長江朝涪段航道建設(shè)工程經(jīng)濟效益分析研究

龍浩，李文杰，楊勝發(fā)，張璠

(1.重慶交通大學(xué) 水利水運工程教育部重點實驗室，重慶400074；2.重慶交通大學(xué) 國家內(nèi)河航道整治工程技術(shù)研究中心，重慶400074；3．長江重慶航運工程勘察設(shè)計院，重慶401147)

長江是國家自西向東的水路運輸大通道，對“一帶一路”和“長江經(jīng)濟帶”等國家戰(zhàn)略具有重要意義[1]。三峽庫區(qū)航道是長江干線主要水運通道，是連接上游欠發(fā)達地區(qū)和中下游發(fā)達地區(qū)的重要紐帶，促進上游與中下游的優(yōu)勢互補，以推動長江流域社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展。當前在庫區(qū)朝天門至壩前的航道中，涪陵至壩前段在枯水期的航道維護水深已達4.5 m，朝天門至涪陵僅3.5 m，該河段航道維護等級偏低，是長江干線高等級航道暢通重慶主城區(qū)域的主要制約。

朝天門至涪陵4.5 m水深航道建設(shè)工程是長江黃金水道建設(shè)的重點項目之一，是提升長江上游航道整體通過能力的關(guān)鍵，以期緩解沿江地區(qū)日益增長的水運需求與現(xiàn)存航道條件不滿足運輸能力的矛盾。本文針對此工程的經(jīng)濟效益做初步分析，選擇回歸分析[2]、彈性系數(shù)[3]和指數(shù)平滑[4]等方法對本河段貨運量進行組合估算預(yù)測，基于預(yù)測結(jié)果采用“有-無”對比法識別并量化分析效益指標，科學(xué)測算該工程的經(jīng)濟效益情況。

1 朝涪段水路貨運量預(yù)測分析

本文以長江經(jīng)濟帶11省市為研究對象，分析區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展趨勢，結(jié)合交通運輸現(xiàn)狀及部分規(guī)劃支撐，采用定量計算與定性分析，對朝涪段水運量預(yù)測分析以得到不同水平年的水路貨運量。

1.1 長江經(jīng)濟帶經(jīng)濟發(fā)展趨勢

長江經(jīng)濟帶地處中國經(jīng)濟核心區(qū)域，橫跨11省市，全國40%以上人口和GDP(生產(chǎn)總值，下同)分布于此，區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展擁有巨大的優(yōu)勢和潛力。人口和GDP是衡量區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展的重要指標，人口和GDP變化可視為貨運量預(yù)測分析的依據(jù)。2016年經(jīng)濟帶人口近6億，GDP達33.7萬億元，占同期中國經(jīng)濟總量的45%，見圖1?？梢婇L江經(jīng)濟帶經(jīng)濟社會發(fā)展對全國影響巨大。

通過區(qū)域經(jīng)濟水平分析發(fā)現(xiàn)，經(jīng)濟帶人口變化幅度不大，但整體的GDP增速較高，見圖2。

以2016年為例，重慶、貴州增速超過11%，中東部地區(qū)增速也在7%～9%之間，見圖3。當前西部經(jīng)濟體量還遠比不上東部，但其發(fā)展速度明顯在提升。且西部可通過發(fā)展工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等方式來分析未來年的GDP增長方式。

1.2 預(yù)測方法及結(jié)果分析

貨運量預(yù)測主要采用經(jīng)濟帶GDP和本河段水運量數(shù)據(jù)，采用回歸分析、彈性系數(shù)和指數(shù)平滑方法進行初步預(yù)測，預(yù)測截至到2040年。綜合經(jīng)濟帶經(jīng)濟指標及政策影響和相關(guān)文獻結(jié)論[5-7]，暫定未來年GDP在2016—2020、2020—2030、2030—2040年間平均增速為10.08%、7.11%和5.28%，GDP預(yù)測值為評估未來水運量的基礎(chǔ)。

a) 回歸分析法。該方法是利用數(shù)據(jù)統(tǒng)計原理，確定變量間相關(guān)關(guān)系，從而建立較好的回歸方程，加以外推后用以預(yù)測未來的發(fā)展走勢。此方法優(yōu)點在于計算簡便，能較準確地計量2組變量間的線性因果關(guān)系；劣勢在于可能忽略了交互效應(yīng)和非線性的因果關(guān)系。

