原创 劎華 阿法牛AlphaBull 2019-07-03 17:00
集装箱环球航线海上过驳模式探讨
----集装箱船舶大型化与集装箱航运的发展战略探讨
阿法牛AlphaBull
宋亚峰
一、枢纽港模式制约着集装箱船舶大型化继续发展
枢纽港海运模式特点就是通过水陆路将大量集装箱集中到大型深水枢纽港，再由大型班轮将集装箱转运到下一个深水枢纽港，并扩散到用户。随着集装箱干线班轮船型不断增大，带来一系列问题。
（一）枢纽港模式下，集装箱船舶大型化推动集疏运成本不断上升。
枢纽港集疏运成本包含：门（出货点）→干线船→支线船→门（用户点）的总费用。
1、随着集装箱船舶大型化，枢纽港必须提高揽货能力，不断扩大集疏运半径，导致集疏运成本不断增加。
2、为适应集装箱船舶大型化，港口设施改造和港池航道维护投入大幅增加，装卸效率下降，装卸成本上升。
（二）在枢纽港模式下，大型集装箱船舶物流要改善成本和便捷性有很大的局限性。
为了提高船舶运行经济效益，大型集装箱船只能配置在长航线、停靠有限港口，装卸效率不断下降，导致船舶运行成本增加，物流便捷性下降，揽货难度增加，竞争能力被削弱。
（三）地方政府对扩大集装箱枢纽港规模积极性不高。
1、与临港工业相比，集装箱港口对地方税收贡献少得可伶；
2、集装箱集疏运道路、堆场占用当地宝贵的土地资源，投资维护成本高，得不偿失；
3、集装箱物流带来的交通拥堵混乱、空气污染，让地方政府头痛不已。
所以，地方政府对扩大集装箱枢纽港规模积极性是有限的。
图一为枢纽港物流成本示意图，物流成本=集疏运成本+船运成本。从图一可以看出，在枢纽港模式下，随着船型变大，集疏运半径增加，船运成本在下降（到一定规模还是会上升的），集疏运成本在上升，显然存在一个规模经济成本区间（可能在A点附近）。超过这个范围，就变成规模不经济了。
所以，在枢纽港模式下，集装箱船舶大型化会受到集疏运成本增加瓶颈和大型船舶本身运行局限性导致成本增加及便捷性下降瓶颈的制约。因此，在枢纽港模式制约下，依靠集装箱船舶大型化来适应国际贸易的发展，并推动国际集装箱物流走向廉价和便捷是不可能的。
但是，随着超级巨型集装箱船的技术成功，巨型船舶海上抗风浪稳定能力得到大幅提高，集装箱海上过驳条件逐步成熟，将推动环球海运模式进入一个新时代。
二、集装箱环球航线海上过驳模式
集装箱环球航线海上过驳模式：整个船队由一系列的子船和母船构成。
巨型集装箱母船（比如30000-50000TEU）有两种船型：一种过苏伊士运河的船舶，将船宽度加大，不超过74.68米，母船仓式结构和顶部的轨道结构，有利于船舶抗中拱能力，容许适当加大船长；另一种船型沿非洲东西海岸航行，绕好望角。
母船沿合适的国际航道进行环球航行。母船不进港靠泊码头作业，箱量喂入由沿途小型集装箱子船（1000TEU-1500TEU）将陆上的集装箱运至大型母船经过区域，靠上集装箱母船。母船上的装卸设备将子船上的集装箱迅速过驳到母船上，同时，母船将要卸下的集装箱过驳到子船，由子船运回航线附近的小码头。
三、环球航线海上过驳模式对集装箱海运的革命性作用
集装箱环球航线海上过驳模式突破了传统枢纽港模式对集装箱海运发展的桎梏，将海运物流带进了一个崭新世界。
（一）货运的便捷性得到彻底改善。环球航线海上过驳模式下，一组有限的环球航线几乎将全球所有海港口岸都就近连接起来，万吨级港口就能将货物通过子船送到母船进入环球航线，犹如环球物流输送带。
1、改变了众多小港口物流末端的地位，避免货物多环节中转，实现最近的门到门服务，极大地提高了小港口的经济价值。
2、与环球航线重叠的航线将得到合理整合，大大充实了环球航线的货源，提高母船发船频率密度。
3、母船环球航线采取两种航线，一种是走苏伊士运河（苏伊士运河通航许可船舶宽度最大为74.68米，船长不受限制）；另一种航线是走好望角（按照15节航速，比走苏伊士运河多10几天），母船在亚丁湾（或直布罗头海峡外海）进行过驳，将要快速转运的货物，过驳到过苏伊士运河的集装箱班轮，实现快慢货分流，满足不同货主的快慢要求（母船不过巴拿马运河，采用子船过驳少量集装箱过运河）。
（二）海运综合成本进入快速下降通道。
1、港口各种费用成本大幅度下降（子船的港口使费比母船低得多）；
