2.1的分析可知，寧波舟山港集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)的節(jié)能量（減排量）等于相同運(yùn)量下的公路能耗（排放）與鐵路能耗(排放)的差值。由于寧波舟山港海鐵聯(lián)運(yùn)業(yè)務(wù)涉及到15個(gè)省級區(qū)域的44個(gè)城市，缺乏系統(tǒng)、詳細(xì)的能耗統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，故本文采用基于活動的方法[3]估算集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)的節(jié)能量，具體計(jì)算過程如下：

式中：ΔEn為集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)的節(jié)能量（萬tce）；V為集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)業(yè)務(wù)量（萬TEU）；為集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)的加權(quán)平均運(yùn)距（km）；en-truck、en-train分別為公路和鐵路的能耗強(qiáng)度（kgce/TEU·km）；Qtruck為集卡的百公里平均油耗（L/100 km）；tdsl為柴油的標(biāo)準(zhǔn)煤折算系數(shù)（kgce/L）；Qe-locomotive為電力機(jī)車的萬噸公里平均電耗（kWh/104t·km）；ξ為全國鐵路的平均電氣化率（%）；telec為電力的標(biāo)準(zhǔn)煤折算系數(shù)（kgce/L）；Qd-locomotive為內(nèi)燃機(jī)車的萬噸公里平均油耗（L/104t·km）；w為寧波舟山港空重箱平均箱重（t/TEU）。

圖2 寧波舟山港集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)節(jié)能減排原理

類似地，集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)的減排量評估仍可采用基于活動的方法，與估算節(jié)能量的不同之處在于，需要把燃料的標(biāo)準(zhǔn)煤折算系數(shù)替換為不同排放物的排放系數(shù)，具體如式（2）所示。考慮到二氧化碳（CO2）是主要的溫室氣體（對溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)度大約為55%左右），柴油貨車的氮氧化物（NOx）和顆粒物（particulate matter，PM）排放量占汽車總排放量的比例較高（分別為57.3%和77.8%）[4]等實(shí)際情況，本文重點(diǎn)評價(jià)CO2、NOx、PM等三種排放物的減排情況。

式中：δ為排放物類型，取1表示CO2，取2表示NOx，取3表示PM；ΔEδm為集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)的減排量，δ=1或2時(shí)單位為萬t，δ=3時(shí)單位為t；em-truck、em-train分別為公路和鐵路的排放強(qiáng)度，δ=1時(shí)單位為kg/TEU·km，δ=2或3時(shí)單位為g/TEU·km；、分別為集卡、內(nèi)燃機(jī)車所用柴油的排放系數(shù)，δ=1時(shí)單位為kg/L，δ=2或3時(shí)單位為g/L；電力的排放系數(shù)，δ=1時(shí)單位為kg/kWh，δ=2或3時(shí)單位為g/kWh；π為質(zhì)量換算系數(shù)，δ=1或2時(shí)取10-3，δ=3時(shí)取10-2。

3 寧波舟山港集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)節(jié)能減排效果

3.1 數(shù)據(jù)采集

通過查閱中國交通年鑒、交通運(yùn)輸統(tǒng)計(jì)年鑒、國研網(wǎng)、中國區(qū)域電網(wǎng)基準(zhǔn)線排放因子、《港口能源消耗統(tǒng)計(jì)及分析方法》、浙江省地方標(biāo)準(zhǔn)《燃煤電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、《道路機(jī)動車大氣污染物排放清單編制技術(shù)指南（試行）》、《重型商用車輛燃料消耗量限值(GB 30510-2018)》、《非道路移動污染源排放清單編制技術(shù)指南（試行）》，結(jié)合寧波舟山港實(shí)地調(diào)研和既有文獻(xiàn)[3][5]，最終得到相關(guān)參數(shù)如表1所示。

3.2 結(jié)果分析

將表1數(shù)據(jù)代入公式（1）和（2），計(jì)算得到2009年～2018年9月寧波舟山港集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)的節(jié)能減排效果如圖3所示。近10年來，寧波舟山港共完成集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)業(yè)務(wù)量160.08萬TEU，節(jié)能20.44萬tce，減排CO2、NOx、PM分別為58.18萬t、0.27萬t、76.66 t，為交通運(yùn)輸業(yè)節(jié)能減排作出了重要貢獻(xiàn)。具體到單位周轉(zhuǎn)量的節(jié)能減排效果，單位周轉(zhuǎn)量大約可節(jié)能0.177 kgce，減排CO2、NOx、PM分別為0.505 kg、2.309 g、0.067 g。

表1 寧波舟山港集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)節(jié)能減排評價(jià)參數(shù)值

圖3 寧波舟山港集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)節(jié)能減排效果

根據(jù)《寧波市海鐵聯(lián)運(yùn)發(fā)展財(cái)政扶持政策績效評估》（簡稱《績效評估》），2009～2016年集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)共完成79.8萬TEU，節(jié)能7.41萬tce，減排15.96萬t CO2、2 562 t NOx，平均每TEU·km節(jié)能0.186 kgce，減排CO2、NOx分別為0.400 g、6.421 g，與本文所得結(jié)果存在一定差異。其中，本文所得總節(jié)能量、CO2和NOx減排量相對較高，主要是因?yàn)楸疚脑u估的時(shí)間跨度較長，完成的集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)業(yè)務(wù)量、海鐵聯(lián)運(yùn)平均運(yùn)距（新疆、西安、蘭州、重慶等遠(yuǎn)程運(yùn)量增長所致）、集卡百公里油耗等指標(biāo)高于《績效評估》。《績效評估》中每TEU·km的節(jié)能量、NOx減排量相對較高，主要原因在于《績效評估》的節(jié)能量直接用節(jié)約燃油量折算，未考慮鐵路能耗和排放；CO2減排量相對較低，主要原因在于《績效評估》僅考慮了節(jié)約燃油量帶來的CO2減排，但未考慮燃料的生命周期排放。

4 結(jié)束語

本文回顧了寧波舟山港集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)發(fā)展歷程，綜合考慮鐵路機(jī)車能源結(jié)構(gòu)、柴油和電力排放，基于活動的方法建立了海鐵聯(lián)運(yùn)節(jié)能減排評價(jià)模型，對寧波舟山港集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)的節(jié)能減排效果進(jìn)行了評估。研究發(fā)現(xiàn)，寧波舟山港集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)具有顯著的節(jié)能減排效果，近十年累計(jì)完成集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)業(yè)務(wù)量160.08萬TEU，節(jié)能20.44萬tce，減排CO2、NOx、PM分別為58.18萬t、0.27萬t、76.66 t，為交通運(yùn)輸行業(yè)節(jié)能減排作出了較大貢獻(xiàn)。未來，應(yīng)逐步細(xì)化海鐵聯(lián)運(yùn)內(nèi)陸段運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，采集更為詳細(xì)的分線路運(yùn)量和運(yùn)距信息，進(jìn)一步提高評估結(jié)果的準(zhǔn)確性。