本文以收集朝涪段水運量歷史數(shù)據(jù)(2000—2016年數(shù)據(jù))為基礎(chǔ)，將水運量與時間、GDP分別做回歸分析，取兩者合理推薦預(yù)測值。水運量與時間、GDP回歸相關(guān)關(guān)系見圖4。

b) 彈性系數(shù)法。該方法是在確定一個變化因素的基礎(chǔ)上，利用彈性系數(shù)對另一個因素的發(fā)展變化做出預(yù)測，可衡量一個經(jīng)濟變量的增幅對另一個變量增幅的關(guān)系。此方法優(yōu)點在于數(shù)據(jù)需求較少，應(yīng)用靈活廣泛；劣勢在于計算彈性分析時，只能考慮2個變量之間的關(guān)系，而忽略了其他相關(guān)變量所產(chǎn)生的影響。

本文以GDP與水運量為變化因素，以美、日、韓等國在工業(yè)化不同發(fā)展階段的彈性系數(shù)變化趨勢為準則[8]，給出未來年彈性系數(shù)值，2020—2025、2025—2030、2030—2035和2035—2040年分別取0.62、0.59、0.55和0.50。

c) 指數(shù)平滑法。該方法是一種特殊的加權(quán)平均，一般用于中短期的經(jīng)濟發(fā)展趨勢，基本公式為：

St=αyt+(1-α)St-1

(1)

式中S——t平滑值；α——平滑常數(shù)，取值[0，1]；yt——t時的水運量。

一般來說，此方法較依賴時間序列下的水運量變化趨勢，且α的取值影響程度很大，本文取多組α值進行試算，比較不同情況下的標準誤差情況，選取標準誤差最小的α。

通過以上3種方法組合預(yù)測得到特征年朝涪段水運量，見表1。

表1 特征年朝涪段水運量組合預(yù)測結(jié)果 萬t

2 工程經(jīng)濟效益識別及測算思路

2.1 評價依據(jù)及方法

航道建設(shè)工程經(jīng)濟效益評價主要參照《水運建設(shè)項目經(jīng)濟評價方法與參數(shù)》[9]，本文以評價方法中“有-無”法對朝天門至涪陵段4.5 m航道建設(shè)工程經(jīng)濟效益初步測算。其“有項目”是指實施本工程，在評價期內(nèi)發(fā)生的經(jīng)濟效益預(yù)計情況，“無項目”是指不實施本工程，現(xiàn)有航道在評價期內(nèi)完成運輸需求所發(fā)生的經(jīng)濟效益預(yù)計情況。對有項目和無項目2種情況下發(fā)生的經(jīng)濟效益進行分析比較，測算出本項目帶來的經(jīng)濟效益，該航道建設(shè)工程完成需一段時間，工程經(jīng)濟效益從2020年開始累計，并以2020、2025、2030、2035、2040年為特征年評價。

2.2 效益識別與測算方法

航道建設(shè)工程的經(jīng)濟效益主要體現(xiàn)在節(jié)約了社會運輸成本和環(huán)境處置成本，對有航道建設(shè)工程情況下的產(chǎn)出效益，以年為時間序列在評價期內(nèi)進行動態(tài)折現(xiàn)計算。為了全面、客觀地測算航道建設(shè)產(chǎn)生的經(jīng)濟效益，初步將可量化的經(jīng)濟效益劃分為：促進船舶大型化以減少船舶轉(zhuǎn)載和虧載效益(B1)，促進水路替代陸路運輸以節(jié)省運輸成本和環(huán)境治理成本效益(B2)，減少控制河段以節(jié)省船舶候時成本等效益(B3)。

a) 促進船舶大型化。按川江標準船型吃水尺度，本河段枯水期僅能滿足3 000 t及其以下貨運船舶和250TEU及其以下集裝箱船舶滿載通航，3 000～5 000 t級貨船在枯水期需適當減載通行，5 000 t及以上船舶需大量減載，350TEU以上集裝箱船也需要全程減載運輸，大噸位船舶最高減載50%以上，江海船舶則需在港口轉(zhuǎn)載內(nèi)河船或在虧載狀態(tài)下直達目的地，部分擁有大型運輸船舶的航運公司在庫區(qū)運力大幅損失。此外，大型船舶相較小型船舶整體運輸成本更低，實施工程后，將積極促進船舶大型及標準化程度，船舶平均裝載率和必要運費率都將有所轉(zhuǎn)變?；诋斍昂竭\公司實際運價水平，以重慶進出港貨運船舶為主要研究對象，計算式為：

