京杭大运河航运的经济效益和环境效益分析

刘泓宇　阎洪

【摘 要】 运河航运一直是内陆运输的一个重要的运输手段，但运河航运所引起的污染问题也受到了社会越来越多的关注。从内河污染防治角度出发，通过数据调研、建立模型的方法对京杭大运河运输船只的能耗、污染进行测算，核算京杭大运河航运中的经济效益和环境效益。结果显示：运河航运具有巨大的发展潜力，同时必须加强规划和管理，在经济发展和环境保护上取得平衡。

【关键词】 京杭大运河；内河航运；经济效益；环境保护；平衡发展

0 引 言

京杭大运河是“大运河”的干线之一，位于我国东部。它是世界文化遗产之一，同时作为世界上里程最长、工程量最大、最古老的运河之一，在历史上曾发挥了重要的运输作用。近年来，随着经济社会的发展，航运的需求进一步扩大，京杭大运河进行了部分河段的扩建。随着运输量的增大，伴随着的是建筑垃圾、渣土、泥浆等高污染货物的增多，对运河造成了一定的污染。目前，社会对内河的污染状况有所关注，但鲜有在运输需求增大的前提下对京杭大运河流域内航运与陆路运输进行横向对比研究。本文通过对污染排放量、运输效率等数据的对比，对京杭大运河的航运现状进行了分析并提出展望。

1 京杭大运河航运现状

杭州市区的大宗物资运输主要依赖水运。水路运量约占杭州综合运输总量的1/3。目前，发电用煤、建筑材料、钢筋等城市建设发展所需的重点物资80%以上都是由水路进入杭州。京杭大运河航运为杭州各建设项目提供了坚实的保障。

据报道，杭州城市建设所产生的泥浆、渣土等建筑垃圾基本都是通过水路运输出杭州再进行集中处理[1]。2017年，5 846万t矿建材料是通过水路运输到杭州。仅砂石料一项，杭州主城区重点工程日需求量就可达4万t，年需求量约达1 500万t。除建设需要以外，大量人民生活保障物資也依赖水路运输。2017年，杭州约有559万t电煤、127万t成品油依靠水路运输，可满足1 500余万户家庭的日常需求。

2 内河运输以及陆路运输的排放对比

以碳排放强度为例，将汽车与散货船的单位货物运输碳排放强度进行对比（见表1），数据主要源于唐继孟的《我国集装箱公铁联运争力分析及其提升策略研究》[2]。

参照以我国的实际情况为依据得出的碳排放强度值，卡车的单位碳排放强度比散货船高出23～ 33倍。以2017年为例，杭州主城区所产生的建筑垃圾有近2 000万t，1 500吨级的泥浆和渣土运输船舶约1.5万艘次就能够将其从水路运出城区再集中处理，而若由载质量为50 t的卡车陆路运输，则需要近40万车次才可能完成。在理论上速度更慢的散货船由于其庞大的运输量能够以更少的航次完成运输作业，更能节省时间。

3 内河运输的优势与陆路运输的不足

3.1 内河运输优势

3.1.1 船舶运载量大

以1 000 t的货物为例，普通重型卡车的承载量在14～100 t，原本可用千吨级船只一次性运输的1 000 t货物将需要50～60辆卡车运输，而这些卡车所产生的污染远高于1艘1 000 t船的污染排放。一般来说，货物的质量和体积越大，水路运输就越具有优越性。

3.1.2 内河运输能源消耗低

水上运输过程中由水的浮力支持船舶，水与船体产生的摩擦力相对较小，因此运输过程中需要的动能更低，单位货物周转量能耗远远低于陆路的卡车或火车。

3.1.3 内河运输占地较少

在不考虑高架桥的情况下，每千米铁路需要占用土地大约30～40亩（1亩＝0.066 7公顷），每千米高速公路需要占用土地大约70亩。相较于陆路运输，内河运输的航道建设主要沿用已开凿的运河或天然河道，较少利用土地，与陆上交通几乎互不冲突，节约了宝贵的土地资源。航道疏浚和整治时产出的河沙能够进行回填，可增加沿岸的可利用土地面积和土地肥力，绿化河流沿岸环境，减少水土流失，对环境产生良好效益。

