长三角地区进口铁矿石运输网络的优化

丁一春+唐志波+艾万政

【摘 要】 为降低我国长三角地区进口铁矿石的运输成本，优化其运输网络结构，基于经济评价理论，采用实际数据，计算并比较不同吨位船舶在不同运距时的单位货物运输成本，得到成本最优化的运输路径。研究结果显示：中巴和中非航线的铁矿石运输应以较大型船舶为最佳，其单位货物运输成本可减少最高18.52%、最低9.83%；选择江海直达的运输方式可大大降低运输成本。

【关键词】 长三角；铁矿石；运输成本；运输网络

0 引 言

钢铁是关系国计民生的大宗原料商品，钢铁工业的发展对社会各个行业乃至整个国民经济的发展都具有重要的影响力。近年来，我国已经成为全球最大的钢铁生产国和铁矿石消费国。2003年，我国超过日本成为全球最大的铁矿石进口国，而且一直保持着稳定的增长（见图1）。2014年，我国进口铁矿石9.32億t，占世界铁矿石贸易总量的70%左右，2015年继续保持增长，进口铁矿石达9.53亿t，预计在未来几年内我国铁矿石进口量依然会保持增长态势。在铁矿石需求持续增长的趋势下，巴西淡水河谷公司成功打造出适用于中巴铁矿石贸易的40万吨级超大型矿砂船，实现“矿山前移”的伟大战略，这就使得我国港口企业纷纷着手投资建设大型铁矿石接卸码头，导致港口布局混乱、港口资源重叠、运输成本反而上升等一系列问题。因此，如何充分利用现有的港口资源，合理布局港口泊位，最大限度地降低运输成本，已是当务之急。

关于如何降低我国环渤海地区进口铁矿石海运费，相关学者已经展开了一系列的研究：周丹[1]分析了我国环渤海地区进口铁矿石的接卸现状以及主要海运费的构成因素，运用经济评价理论，建立航运成本优化模型，得出相应的运输网络布局优化图及航线优化图；于军苓[2]通过大量数据分析，指出环渤海地区进口铁矿石运输网络结构优化的必要性，并利用Lindo软件进行建模，实现由铁矿石远洋运输费用、铁矿石中转物流中心的水转水费用和目的港卸货费用构成的总物流成本最小化；赵嘉[3]首先利用多种方法对我国进口铁矿石量进行预测，然后建立配送系统优化模型，并以青岛港为例进行计算和求解，最终得到较为满意的结果。

长三角地区位于我国长江经济带，是我国实施“一带一路”战略的桥头堡，且其铁矿石进口量逐年增加；因此，对长三角地区进口铁矿石运输网络进行优化，具有极其深远的意义。

1 长三角地区进口铁矿石现状

长三角地区作为我国外向型经济最发达的地区，钢材需求旺盛，沿江分布着宝钢、沙钢等大型国有钢铁企业。由于区域原因，长三角地区铁矿石资源严重匮乏，主要依赖进口。2008年，长三角港口群共接卸铁矿石1.26亿t，占全国接卸总量的24.38%，主要接卸港口为宁波舟山港，接卸量为万t。

1.1 长三角地区规模以上钢铁企业

长三角地处富庶的江浙沪地带，拥有丰富的水系河流、发达的海运产业以及强大的腹地经济，是21世纪“海上丝绸之路”的桥头堡，沿江一带分布着大量有名的钢铁企业，其中主要钢铁企业产能见表1。

以上钢铁企业大部分都是沿江分布，保守估计每年达到万t产能。由于我国铁矿石的平均品位仅为33%，低于世界铁矿石品位11个百分点[4]，且开发难度较大，加之长三角地区铁矿石资源匮乏，只能依靠大量进口铁矿石来弥补本地市场供应的不足。较之内陆地区公路和铁路运输，长三角地区钢铁企业利用水路运输大大降低了成本，虽然铁矿石价格较低，其物流运输成本却逐步增加，有时甚至超过铁矿石的成本价。因此，如何优化长三角地区进口铁矿石的运输网络，最大限度地降低铁矿石运输成本，已经成为关乎国计民生的大事。

1.2 长三角地区铁矿石专用码头泊位

长三角地区港口群进口铁矿石运输系统以宁波舟山港、连云港港为中心，相应布局上海、苏州、南通、南京等港口。长三角地区10万吨级以上铁矿石码头泊位情况见表2。

1.3 长三角地区进口铁矿石主要运输方式

目前，我国进口铁矿石主要来自印度、南非、澳大利亚和巴西，占我国进口铁矿石总量的90%左右。由于各个国家到我国的海上距离、其本国的港口情况及运营公司等均有区别，各国运输铁矿石的船舶吨级、航线选择、停泊港口也各有不同。

（1）由于印度港口码头泊位的限制，从事中印铁矿石贸易的船型大多维持在5万～10万吨级，其一般经马六甲海峡直接靠泊我国港口，到我国沿海港口的平均时间为15天。

（2）南非铁矿石以高品位而闻名世界，出口铁矿石到我国的运输船舶以20万吨级为主、10万吨级为辅，一般经马六甲海峡或者巽他海峡抵达我国港口，到我国沿海港口的平均时间为31 d。