2、节省船进出港时间。在保证航次时间的情况下，可以选择低速航行，大幅度节省油耗。据对中欧航线大型集装箱船航运统计，纯港口作业时间占到航线总时间的28.97%，加上进港出港和等待时间就占到总时间的34%。实际海上平均速度每小时15.98海里，班次平均速度为每小时11.17海里。如果不进港的话，节油率为60-71.3%。
3、集疏运成本降低。由于万吨级码头就可以向母船供货，所以货物集疏运半径小，转运环节少，门到门距离近，不但便捷而且集疏运成本低，小码头装卸费也低。
4、母船环线航行，不掉头，所以船舶载货率高。
（三）降低了大型船舶风险。
1、避免巨型母船进港风险；
2、船上的集布箱吊装设备能在航行中及时处置事故集装箱，优化船上配载。
3、可以灵活修改子母船接驳装卸点，避免因天气、罢工、战争、集疏运拥堵等原因影响物流。
（四）母船节能环保性更好。
1、大型船舶单箱油耗和废气排放量少。
2、母船集装箱装卸不再通过船舶顶部进出，船舶顶部可以安装太阳能和风能利用设施，船舶甚至可以利用波浪能（柔性连接的双体船），为自然能的利用开辟了广大空间。
四、环球航线海上过驳模式技术上可行性
目前技术上已具备实现环球航线海上过驳模式的基本条件。随着船舶大型化发展，集装箱海上过驳有利条件只会越来越多。
（一）巨型母船稳定性很好，抗风浪能力强。一个40-50万吨级的母船自身抗风浪能力极强。更重要的是巨型母船通过调整航向，能为子船遮风挡浪，提供一个比较风平浪静的接驳区。
（二）可以建立一个新的技术系统，满足环球航线海上过驳模式需要。集装箱环球航线海上过驳模式是对集装箱海运行业的巨大创新，需要建立新的技术系统，以满足该模式在天气恶劣的情况下正常进行各种作业。这个技术系统包括：
1、母船对子船海上捕放接驳技术。母船控制臂快速准确逮住子船，靠上并连接上母船。整个过程子母船运动均由母船控制。
2、母船运动跟随技术。利用水动力控制和削浪技术方法，使子船与母船同相位纵摇，并减少纵摇角度。控制子船动力，确保同步前进。
3、垂荡控制阻尼和横摇跟随技术。利用水动力使子母船横摇一致。利用子船和母船垂荡阻尼，减少横摇角度。
4、海上滑吊技术。采用吊具组并联轨道导向，保证并联吊具组准确入仓。控制吊具起升节律，保证吊具出仓角度。实现每小时1000T装卸速度。
5、船上集布箱技术。采用井式储箱，中间承重框，高干弦，布箱纵横轨道，过驳存箱区等。
6、抽屉式CFS箱管理。采用抽屉式组合箱，自动对小宗货物进行组合，以适应众多小批量门到门服务。
7、集装箱安全监测、航行安全避让等等。
目前技术通过组合创新完全可以实现这个新技术系统。（由于技术系统论述内容很多，容以后慢慢表述）
（三）气象预报的能提供准确的海况预测。卫星气象监测设施和预测技术的发展能为环球航线提供准确的海况预测，为集装箱船环球航线运行寻找最佳路线和接驳点提供信息支持。
（四）全球海况也是支持环球航线海上过驳模式。
1、接驳区有利情况。环球航线海上过驳的接驳区绝大部分分布在北半球维度45度以下的低纬度地区，靠近海岸线区域，此区域风浪不大，绝大多数时间有效波高都在3米以下，持续时间也短。
2、风浪对部分接驳区影响。冬季北半球大西洋和太平洋北纬45度以北的高纬度地区，日本北部和温哥华（西雅图）区域和北海，北美的哈德逊湾，以上这些地区接驳区受风浪影响，但有效波高5米的区域也不小，风浪在接近大陆时，5米以上大浪范围讯速缩小，消失也快。
3、夏天北太平洋主要受台风影响，范围小且持续时间短。
4、灵活安排接驳点和接驳时间，避开不利气象影响。环球航线海上航线和接驳点，完全可以按照气象预报结合子船揽货航线计划，提前计划商量确定子母船航线和接驳海域。一般子船揽货航线范围也有400多海里，在这个区域内可以灵活安排接驳位置。如果子母船在本航次实在没法接驳，可以安排后一个航次接驳（包括逆向航次），因为母船有足够的航线频次密度，基本不耽误时间。母船可将货物过驳给下一个过驳航区的子船，再由逆向航行的母船带回。或在前一个过驳航区过驳给子船，由同航向的下一班母船带过来。
5、接驳许可有效浪高。综合考虑子船航行安全和绝大多数接驳区存在的少数有效浪高，以及巨型母船泊稳情况和为子船提供的消浪能力。尽管在全年的环球航线海域会出现超过有效高度5米的大浪，但是持续时间非常短，区域也不大，过驳规避方便。所以，设定集装箱海上过驳许可混合浪有效高度不高于5米，海上过驳几乎可以囊括了绝大部分接驳作业海域和时间。
