航運發(fā)展對低碳經(jīng)濟(jì)的影響研究

1、航運發(fā)展對低碳經(jīng)濟(jì)的影響研究張婧媛 陳一梅（東南大學(xué)港航工程系）摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)是減少能源消耗以及溫室氣體排放的最佳經(jīng)濟(jì)模式。本文從直接和相對兩個方面分析了航運發(fā)展對運輸能耗的影響，建立了計算模型，并以京杭運河常州改線項目為例進(jìn)行分析，研究表明，航運的發(fā)展對低碳運輸有顯著的效應(yīng)。關(guān)鍵詞：內(nèi)河航運，低碳，能耗發(fā)展航運對低碳經(jīng)濟(jì)的重要性我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷提高是以資源的大量浪費和生態(tài)的巨大破壞為代價的。研究表明|，我國的能源系統(tǒng)效率為334，比國際先進(jìn)水平低10個百分點 付允，馬永歡，劉怡君. 低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展模式研究J.中國人口資源與環(huán)境,2008(18):14-23。隨著

2、全球氣候變暖、油價上漲以及能源安全等問題日益顯著，能源效率作為低碳經(jīng)濟(jì)的重要核心內(nèi)容已成為世界各國共同研究和探討的焦點 鄭言.國外節(jié)能減排、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)高招頻出J. 石油和化工節(jié)能，2010(1):42-46。交通運輸是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，也是推進(jìn)節(jié)能減排、轉(zhuǎn)變發(fā)展方式的重點行業(yè)之一，而內(nèi)河航運是交通運輸?shù)闹匾M成部分，是典型的低碳運輸方式。目前，我國多數(shù)航道處于自然狀態(tài)，通行能力差，一些主要通航航段受淺灘、暗礁、枯水等影響，出現(xiàn)了礙航情況；等級航道只占通航總里程的50%，千噸級以上的高等級航道只有8821公里，僅占7%，而美國、德國高等級航道的比重分別是60%、76%。2010年全國交通運輸

3、工作會議也明確提出將長江等內(nèi)河航運作為當(dāng)前和今后一個時期全國交通運輸建設(shè)和發(fā)展的重點,“十二五”的投資規(guī)模將比“十一五”有明顯的提高。加快發(fā)展內(nèi)河航運，是深入貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀，構(gòu)建現(xiàn)代綜合“低碳”運輸體系，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會又好又快發(fā)展的重要舉措，符合轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的內(nèi)在要求 唐冠軍. 論長江航運發(fā)展戰(zhàn)略J. 武漢交通職業(yè)學(xué)院學(xué)報，2010,3(12):1-3。航運對能耗影響分析航運條件的發(fā)展對能耗的影響分為直接和相對兩個方面：一方面會影響到航段上的船舶航行條件，改變船舶類型，起到改善船舶航行效率，促進(jìn)船舶大型化發(fā)展，淘汰落后船型、提高船型標(biāo)準(zhǔn)化程度，進(jìn)而直接提高能源利用率的作用。另一個方面會使

4、得綜合交通網(wǎng)得到改善，運輸結(jié)構(gòu)改變，水運在整體運輸結(jié)構(gòu)中承擔(dān)的比例增加，從而相對起到節(jié)能的效果。直接節(jié)能船速變化對節(jié)能影響通常情況下，如果不是特殊航行的需要，船民在開船中船舶轉(zhuǎn)速在航道改線前后不會有太大變化，故相同轉(zhuǎn)速下單位時間內(nèi)船舶油耗不變。航道條件對船速的影響，主要分為兩種情況：一是阻力的減小使得航速的增加；二是航道暢通使得堵航時間縮短，從而航速增加。在航道條件變化前后，若不考慮船舶類型結(jié)構(gòu)變化，則在船舶本身每小時燃油消耗量以及船舶實載率不變的情況下，前后實載營運燃油消耗率滿足下式：（ SEQ 公式 * ARABIC 1）式中：船舶實載營運燃油消耗率，kg/tkm；一定功率下，單位時間船舶

