集装箱船大型化发展存在的极限问题

寿建敏++郭晓菡

【摘 要】 为探寻集装箱船大型化发展的局限性，阐述集装箱船大型化发展的历程及现状，结合现实情况，从经济、科技、航运联盟、造船技术、集装箱种类、成本、环保等因素分析促成集装箱船大型化发展的原因，从成因着手分析集装箱船大型化发展的制约因素，包括船舶自身、港口基础设施及集疏运系统、运河航道、成本等，分析大型集装箱船给航线、港口和航运联盟等方面带来的影响，得出集装箱船大型化发展存在极限的结论。

【关键词】 集装箱船大型化；航运联盟；规模经济

0 引 言

国际间愈加紧密的经济联系为集装箱船大型化发展创造了有利的外部环境。自1956年第一代集装箱船问世以来，集装箱船运输一直保持着较快的发展速度，于2007年达到鼎盛。2008年的全球金融危机使航运市场坠入深谷，为提升竞争力，航运企业热衷于订购大型集装箱船。

国外学者着重通过建立数学模型的方法分析最具有规模经济的集装箱船型，国内学者则普遍从大型化发展趋势和影响的角度进行分析。本文从成因的角度研究集装箱船大型化问题，探寻大型集装箱船发展的局限性，得出其发展存在极限的结论。

1 集装箱船大型化发展的原因

1.1 全球经济发展的推动

全球经济贸易的迅速发展，为海运业创造了机遇。2008年全球金融危机使航运业深陷低谷。随着发达国家经济企稳，发展中国家经济持续发展，航运市场逐渐进入复苏阶段。为了在市场恢复时保持竞争力，2007年以后，集装箱班轮公司开始订造更多大型船舶。这一举动不仅繁荣了新造船市场，而且推进了集装箱船大型化的发展。

1.2 信息技术的助力

集装箱船运输属于定期运输，其航线固定，航期确定，涉及的货主众多，一艘船上的集装箱可能分属于多个货主。随着航线的开辟，贸易量的增加，班轮公司的管理难度增大，而信息技术的进步很好地解决了这一难题。中远集团相继开发出“中远船员信息系统（CSIS）”“生产经营管理软件系统”“船舶安全管理信息系统（SMIS）”等一系列生产经营和资源管理软件，实现了经营过程自动化、管理方式系统化、知识管理网络化和商务运营电子化，从而提高了运营效率。

1.3 航运联盟的带动

随着1994年航运界“全球联盟”的成立，国际联盟渐渐成为航运业常见现象。近几年低迷的航运市场推动了航运企业之间加强合作，形成了新的联盟趋势。航运联盟加速了港口的枢纽化，形成了更复杂的港口体系和航运模式，带动集装箱船向大型化发展。中海集团打破了多年不结盟的惯例，与阿拉伯联合航运、法国达飞海运共同签署合作协议，三方将在亚欧航线、泛太平洋航线和亚洲―地中海航线3条东西向的主干线上展开共同投船、舱位互换和舱位买卖等形式的合作，即O3联盟。由地中海航运、达飞海运和马士基航运共同组建的P3联盟被否后，马士基航运联手地中海航运推出了2M联盟。如果2M联盟和O3联盟顺利组建，加上此前的由6家亚洲和欧洲航运公司组成的G6联盟、由5家亚洲航运企业组建的CKYHE，“四强”联盟格局基本定格。

1.4 集装箱种类增多

集装箱是一种能装载包装货或非包装货进行运输，并便于机械设备进行装卸搬运的成组工具。工艺技术的进步促使集装箱种类不断丰富，除通用集装箱外，还包括专用集装箱（如敞顶式集装箱、框架集装箱、罐式集装箱、汽车集装箱、干散货集装箱等）和特种集装箱（如通风集装箱、冷藏集装箱、保温集装箱等），以及动物集装箱、航空集装箱等。这些不仅增加了适箱货物的种类，而且提高了集装箱装卸效率。