B1=∑Qi×m×ρ

式中B1——船舶大型化效益，億元；Qi——各航線貨物周轉(zhuǎn)量，億t·km；m——各航線船舶大型化節(jié)約必要運費，元 /(t·km)；ρ——各航線船舶大型化平均船舶裝載提升程度，%。

b) 代替陸路運輸。當前存在枯水期低維護尺度時部分重載貨物棄水轉(zhuǎn)路，造成水路貨運流失。實施工程后，更大尺度船舶直達重慶，減少了貨物運輸中轉(zhuǎn)費用，引導(dǎo)部分貨物轉(zhuǎn)移到水運，大宗貨物的水運成本遠低于陸運。此外，內(nèi)河航運是花費最少、耗油最低、最環(huán)保的一種運輸方式。實施工程后，部分陸運轉(zhuǎn)移到水運，將減少公路鐵路貨物周轉(zhuǎn)量，以相關(guān)環(huán)境調(diào)查機構(gòu)研究結(jié)論，統(tǒng)計各種運輸方式運輸成本，可計算得到代替陸路運輸節(jié)省的社會運輸成本和環(huán)境治理成本，計算式為：

B2=∑K×(y+h)

(3)

式中B2——代替陸路效益，億元；K——減少陸路貨物周轉(zhuǎn)量，億t·km；y——水運較陸運節(jié)約的必要運費，元 /(t·km)；h——環(huán)境處置成本，元/(t·km)。

c) 減少控制河段。長江朝天門至涪陵段航道現(xiàn)存控制河段有5處，總長約11.5 km。當前船舶通過控制段耗時較久，時間成本大幅增加。實施工程后，本航段能減少3處控制段和多處險灘，大幅縮減控制段船舶候時成本。此外，減少控制段船舶助托上灘費用和取消灘險減少的海損直接經(jīng)濟損失也可考慮其中，計算式為：

B3=∑P×St+L

(4)

式中B3——減少控制河段效益，萬元；St——控制河段日均候時量，d；P——船舶艘天費用，元/d；L——減少控制河段及險灘產(chǎn)生的其他費用，萬元。

3 工程經(jīng)濟效益測算

3.1 參數(shù)選取

上文中朝涪段水運量預(yù)測值直接涉及水運貨物周轉(zhuǎn)量從而影響替代陸運周轉(zhuǎn)等效益的計算結(jié)果，本文擬取3種預(yù)測結(jié)果最小值以偏保守估算工程經(jīng)濟效益。

a) 據(jù)水上船舶流量情況統(tǒng)計月報數(shù)據(jù)，2016年重慶斷面3 000 t級以下船舶占比達35%，平均噸位1 900 t，平均運距1 200 km左右。統(tǒng)計分析海事部門進出港數(shù)據(jù)，考慮航運部門對川江船型標準化工作的推進，以本河段2030年船舶平均噸位突破3 000 t，2040年船舶平均噸位突破3 500 t計算。船舶大型化致裝載效率提升并結(jié)合各噸位船舶運輸價格(航運交易部門統(tǒng)計歷年要素價格指數(shù)變幅)初步得到各航線節(jié)約的必要運費率為0.002 5元/(t·km)。

b) 本項目實施后，減少公路鐵路貨物周轉(zhuǎn)量按本河段未來年水運周轉(zhuǎn)增量的0.5%計(初步統(tǒng)計分析長江干線煤炭、礦建材料等大宗適宜水運的貨物增長趨勢擬定)。據(jù)交通運輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報，近年的公鐵路平均運價約0.35元/(t· km)，水運約0.02元/(t· km)，以此測算節(jié)約的運輸成本。據(jù)美國環(huán)境保護署(EPA)跟蹤的不同運輸方式4種標準排放物來看，水路運輸1 t· km貨物產(chǎn)生的顆粒物、碳氫化合物、一氧化碳和氮氧化合物總量約為鐵路運輸?shù)?2%、公路運輸?shù)?0%；公路、鐵路及水路3種運輸方式1 t· km貨物運輸因廢棄物排放將產(chǎn)生環(huán)境處置額外費用分別為2、1.1、0.28美分。以近5 a相關(guān)統(tǒng)計年鑒[10]各類運輸方式貨物周轉(zhuǎn)量得到陸運與水運環(huán)境處置成本分別為1.20、0.19元/(t· km)。

c) 已知工程河段控制段主要調(diào)度運行在枯水期，每年按100 d時長計算。項目建成后能取消王家灘、洛磧及大興場控制段，據(jù)控制段信號調(diào)度管理站實地調(diào)研，當前斷面統(tǒng)計日均過河船舶近200艘，其中船舶上行時等候較長，王家灘和洛磧控制段船均候時20 min以上，大興場控制段船均候時超過5 min。參考有關(guān)船舶運行費用研究成果[11]以及船舶公司實際運營情況調(diào)查，船舶艘日費用暫取1萬元/d。此外，本河段枯水期3 000 t級以上船舶部分需助拖上灘，控制段取消能直接省去助拖費用，由船舶統(tǒng)計流量月報數(shù)據(jù)對需助拖船舶數(shù)量進行定量計算。