5、營運燃油消耗量，kg；船舶實載換算周轉(zhuǎn)量，tkm。各航段營運距離，km；船型變化對節(jié)能的影響不同船型耗能不同，合理的船型及運力結(jié)構(gòu)能更加有效的推進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。船舶油耗是一個受多種參數(shù)影響的數(shù)據(jù)：流、風(fēng)力的大小，順風(fēng)順?biāo)€是逆風(fēng)逆流的程度，滿載還是空載，船舶吃水狀態(tài)造成的阻力，船舶噸位、船舶年齡和船舶設(shè)備，主機(jī)備車型號和雙輔機(jī)運行時間等都影響著這個數(shù)據(jù)。但是各方調(diào)查及報道顯示，據(jù)測算，船舶噸位越大，每千噸的耗油量越低。航道的等級決定了可通航的船舶噸位大小。航道條件的提升，有助于大力推進(jìn)船舶大型化、標(biāo)準(zhǔn)化、環(huán)保型內(nèi)河船型，并逐步淘汰技術(shù)落后、能耗高、效率低、環(huán)境污染大的小噸位的船型，從而提高內(nèi)河航

6、運的綜合效益。相對節(jié)能 與其他運輸方式相比較,長江等內(nèi)河航運具有不可替代的綜合優(yōu)勢,包括資源豐富的天然優(yōu)勢,成本低、效能高的比較優(yōu)勢,能耗小、污染輕的獨特優(yōu)勢。根據(jù)謝燮(2008)的研究，2006年中國的“公路為75.2kg/(ktkm)，水運為10.8k g/(ktkm)”，水運僅為公路運輸能耗的l/7 郭熙保，白松濤，李婧.工業(yè)化過程中水運的地位及優(yōu)勢J.廣東社會科學(xué)，2010(3):18-26。大力發(fā)展航運，加快干支線航道網(wǎng)建設(shè)，從而形成“網(wǎng)絡(luò)特性”，可以為實現(xiàn)“門到門”運輸提供條件，促進(jìn)與其他交通方式的有效銜接，發(fā)揮內(nèi)河航運整體功能與效益 顧國強(qiáng). 調(diào)整水路貨運結(jié)構(gòu)服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展J.

7、中國水運，2010,4:14-15聯(lián)系方式。由于水運的比例有所上升，使得水運承擔(dān)了原來陸運的貨運量的一部分而帶來的油耗節(jié)約量計算式為：（ SEQ 公式 * ARABIC 2）式中：節(jié)約油耗量；預(yù)測綜合貨運量；預(yù)測水運占總貨運量比例；目前水運占總貨運量比例；單位陸運油耗；單位水運油耗；運距。實例分析京杭運河常州市區(qū)段改線工程全長25.764km，2004年開始動工，2008年竣工通航，工程永久性水工建筑物由四級升至三級航道標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，航道口寬90米，最低通航水深2.5米，最小彎曲半徑為480米，現(xiàn)分析通航后，截至2010年，航運發(fā)展給常州運輸帶來的低碳節(jié)能效益。船舶直接節(jié)

8、能船速變化對節(jié)能影響整治前京杭運河常州市區(qū)段航道的擁擠度大于或接近于2，致使相對大噸位的船舶速度在航寬小的地段同100噸級及以下的船舶速度接近，僅為5.5公里/小時。段改線后，航道加寬，水深加大，擁擠度下降，由于阻力的減小，以及堵航情況的改善，據(jù)不完全統(tǒng)計，各類船舶船速變化見 REF 表油耗比 h * MERGEFORMAT 表 1 。根據(jù)式 REF 油耗比 h * MERGEFORMAT （1）計算改線前后實載營運燃油消耗率：改線前后，500噸級船舶耗油的比例為：改線前后，300噸級船舶耗油的比例為：改線前后，100噸級船舶耗油的比例為：表 SEQ 表 * ARABIC 1 各船型改線后與改

9、線前耗油比 改線前船速（km/h）改線后船速（km/h）油耗比=船速比100噸級5.57.80.71 300噸級9.011.80.76500噸級9.212.60.73船型變化對節(jié)能的影響改線前，受常州市河“卡脖子”的影響，蘇南運河航行的船隊及單船大多以200300噸級為主，據(jù)資料統(tǒng)計分析，工程前200300噸級比例占到65%，500噸級及100噸級各占20%和15%。工程完工后，經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查， 2010年500800噸的船舶占到35%，300500噸級船舶占45%，200300噸級船舶占到20%。表 SEQ 表 * ARABIC 2 工程前后各噸位船舶比例統(tǒng)計噸位（t）航道整治前航道整治后到20