1.5 船舶设备更新

美国船级社开发的基于动力学的新型安全船体设计系统可通过辨析集装箱船体受力最大的部位来确定结构钢材最终分布的部位，增强了船体整体的牢固性，且不受船舶尺度的约束。发动机技术方面，瓦锡兰公司推出的14缸RAT-flex96C柴油机是目前世界上最大功率的低速船用柴油机。此外，大型集装箱船载货方式灵活，限制减少，具有多样性。

1.6 港口、运河航道扩建优势

近几年，港口也朝着大型化方向发展。英国的菲利克斯托港口将在Languard码头建设首个深水泊位，泊位水深将达到18 m，年通过能力提升至600万TEU。鹿特丹港的Maasvlakte二期港区工程完工后，其年通过能力增加万TEU。美国长滩、洛杉矶、纽约-新泽西等港口重点建设集疏运体系、自动化码头和改造碍航设施。亚洲的釜山、上海、新加坡自2010年以后也展开了港口扩建工作，努力提升成为国际枢纽港的竞争力。

巴拿马运河从2007年9月开始扩建，工程包括加深河道，增添两座三级船闸、一座海上指挥中心和一条单行局部航道。建成后能通过 TEU的大型集装箱船，最大允许通过 TEU的大型集装箱船。

1.7 低成本趋向

成本优势是大型化的直接原因。船型在决定造价的同时影响运输成本；主机类型决定油耗，直接影响燃油成本；船舶主尺度则决定了港口使用费。理论上，单船运力超过 TEU的集装箱船最大优势是每一航次运量高，挂靠港口少，平均单箱成本比单船运力为～ TEU的集装箱船低10%～12%，比单船运力为 TEU的集装箱船低30%。

1.8 环保观念的流行

环保、低碳越来越受人们关注，国际海事组织（IMO）2011年通过了新船能源效率指标，降低船舶碳排放，减少对全球气候变暖的影响。大型集装箱船使用清洁能源，具有明显的环保优势。马士基海陆订购的3E级集装箱船不仅是当前较大的集装箱船系列，而且具有优异的环保性能。其单箱产生的碳排放量比目前亚欧航线上运营的船舶平均碳排放量少50%。

2 集装箱船大型化发展的极限因素

2.1 船舶自身因素

过大的船舶尺度会影响船舶强度，威胁航行安全，如船长变量对总纵强度的影响呈平方效应。现有船长400 m的超大型集装箱船均采用驾驶桥楼与机舱分离、驾驶桥楼前移的设计，有助于减小船舶的纵向弯曲力矩，增加船体强度。若船舶尺度进一步增加，需要更多的创新设计和措施来确保足够的船体强度。推进系统方面，单主机柴油机整机重达 t，很难将其装配到船舶上，且大功率发动机在运转中产生的集中而强烈的振动，会导致船体龙骨发生裂痕，因而宜采用双主机双螺旋桨装置。但是，双主机占舱容多，会降低载运量，影响规模经济效益。

2013年6月17日，装载 TEU的“MOL Comfort”号在也门外海断裂沉没，造成严重的经济损失。关于断裂原因，存在两种观点：（1）大浪毁船。当时印度洋海域天气状况恶劣，大波浪砰击载荷使波浪载荷的非线性程度显著增大，导致船体在中部断裂而沉没。（2）高强度钢毁船。“MOL Comfort”号是日本最早采用高强度钢建造的集装箱船，高强度钢的使用使得船体结构的刚度越来越“软”，变形越来越大，导致大型船舶的低周疲劳断裂损伤问题十分突出。这两方面都是建造大型集装箱船急需解决的问题。

2.2 港口基础设施及集疏运系统因素

无论是在进港航道水深、泊位、装卸能力、堆场容量，还是集疏运系统方面，大型集装箱船都对港口提出了更高的要求。尽管世界大港先后进行了扩建工作，但依然难以满足大型集装箱船发展的需求。