3.1.4 提升船舶使用油品的质量

20世纪80年代至90年代初，我国内河船舶广泛使用重油作为燃料。重油主要由原油加工过程中的常压油、减压渣油、裂化渣油等为原料调和而成，但具有黏度高、密度大、成分复杂、发火性能差的特点，这些都直接影响到燃油在发动机缸内的雾化、燃烧及其排放性能。随着提炼技术的进步，内河船用油品的纯度不断提高，最初黏度高、杂质多的重油已逐渐被杂质少、颜色纯的柴油替代，对环境所产生的污染也随之削减。

3.1.5 大宗货物“散改集”的清墟模式

“散改集”是指在物流运输中统一由标准规模的集装箱作为运输工具，运载零散的杂货物，实现高效、便利的现代物流。“散改集”模式能够最大限度地保护货物、减少货损，同时缩短运输流程，对环境保护和节能产生积极作用。京杭大运河上的“散改集”是将黄沙、矿石、渣土等原本散装露天运输的大宗货物，通过绿网预覆盖封尘、转入集装箱密封后进行集中运输，是治理扬尘、货物泄露等运输中产生污染环境问题的有力举措。

3.1.6 船舶发动机品质的提升

如今，用于航运的船舶有纯柴油机船、柴电混合船、纯电池船3种。主机和发电机是船舶的重要设备，同时也是产生船舶污染的主要来源。随着科学技术的发展，国内外发动机的品质不断提升，企业往往选用更先进的船用发动机，使船舶航行时在减少污染物排放的同时也增大了船舶的动力。

3.2 陆路运输的问题

3.2.1 扬尘污染

扬尘污染是陆路货运最严重的问题之一。据分析，扬尘污染是城市大气污染中重要的一环，其污染严重时对城市大气中PM2.5的贡献率能够达到近1/3。车辆载货行驶产生的扬尘，在货物完全干燥情况下，可按式（1）[3]计算：

Q＝0.123（V/5）（W/6.8）0.85（P/0.5）0.75（1）

式中： Q为每辆汽车行驶的扬尘，kg/km； V为汽车行驶速度，km/h； W为汽车载质量，t； P为道路表面粉尘量，kg/m2。

表2为1辆10 t的卡车，通过一段长度为1 km的道路时，不同路面清洁程度、不同行驶速度情况下的扬尘量。由表2可知：在路面清洁程度相同时，扬尘量与车速呈正相关；而在同样车速下，扬尘与路面清洁程度呈正相关。

假设车辆在厂区内行驶距离按100 m计算，平均每天发空车、重载车各44辆次；空车质量约10.0 t，重载车质量约30.0 t，以20 km/h速度行驶，其在不同路面清洁程度情况下产生的扬尘量见表3。

假设杭州市区路况良好，路面灰尘量为0.1 kg/m2，运输总路程为10 km，空车质量约10.0 t，重车质量约30.0 t，以速度20 km/h行驶，每日往返10次，那么单辆车每日造成的扬尘约为657.273 kg，且市郊地区或山路路况较之市区有更多尘土，实际所造成的扬尘污染可能更严重。

3.2.2 噪声污染

自工业革命以来，各种新设备的运用，给人类社会带来了繁荣和进步，但同时也产生了大量的噪声。噪声会对人们的日常生活和工作带来干扰，严重者则还会对听力造成损伤，甚至诱发多种严重疾病。据统计，城市噪声中，交通运输噪声占75%，而汽车产生的噪声占交通噪声的85%。

4 内河航运存在的问题

4.1 超载问题

根据相关数据和实地调研发现，在实际的内河运输中普遍存在超载问题。京杭大运河（浙江段）的航运业95%以上为较小规模民营企业或个体户，其中又以运输城市建设垃圾为主要利润来源。出于对盈利的考量，船舶所有人一般装载超过载重标准的货物，以追求更大的经济效益。以1 000吨级的船舶为例，船舶所有人一般会装载1 200 t左右的货物，造成水位没过船体的吃水线。这样的行为是极易造成事故的，且相对狭窄的河道也可能为救援和航道疏通带来较大困难。因此，在航运管理中需要更严格的监管和更合理的税收、罚款等配套政策支持。