（3）自澳大利亚进口铁矿石的主要船型为15万 ～20万吨级，其一般经龙目海峡、望加锡海峡抵达我国港口，到我国沿海港口的平均时间为11 d。

（4）巴西铁矿石资源极其丰富，开采难度较小，且品位较高。由于巴西最大的铁矿石出口商淡水河谷实施“矿山前移”战略，目前航行于中巴航线的船型以20万～30万吨级为主，到我国沿海港口的平均时间为35 d。

2 长三角地区进口铁矿石运输网络优化

2.1 进口物流网络系统

优化前的长三角地区进口铁矿石运输网络结构（见图2）错综复杂，只要码头接卸能力满足，基本上都有船舶靠泊卸载。加之主、次卸港口的分工不明显，缺乏统一规划，导致水运交通拥堵繁杂、船舶待泊时间长、运输成本增加等一系列问题。据相关部门统计，每年有万～万t的铁矿石舍近求远，从我国北方港口中转到长江下游码头。

2.2 进口铁矿石运输费用主要构成

进口铁矿石费用主要包括：

（1）单位货物的运输成本；

（2）如果需要中转，单位货物的中转接卸成本；

（3）中转时单位货物的运输成本；

（4）目的港单位货物的接卸成本。

2.3 约束条件以及优化过程

进口铁矿石各项成本计算公式如下：

整个进口铁矿石运输路径是一个非常复杂的网络结构，除节点与节点间错综变化的运输路线之外，每一个节点的具体运行标准以及可允许靠泊船型的最大吨级等都不同。因此，为了使优化模型更加合理，得到的优化结果更具参考性，需要增加一些确定的约束条件：

（1）铁矿石在运输和卸载的过程中没有损失；

（2）钢铁企业所进口的铁矿石能够满足其生产需求；

（3）運量应满足非负要求；

（4）航次数量应满足非负且是整数的要求。

我国长三角地区进口铁矿石运输网络优化的最终目标是成本最小化，综合分析4项费用在总费用中所占的比重，寻求单位货物运输成本最小的运输结构，计算得到成本分析结果（见表3）。

优化后的长三角地区进口铁矿石运输网络结构见图3。

从图3可见，自印度进口铁矿石的较小船型可直接靠泊南通、苏州等长江下游港口；自南非、澳大利亚、巴西进口铁矿石的较大船型可先靠泊沿海港口，以宁波舟山港和连云港港为主，上海港为辅。在航运市场不景气时，最好选择江海直达运输；反之，可根据经济效益选择中转或者直达运输。[5]

2.4 优化结果分析

从表3可以看出：

（1）船舶大型化有利于降低运输成本。航行于中印航线的10万吨级船舶的单位货物运输总成本较5万吨级船舶可降低6.90%，航行于中非航线的20万吨级船舶较10万吨级船舶可降低18.52%。同样，航行于中澳和中巴航线的船舶单位货物运输总成本分别可降低7.56%和14.03%。

（2）江海直达的运输方式前景广阔。以中巴航线为例，当20万吨级船舶和30万吨级船舶的目的港同为上海港时，由于上海港暂时不能靠泊30万吨级散货船，该船舶需要中转，中转后的单位货物运输总成本较20万吨级的船舶提高了23.98%。

3 结论与展望

3.1 结 论

本文对长三角地区铁矿石贸易、钢厂布局、港口泊位情况、水路运输网络进行分析，最终得出以下结论：

（1）由于巴西和南非到我国的海上距离较远，为降低水运成本，应以较大船型的船舶运输为最佳。在单位货物运输总成本方面，航行于中非和中巴航线的较大船型的船舶可减少最高18.52%、最低9.83%。

（2）江海直达的运输模式可以是更好的选择。在中非航线上，20万吨级矿砂船在中转后靠泊南通港的单位货物运输总成本为13.17美元/t，较直达的10万吨级船舶提高21.49%。若能在长三角地区建立铁矿石分销中心，并采用江海直达的运输方式，可大大降低运输成本。

3.2 展 望

从目前发展趋势来看，我国最大铁矿石进口贸易国的地位不会动摇，长三角地区接卸能力的不断提高及其强大的区位优势不会改变。本文仅仅是从单位运输成本最小化的角度来优化长三角地区进口铁矿石的运输网络，但实际上涉及如国家宏观政策的规划、港口的经营手段、运价模式的选择等方方面面的问题，这都会影响运输网络的布局。因此，如何结合各方面的因素，系统性地分析影响运输成本的因素及其各自占有的比重，将是下一步研究的课题。

参考文献：

[1] 周丹.我国环渤海地区的铁矿石海运费节省方案[D].大连：大连海事大学，2011.

[2] 于军苓.我国环渤海地区铁矿石运输网络结构优化研究[D].大连：大连海事大学，2011.

[3] 赵嘉.我国进口铁矿石物流系统优化研究[D].天津：天津大学，2006.

[4] 于军苓，颜华锟.优化渤海地区进口铁矿石运输网络[J].水运管理，2011（1）：18-21.

[5] 董婧.加快长三角及长江沿线地区铁矿石码头建设[J].水运管理，2010（9）：27-28.