3.2 結(jié)果分析

工程效益通過定量計算與定性的分析，在相關(guān)政策影響和實地調(diào)研的背景下對一些難以量化的指標進行了事先假定，繼而測算得到特征年朝涪航道建設(shè)工程經(jīng)濟效益，見表2。

表2 特征年航道建設(shè)工程經(jīng)濟效益 億元

由表2不難發(fā)現(xiàn)：促進船舶大型化經(jīng)濟效益最為顯著，且累計增長最多，控制河段及部分險灘的減少可帶來直觀的經(jīng)濟效益。而代替陸路運輸效益到后期會呈現(xiàn)降低趨勢，是由于后期水運趨近飽和，增量逐漸降低，水路從陸路吸引量也逐步減少所致。2020、2040年工程效益分別合計達2.72億、4.39億元，隨著朝涪段航道建設(shè)工程的推進，船舶大型、標準化程度提升，陸轉(zhuǎn)水貨運量逐漸增多，節(jié)約環(huán)境治理效益也將更顯著。

在經(jīng)濟效益測算基礎(chǔ)之上，結(jié)合項目預(yù)算投資，通過經(jīng)濟費用效益流量表(社會折現(xiàn)率i取8%)，計算項目的經(jīng)濟內(nèi)部收益率(EIRR)、經(jīng)濟凈現(xiàn)值(ENPV)、經(jīng)濟效益費用比(BCR)等評價指標。得到：EIRR=25.40%；ENPV=22.02億元；BCR=2.37。按效益評價規(guī)范，EIRR>i、ENPV> 0或者BCR>1時，項目從經(jīng)濟和資源配置的角度是可被接受的。綜合分析，項目具有較強的經(jīng)濟合理性，且項目截至到2040年，累計凈效益流量可達22.02億元。

3.3 不確定性分析

效益量化估算時采用的運量、運價等都是預(yù)估值，一定程度具有不確定性，故而需對測算效益不確定性分析[12]。針對不確定性問題采用敏感分析，即不確定性因素增減變化時，分析其對經(jīng)濟評價指標的影響。選擇經(jīng)濟凈現(xiàn)值、經(jīng)濟內(nèi)部收益率、經(jīng)濟效益費用比進行敏感性分析，并考慮費用上升、收益下降和費用上升與效益下降同時發(fā)生這3種不利的情況時，3種指標的變化情況結(jié)果見表3。

表3 經(jīng)濟評價敏感性分析指標

表3結(jié)果表明：投資費用的上升和效益下降，項目各經(jīng)濟指標變幅不大，從國民經(jīng)濟的角度來分析是可行的，且具有較強的抗風(fēng)險能力。

4 結(jié)論與探討

a) 本文對未來水運量變化保守預(yù)估，采用“有-無”對比法的測算結(jié)果表明：長江朝涪段航道開發(fā)建設(shè)將帶來巨大的社會經(jīng)濟效益，自項目建設(shè)投入運營后，動態(tài)折算第9年能收回投資成本，且至2040年累計凈效益達22.02億元，具有較強的經(jīng)濟合理性。

b) 工程經(jīng)濟效益分析路徑眾多，本文僅定性量化了促進船舶大型化、代替陸路運輸及減少控制河段的部分效益。但實際情況有許多難以量化項，如本河段是三峽旅游黃金航線重點區(qū)域，工程的實施對地區(qū)的大型旅游通過能力有實質(zhì)性幫助；項目建設(shè)在減少船舶轉(zhuǎn)載的同時也有效減少船舶轉(zhuǎn)載時的裝卸費用和貨損風(fēng)險；本河段多個信號控制點的取消，每年可大幅減少航道管理部門管理支出等，此類效益較難以量化研究，本文未列入其中。

c) 水運項目多為大型投資，公益類項目，本項目的投資建設(shè)將積極推動重慶建成長江上游內(nèi)河航運中心、提升長江經(jīng)濟帶整體的國際競爭力、改善區(qū)域居民生活水平和促進長江生態(tài)文明建設(shè)等，具有深遠的現(xiàn)實意義。