10、10年10015%20030065%20%30050020%45%50080035%本文對蘇南-蘇北等地的實際水路的船舶油耗進(jìn)行運輸抽樣調(diào)查，調(diào)查結(jié)果見表3。 表 SEQ 表 * ARABIC 3 不同地區(qū)船舶油耗調(diào)查結(jié)果 (油耗單位： kg/ktkm) 淮安船閘鹽灌船閘邵佰船閘淮陰常州綜合平均噸位油耗樣本個數(shù)油耗樣本個數(shù)油耗樣本個數(shù)油耗樣本個數(shù)油耗樣本個數(shù)單船10020012.155.5126.218.3310.220030010.227.0342.6215.488.138.43005007.0116.0262.4109265.526.250010003.882.3126.5264.962.

11、9船隊100020002.314.714200030006.722.816.27300040003.821.925.46400060003.032.443.876000+1.2237船隊綜合值4.182.194.6413.2注：表中的綜合平均值為綜合考慮按樣本數(shù)量平均值與非樣本數(shù)量平均值。由表3可以看出，船舶的油耗趨勢確實符合噸位越大，單耗越低的規(guī)律。根據(jù)綜合得出的不同噸位船型平均油耗數(shù)據(jù)及式 REF 油耗比 h * MERGEFORMAT （1），推測改線前各噸位船型平均油耗見 REF 前后單耗值 h * MERGEFORMAT 表 4：表 SEQ 表 * ARABIC 4 改線前后船舶單耗

12、噸位改線后單耗（kg/ktkm）推測改線前單耗（kg/ktkm）10010.214.5 2003008.411.0 3005006.28.5 5008002.9整治前平均船舶單耗：14.50.15+11.00.65+8.50.2=11.03（kg/千噸公里）整治后到2010年，平均船舶單耗：8.40.2+6.20.45+2.90.35=5.49（kg/千噸公里）單船平均油耗降低5.54kg/千噸公里，為原來的49.7%。表 SEQ 表 * ARABIC 5 船型變化節(jié)能統(tǒng)計年份周轉(zhuǎn)量（萬噸公里）節(jié)油（噸）20081366767574.2420091778269854.6620101998001

13、1072.41合計28501.31京杭運河常州市區(qū)段改線后，航道等級的增加，促進(jìn)了船舶標(biāo)準(zhǔn)化，大型化的發(fā)展，同時也能在日后更好的適應(yīng)新興節(jié)能船型的通行，從而達(dá)到節(jié)約油耗的效果。船舶相對節(jié)能改線前受老運河明顯過飽和，2004年常州段運河堵航嚴(yán)重，受老運河通過能力影響，2005年水運量下降至2007年平穩(wěn)回升。2008年1月新運河投入運營后，2008-2010年常州地區(qū)水運貨運量迅速增加。如果航道不改線升級，則相對于老運河的通過能力，每年多出的貨運量只能改走陸運。改線后，航道的通過能力增加，滿足了貨運量的要求，水運和陸運相比，新增的運量耗油量大大減小。根據(jù)常州市2008年交通統(tǒng)計資料，汽車的柴油消

14、耗量為30.6kg/千噸公里，而水運的油耗為5.30 kg/千噸公里。 二者差為25.3 kg/千噸公里。改線前飽和貨運量取2003到2007年的年貨運平均值944.4萬噸。根據(jù)式（3）計算歷年由于水運的貨運量增加，使得公路可以轉(zhuǎn)為水運而達(dá)到的節(jié)油量見表6：表 SEQ 表 * ARABIC 6 歷年相對公路節(jié)油量年份常州段貨運量（萬噸）相對改線前飽和貨運量增加（萬噸）平均運距（公里）增加周轉(zhuǎn)量（千噸公里）相對公路節(jié)油量（噸）200898035.6025.99220.40233.2820091134189.6025.949106.401242.3920101290345.625.989510.42264.61 表 SEQ 表 * ARABIC 7 綜合節(jié)能統(tǒng)計 （單位：t）年份船型變化節(jié)油船舶相對節(jié)油總計20087574.24 233.28 7807.51 20099854.66 1242.39 11097.06 201011072.41 2264.61 13337.02 總計28501