（五）过驳型集装箱船结构对其强度影响是正面的。集装箱环球航线海上过驳模式对船舶设计制造的一些特殊要求，比如设置井式储箱、增高的干弦高度、船舶顶部纵向集布箱轨道、母船中部转驳吊具轨道等设施增强了船舶的结构强度，弥补集装箱船舶大敞口的缺陷，使船舶抗拱垂和抗扭曲的能力更强。
技术解决方案是以海上过驳为核心的综合技术集成，技术解决路径是明确的成熟的，具体细节可以通过设计实验确定，毕竟目前制造能力和人工智能控制与几十年前相比已经有了长足的进步。
五、集装箱环球航线海上过驳模式对推动全球贸易发展具有深远意义
经济全球化推动着世界经济迅猛发展不可阻挡，尽管会有各种波动，但是经济全球化是人类以最低成本来创造物质财富的必经之路，是获得美好人道生活的必由之路。世界经济全球化发展依赖于廉价便捷安全准确的全球物流体系，海运是全球物流的最重要部分。环球航线海上过驳海运模式的实现，将使全球物流成本进入下降通道。
图二是环球航线海上过驳模式的成本示意图。
（一）部分大宗散货运输集装箱化。
在集装箱环球航线海上过驳模下，任何万吨级码头均可以向母船供箱或卸货,将使得某些大宗货（比如粮食成品油等）采取集装箱运输不但物流成本低于传统散货船运输，而且中转环节少，班轮航次多，便捷实现门到门服务，比如粮食直接到加工厂，成品油直接到加油站。低廉运输成本和便捷到货，将导致集装箱运输货品数量增加和运量进一步上升，反过来又促进集装箱船舶的大型化和运输成本继续降低。
（二）推动弱比较优势贸易发展。
国际贸易是以比较优势为基础的，当国际物流成本很高时，只有强比较优势产品才能形成国际贸易。当国际物流成本降低时，某些低比较优势产品也能形成国际贸易。降低国际物流成本对于促进国际贸易进一步发展有重要作用。
随着人工成本的提高和自动化程度提高，劳动密集型产品在地区之间的比较优势将慢慢弱化，成为弱比较优势产品。为引导落后地区发展，给与足够发展时间，不断降低的国际物流成本将维持或推动落后地区的弱比较优势产品贸易，保持贸易平衡。
（三）促进全球沿海经济带均布发展。
尽管过去几十年经济全球化促进了全球局部沿海区域的开发。因为在枢纽港模式下，枢纽港能大大降低国际贸易物流成本，所以全球沿海区域枢纽港附近土地得到过度开发。枢纽港区域高密集的产业布局、使资源供给紧张、空气水源的污染严重、热岛效应不断加剧、交通拥堵愈加严重等等城市弊病，不但经济效益下降，生活环境恶劣，与发展经济的目的（为居民提供舒适度生活）背道而驰。解决城市弊病的代价将是巨大的，降低产业密度将是一个最有效的方式，但需要一个廉价便捷的物流将经济带连起来。
发展经济必然伴随着经济疆域的扩大，这不但是为了获得舒适宽松的生活环境的需要，更是经济发展的边际规模效益递增所要求的。而产业沿海均匀布局将是未来全球经济疆域扩大的重要趋势，集装箱环球航线海上过驳模式将是全球产业沿海均布的重要助推器。
全球海岸线附近蕴藏着丰富的自然资源，但是因为运输不方便，这些资源得不到开发利用。大规模太阳能的利用是人类清洁能源的梦想，北非撒哈拉沙漠是地球上太阳能最丰富的区域，如将撒哈拉沙漠部分太阳能用于水分解制氢并储存起来（太阳能制氢技术发展很快），输送到全球各地，可以永久解决全世界能源的需要。氢是氢能源电池的能源，氢能源电池是未来主流移动动力源。但是太阳能设备供应维护和人员生活品供给、以及压缩氢气的输出，都需要全球廉价班轮物流网络的支持（因为清洁能源必须是廉价商品，否则就没有市场竞争力），否则，人类的太阳能大规模利用还是一个梦，人类清洁能源终极解决还是一个梦。
六、加快研究、早日实现集装箱环球航线海上过驳模式
随着经济全球化不断扩展，沿海产业带也将逐步扩大，外贸量迅速增加，枢纽港模式的局限性将越加明显，集装箱环球航线海上过驳模式无论在物流成本优势还是便捷性都将大大超过枢纽港模式，必将取而代之。
因此，作为国际物流中的重要码头公司和船公司，发挥行业优势，组织力量，全面规划，详细计划，加快研究集装箱环球航线海上过驳模式，及时抓住转变先机，实现资产最佳变更，抢先落实新物流模式布局，取得行业领先地位具有至关重要的意义。
注：
1.本文仅代表作者观点，不代表阿法牛公众号立场。欢迎讨论（如果投稿，请在留言区留下邮箱地址）。
2.本文为阿法牛公众号独家稿件，转载请事先经过原作者的授权，否则视为抄袭。欢迎转发。