燃油价格与船舶大型化发展分析

穆亚娣，　金允龙

(上海船舶运输科学研究所 航运技术与安全国家重点实验室， 上海 200135)



燃油价格与船舶大型化发展分析

穆亚娣，金允龙

(上海船舶运输科学研究所 航运技术与安全国家重点实验室， 上海 200135)

摘要:通过回顾船用燃油价格的演变，分析了一段时间内石油在航运中不可替代的几个主要因素。结合目前船舶大型化发展现状与趋势，对燃油价格和船舶大型化间相互影响的主要因素及促进关系进行阐述，并对未来趋势提出自己的见解。

关键词:燃油价格; 船舶大型化; 影响因素

0引言

全世界约有90%的贸易由船舶完成运输。据统计,2012年世界贸易总额为17.98万亿美元，据日本JETRO预测：2033年将增长到约63万亿美元,2053年增长到约195万亿美元，2063年增长到约318万亿美元。海运量的增长将是船舶大型化的主要动力之一。同时，随着科学技术的不断发展和制造工艺的不断改进，由于工程技术落后等原因对造船业和航运业造成的“不可逾越”的制约因素在不断弱化，加之国际社会和海事法规对绿色航运新要求的实施等都是船舶大型化发展进程中不可忽视的推进力量。

从1861年至今，石油价格(折算成现价)上涨了约10倍，其间既有相对平稳的时期，又有剧烈波动的时期。如：1950—1972年石油价格稳定在现价10~15美元/桶(当时价为1.8美元/桶)；1864年涨到现价107.38美元/桶(当时价为8.06美元/桶)，1861—1965年美国内战后，石油价格在次年跌到现价84.68美元/桶，再跌到1867年的现价35.88美元/桶，再涨到1871年的现价75.45美元/桶。

1燃油价格的演变与发展趋势预测

1.1　1864—1990年燃油价格的演变

1864—1990年石油价格变化曲线见图1。总体而言，19世纪中后期，受生产力水平不高及美国内战的影响，石油价格较高；而随着美、俄等主要产油国逐渐勘探出大储量油田，石油开采量逐渐增多，石油价格开始回落，从1880年起逐步稳定。20世纪30年代开始，中东成为了主要产油地，第二次世界大战中受到的影响较小，石油开采技术得到了飞速发展，石油开采量也在定值左右震荡。近些年，石油价格又进入了飞速上涨期，在两次世界石油危机中，石油价格由1973年的15.42美元/桶激增至1974年的48.92美元/桶，之后又升至1979年的90.68美元/桶。西方发达国家在此期间受到了巨大的损失。1986年油价暴跌后，世界石油市场进入了相对稳定的时期，石油价格变化较为平缓，北美、欧洲等经济较为发达的地区燃油消费量在逐年下降，而处于经济起飞阶段的亚太地区,许多国家的燃油消费量则有缓慢增加。

图1　1864—1990年石油价格变化曲线(折算成现价)

在燃油价格演变过程中，地缘政治是导致石油价格发生波动的不可忽视的重要因素之一。回顾近30年的石油价格走势可以发现，世界主要产油区，尤其是中东地区的地缘政治变化都反映到了油价的走势中，对石油价格产生了重大影响。例如，伊朗和伊拉克军事冲突导致了1979—1980年新一轮的石油价格上涨。1978-11/1979-06伊朗伊斯兰革命导致石油产量每天减少200万~250万桶。1980年两伊战争直接导致伊拉克和伊朗每天的石油产量分别削减了270万桶和60万桶，使得油价再次飞涨。

图2为1984—2012年的国际石油价格走势。由图2可以看出，2007年国际石油价格一路走高，曾逼近100美元/桶，市场维持着脆弱的平衡关系。导致该状况的主要原因是资金驱动和美元贬值，年内最高位和最低位涨幅达到了100%。随着石油价格飙升，船用燃油价格也大幅上涨，最高涨幅超过了100%。