2015年2月22日，美西码头结束长达9个月的罢工，但罢工导致了港口拥堵，造成严重的经济损失。在罢工高峰时段，洛杉矶、长滩的码头几乎停转，美西南、西北港口全线拥堵。

此外，吞吐能力不足也是港口拥堵的原因。2014年下半年，跨太平洋航线上的温哥华港因拥堵问题拒绝卸载取道温哥华港通过陆上转运货物到美国的班轮。港口拥堵导致船舶准点率降低。亚欧航线上的航运企业被迫调整了部分航次的挂靠安排，放弃了拥堵严重的鹿特丹港，转挂其他港口。

2.3 运河航道因素

巴拿马运河的扩建，满足了更大尺度的船舶通过，但超过 TEU的集装箱船仍难以通过。假设技术可行，集装箱船继续从 TEU发展到 TEU，世界主要港口的基础设施就不能满足需求。一轮又一轮的扩建工程将会耗费大量的人力、物力和财力。巴拿马运河扩建费用已增至68亿美元，这些投资最终要从通过的船舶上收回。运河航道的建设大多凭借其有利的地理区位，对船舶大型化存在滞后反应，有的甚至难以作出反应，这是集装箱船大型化发展存在极限的又一个原因。

2.4 成本因素

降低成本是集装箱船持续大型化发展的直接原因。根据以前的研究， TEU集装箱船单箱成本最低，随着装载数量增加，单箱成本也会增加。大型集装箱船获得规模经济的前提是满载，而当前航运市场运力过剩问题严重。根据德鲁里数据，截至2015年4月，全球 TEU型船278艘，运力总计367.81万TEU； TEU及以上型船23艘，运力总计42.63万TEU。造船市场，～ TEU型船订单121个； TEU及以上型船订单111个； TEU型船订单52个； TEU型船订单15个，多在2017年交付。未来几年内，全球集装箱运力过剩的局面难以改善，实现船舶满载难度很大。投资一艘 TEU集装箱船需1亿美元，但随着港口、运河的扩建，相应的费用必然提高。在无法实现满载、大量船舶资本却源源不断投入的前提下，航运企业难以实现规模经济。

3 集装箱船大型化发展 带来的影响

3.1 “轴辐式”集装箱海运航线的形成

集装箱船大型化发展不仅使若干符合国际航运战略的中转枢纽港逐渐形成，而且使现有的国际主干线船舶经营的航线走向及其网络布局得到显著改变，同时改变了现有支线布局，形成“干支结合”的轴辐式海运航线结构。

3.2 港口大型化和角色分化的出现

在港口大型化发展的同时，出现了枢纽港与支线港的分化。大型集装箱船将货物运至枢纽港，再由尺度较小的集装箱船分运至目的地港口，从而减少大型集装箱班轮公司挂靠的港口。枢纽港与支线港形成枢纽-辐射式的网络结构，缓和了大港口与小港口间的竞争压力，但支线港须承担损失，大港口间争夺枢纽港的竞争也会愈演愈烈。

3.3 航运企业寻求航运联盟和联营

大型集装箱船投资大，且多用于航程远、舱位多、船速快的国际干线上。为了减少投资风险，提高满舱率，班轮公司寻求合作，通过舱位互租、舱位互换、共同投船、共用码头等方式共享运力和资源，从而实现规模经济。

3.4 重视海上安全和海事管理

大型集装箱船在近海航行时，盲区较大，安全性应受到重视，因而须制定针对大型船舶的法律法规进行海事管理。

4 结 语

集装箱船大型化既是航运业在全球化浪潮和经济危机中求得生存发展的必然趋势，又是航运业及相关产业所要面临的挑战。其不仅受经济、技术、航运联盟、获得规模经济和环保需要的影响而发展起来，又受限于技术、港口发展水平和规模经济效果。船舶大型化已经成为航运业无法逆改的趋势，但其大型化必然存在极限。就像经历过大型化发展的原油船的最终运力保持在32万t左右一样，集装箱船一定存在合理的极限尺度。