4.2 航道分级不同

运河通航等级越高则意味着更高的经济效益，然而京杭大运河不同航段间的航道分级差别较大。如浙江段河道普遍可通行300 t以上船舶，年通过量约为4 000万t，然而扬州段航道普遍可通行500 t以上船舶，年通过量可达1亿t。

4.3 油污损害及赔偿问题

船舶污染事故是我国污染防治的重点。据不完全统计，2009―2020年我国发生的船舶油污染事故达314起，燃油总泄漏量超过5 300 t。一旦发生船舶油污泄漏事故，对环境造成的不良影响较大。目前，我国船舶污染损害赔偿机制还存在对内河船舶污染损害赔偿范围覆盖不全、针对大型船舶污染事故的赔付能力不足等问题。在进一步发展内河运输时，必须建立反应快速的油污损害治理机制以及出台油污损害赔偿法律。

5 展 望

5.1 电动力船舶的使用

2022年10月18日，全国首条京杭运河千吨级纯电动运输船“中天电运001”，在位于常州市金坛区的江苏金洋造船有限公司下水投运。“中天电运001”的下水投运标志着一个属于更环保、更清洁的电动力船舶时代的开始。据悉，“中天电运001”将主要用于矿渣运输。相较于传统的燃油船舶，电动力船运行更加安静，且能够实现废气零排放、零污染。根据中华人民共和国生态环境部发布的《非道路移动源大气污染物排放清单编制技术指南（试行）》，使用燃料油的船舶排放因子如表4所示。

按1 000吨级货船每年的运输量为500万t估算，每年消耗燃油约1 500 t，而使用纯电力运输船将减少排放一氧化碳约1 110 t，氮氧化物约11 895 t，PM2.5约840 t，二氧化硫约40.5 t。

5.2 污染物排放标准提高

2018年7月1日起正式实施《船舶水污染物排放控制标准》[4]，这标志着施行了35年的《船舶污染物排放标准》（GB 3552―83）被取代，新的環境监控标准将全面实施。与《船舶污染物排放标准》相比，新标准在名称、污染物范围、污染控制项目和限值、分类管控要求等方面进行了修改，具体包括以下几个方面：① 标准名称由《船舶污染物排放标准》改为《船舶水污染物排放控制标准》；② 增加了船舶含有毒液体物质的污水的排放控制要求；③ 完善了适用水域和船舶的划分方案；④ 在生活污水排放控制方面，增加了pH、CODCr、总氯（总余氯）、总氮、氨氮和总磷等6项指标；⑤ 收严了含油污水中石油类和生活污水中BOD5、悬浮物和耐热大肠菌群数的排放限值；⑥ 调整了船舶垃圾分类方案和排放控制要求；⑦ 明确了机器产生的油污水和生活污水的规范监测方法。此外，新标准还增加了在饮用水水源保护区内不得排放生活污水并记录控制措施的规定。

6 结 语

经济发展和环境保护是人类必须同时面对的2个任务。本文从运河航运的经济效益和环境保护2方面分析阐述了运河航运的现状及发展趋势。研究表明：在碳排放强度、扬尘和运输成本等方面，内河航运相较于以卡车为运输载具的陆路运输具有更大优势；开发京杭大运河杭州段的内河航运潜力能够进一步降低陆路运输的压力，缓解交通拥堵现象，对环境保护产生积极作用。然而，内河航运也有其固有问题，有待进一步研究和解决，在进一步降低环境污染的同时，在经济效益和环境保护上取得平衡。

参考文献：

[1] 毛雨佳. 三季度杭州港吞吐量破1亿吨，全年有望再创新高[N]. 杭州日报， 2020-10-13.

[2] 唐继孟. 我国集装箱公铁联运争力分析及其提升策略研究[D]. 北京：北京交通大学，2017：87-88.

[3] 朱景韩，韩健国，何建国，等. 汽车道路煤扬尘规律研究[J]. 交通环保， 1986（Z1）： 74-77.

[4] 中华人民共和国环境保护部、国家质量监督检验检疫总局. 船舶水污染物排放控制标准[S]. 2018-01-06.