图2　19844—2012年国际石油价格走势

2008年国际石油价格年均值为94美元/桶，7月初达到了顶峰，接近150美元/桶，之后又在9月下旬快速跌至100美元/桶，1个季度内的波动幅度达到了50美元/桶。2009年初国际石油价格突破100美元/桶之后，又在半年内再次触及到150美元/桶，9—11月又迅速回落至最低点57美元/桶，在不到一年的时间里涨跌幅度超过100美元。2011年以后，随着世界航运业整体进入低迷期，国际石油价格(以布伦特油为例)年均值趋于定值，整体较为平稳(见图3)。

图3　2009—2013年国际布伦特现货价格

1.2　油价的预测

据石油公司BP Amoco预测，2011—2030年间，可再生能源(风能、太阳能和生物燃料)的年均增长率约为7.6%，核能的年均增长率约为2.6%，水电与天然气的年均增长率各约为2%，煤炭的年均增长率约为1.2%，石油的年均增长率最低，仅为0.8%。预计2030年的全球能源构成中，石油的比重将由2011年的33%降到28%，而风能、太阳能和生物能的比重将增长到17%，水电与核能也将增长到17%，相应地石油价格将比现价高2倍，煤价将比现价高1.4倍，天然气价将此现价高近1倍。

2一段时间内石油在船舶航行中难以被替代

随着1807年世界第一艘蒸汽机动力船舶诞生，煤炭、石油、液化天燃气(Liquefied Natural Gas, LNG)等能源逐渐登上了船用燃料的舞台，并在船舶发展过程中占有较大份额。随着人类对各种能源的认识逐步深入，石油的适用性和不可替代性逐渐清晰明确，作为一种船用燃料被广泛认可。 直至今日，石油依然在社会的发展和人类的生活中扮演着重要的角色。

2.1　煤炭

18世纪末产业革命开始后，煤炭作为一种高效能的燃料，广泛应用于人类的生产、生活中，很长一段时间内在世界燃料市场占据重要地位。将其应用于船舶，为船舶提供动力，不仅可以使船舶航行更加可靠，而且可以降低天气对船舶到港时间的影响。船舶技术的不断改进及煤炭的应用，使水上运输比之帆船时代发生了革命性的变化。

但是，煤炭被广泛应用后的危害也渐渐表露了出来。煤炭燃烧时的热效率低，会产生大量的CO2导致温室效应；产生的有毒气体SO2，NOx，对环境造成污染，溶于雨水后形成酸雨会危害农作物、破坏生态环境、腐蚀建筑材料；此外，煤燃烧时还会产生烟尘和粉尘。有到20世纪中叶，随着石油产业逐渐发展，石油代替煤炭成为了船用的主要燃料，煤炭逐渐淡出船用燃料的舞台。

2.2　液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)

LNG作为船舶燃料的历史并不长，世界首艘以LNG为燃料的船舶于2000年完工并投入运营。LNG具有储量丰富、环境效益高和价格相对较低等三大优点，目前最受市场青睐。

(1) 从资源层面，LNG储量可供人类使用100年，若计及页岩气的储量，则可使用更久;

(2) 从环保层面，天然气经过脱除重质烃、硫化物、二氧化碳和水分等杂质后，在常压下被冷却到-162℃液化成为LNG，作为船用燃料几乎不产生硫化物和颗粒物，氮氧化物排放量可减少85%~90%，CO2等温室气体的排放量则会减少15%~20%；

(3) 从技术层面，不仅新建船舶可以使用LNG，在航船舶也能够通过改装使用LNG或采用LNG/柴油双燃料。

LNG清洁、高效的特点决定了其发展非常迅速。随着国际海事组织(International Maritime Organization, IMO)针对航运业气体排放制定和实施了一系列制度与措施，对现有船队而言，如果船舶所有人在2015年后想继续在排放控制区(ECA)地区运营船舶，只有转用低硫燃料、安装废气净化系统或转用主要以LNG为主的替代燃油等选择。

虽然从经济角度和环保角度看,采用LNG都将是使航运可持续发展的首选方案，但是其作为船舶燃油仍存在着一些不确定因素:

(1) 给船舶带来较高投资成本的挑战；

(2) 随着石油资源越来越紧缺，天然气的价格有可能与石油价格产生联动效应，以发热值计的LNG价格可能与油价逐渐接近；

(3) 基础设施的建设，即需要开发更便利的适合船舶所有人的加气点，无疑又将增加LNG燃料的使用成本；

(4) LNG作为燃料在船舶航行过程中面临着贮藏空间和温度等问题。对于大部分船舶而言，船上的空间是有限而宝贵的，贮藏LNG会占用较多空间(以集装箱船为例，用LNG作为燃料将占用18 000 TEU船载重的2%，或占1 000 TEU船载重的10%),而且LNG贮藏的条件也不如石油简单，需超低温贮藏；

(5) 较其他化石燃料，目前LNG的产量不多，有待进一步研究开发。

2.3　石油

1965年以后，受市场经济体制改革深化、产业结构调整, 特别是环境保护要求提高的影响,世界能源市场出现了较大变化, 石油取代煤炭占据了世界能源消费结构中的主要地位。截至目前，石油所提供的用于运输的能源仍占运输使用能源的90%以上，这主要有以下原因:

(1) 已探明的石油的储量相对较多，按照目前每年约40亿t的速度开采还能维持几十年,这是目前其他非化石能源所不能比拟的；

(2) 石油属于物质能源，与电相比在能量的存储和运输上更加方便，且经过相当长时间的基础配置，如今运输石油的管道及加油点都相当成熟和密集，整个运输网络较其他能源更为便捷；

(3) 石油的能量密度高，对于体积、载重量有限的运输器具而言，该特点使其选用优势明显；

(4) 石油的燃烧值、燃烧效率高，发热量大，没有太多废渣，而且内燃机比蒸汽机体积小，使用更方便，热效率更高(标准煤的发热量约为29 288 kJ/kg；标准石油的发热量约为41 840 kJ/kg);

(5) 虽然石油也是有污染的燃料，但和煤炭相比，其有毒气体较少，尤其是SO2；

(6) 寻找总量巨大、易于存储和运输、能量密度高，同时又符合以上几点的资源和技术途径很少；

(7) 就目前而言，不管是正处于经济现代化快速发展阶段的发展中国家，还是发达国家，对石油能源的需求都是迫切的，而船舶运输的特点限制了除石油以外的能源在船上的应用。

据BP公司“2030年世界能源展望”预测，在可预见的未来，交通运输需求仍主要通过石油来满足。2030年交通运输业的主导性燃料中，石油占87%，生物燃料占7%，天然气占4%。由此可见，石油在世界航运界中的地位暂时仍难以被替代。

3油价与船舶大型化

船舶在各类海外货物，特别是海上石油、天然气、铁矿石等货物的远洋运输中发挥着不可替代的作用。而作为船舶的重要燃料的石油具有不可再生性，随着石油的消费量逐渐上升，石油资源逐渐紧缺，油价会不断上涨。面对昂贵的油价，单船经济效益在航运市场日趋被关注和重视。出于降低船舶单位用油量的成本和提高船舶能效的角度考虑，大型化逐渐成为船舶的发展趋势。

3.1　燃油成本占航运企业成本的比重

对于众多航运企业而言，燃油价格居高不下所带来的直接影响是,其运输产品的生产成本增加，进而影响到经营业绩。目前各航运公司均面临着较大的燃油成本压力。以某航运有限公司为例，其近几年内的燃油成本在公司总的经营成本中一直占有一个很高的比例，约为总成本的40%，尤其是2011年和2012年几乎占到总成本的50%(见表1)。

表1　某公司近年燃油成本比例

3.2　船舶大型化与燃油经济效益

船舶大型化的规模效应表现在单位运力的能源消耗量、CO2排放量、有害气体排放量均显著下降。例如：7.5万t油船和8.2万t散货船的船舶能效设计指数(Energy Efficiency Design Index,EEDI)均约为4.56，而30万吨级油船的EEDI降到了约2.54，38万吨级矿砂船的EEDI降到了约1.99。船舶大型化大大降低了单位运能的CO2和有害气体排放，是经济、低碳、环保、行之有效的绿色航运发展措施。同时，世界各地货物运输量的不断增长为船舶大型化提供了充沛的物源基础。

3.2.1散货船大型化与燃油经济效益

以中国远洋集团船舶燃料油消耗为例：好望角型船(161 000 t，满载航速14 kn)的耗油量(重油)为52 t/d；巴拿马型船(70 000 t，满载航速14 kn)的耗油量(重油)为30 t/d；大灵便型船(45 496 t，满载航速14 kn)的耗油量(重油)为29.5 t/d。三种船型的船舶单位耗油量见表2。一般情况下，以相同的航速航行，载重量越大的船舶的单位耗油量越少，相应地，经济与环境效益就越明显。

表2　散货船船型与燃油效率

3.2　集装箱船大型化与燃油经济效益

为节约燃油，进入2013年后，世界各地的集装箱船普遍采取了减速航行的措施。 随着“高油价”时代到来，可以预计航速还将继续下降。但是，出于航行安全等角度考虑，航速不可能无限制地降低。

集装箱船的大型化历程见图4。海运咨询机构Drewry指出，大型船舶拥有巨大的成本优势。据其估算，与典型1.31万TEU的船舶相比，“Triple E”型船往返亚欧可节省30%的成本(前者每TEU的燃料费为418美元，而后者仅为294美元)。

图4　集装箱船大型化历程

集装箱船大型化与燃油价格走势呈明显的相关性(见图5)。与1.4万TEU集装箱船相比，1.8万TEU集装箱船燃料效率可提高约35%。因此，燃油价格不断走高是集装箱船大型化的主要动力。

图5　原油价格与集装箱船大型化走势图

据英国克拉克森研究公司最新统计数据显示，2013年前11个月，装箱量在8 000 TEU以上的集装箱船订单量达到151万TEU，同比2012年增长530%，单位燃料消耗量与以前的船型相比均降低10%以上，有的甚至超过30%。典型大型集装箱船主尺度现状与发展预测见表3。

4结语

目前来看，燃油价格总体上看仍将维持高位。面对国内原油资源短缺而能源需求快速增长的现状，航运业面临着越来越大的压力：油价居高不下，环保要求更加严厉，合规性成本不断上升；各大船公司面对此种严峻局势，除了需要更加严格地控制航运成本，追求船队大型化运营经济效益。未来一段时间内，油价上涨对船舶大型化的影响将更加清晰化。

表5　典型大型集装箱船主尺度现状及发展预测

参考文献：

[1]Hotelling H.The Economics of Exhaustible Resources[J].Journal of Political Economy,1931,39(2):137-175.

[2]程伟力.影响国际石油价格因素的定量分析[J].国际石油经济，2005,13(8):40-44.

[3]全球海运量增幅与世界GDP增速[R]-克拉克森，IMF,2013.

[4]郑楼先.林晓东.集装箱船舶大型化的利与弊[J].船海工程，2010(4)：79-80.

[5]李清;詹斌.集装箱船型发展分析[C].中国航海学会2008年度学术交流会优秀论文集专刊,2008.

Association between Ship Scale and Fuel Price

MuYadi，JinYunlong

(State Key Laboratory of Navigation and Safety Technology，Shanghai Ship& Shipping Research Institute，

Shanghai 200135，China)

Abstract:This paper analyzes major factors which make the oil irreplaceable in the shipping for a period of time. The trend of using bigger vessels is studied against the variation of fual price. The future development trend of the ship scale is predicted.

Key words:fuel prices; ship scale enlarging; influence factor

中图分类号：F551; F416.22

文献标志码：B

文章编号：1674-5949(2015)04-026-06

作者简介：穆亚娣(1989—)，女，河南南阳人，助理工程师，主要从事航运能源需求及航运经济洽淡的研究。

收稿日期：2014-10-27