北極地區(qū)東北航道多季節(jié)通航的適航條件和經(jīng)濟(jì)性分析(武漢理工大學(xué))

1、北極地區(qū)東北航道多季節(jié)通航的適航條件和經(jīng)濟(jì)性分析中國(guó)遠(yuǎn)洋運(yùn)輸（集團(tuán)）總公司武漢理工大學(xué)中遠(yuǎn)技術(shù)分中心2013 年 3 月 10 日、乙前言隨著我國(guó)加入wto ，國(guó)際海運(yùn)經(jīng)濟(jì)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的影響越來(lái)越凸顯，海運(yùn)經(jīng)濟(jì)已成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。北極“東北航道”的通航會(huì)對(duì)十分依賴國(guó)際海運(yùn)的中國(guó)經(jīng)濟(jì)帶來(lái)前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。在“東北航道”的通航開(kāi)發(fā)過(guò)程中， 由于航線本身特殊的地理特點(diǎn)和氣候環(huán)境， 我們還面臨著一些函待研究解決的關(guān)鍵問(wèn)題，如：通航海域航行條件、海冰分布情況及研究、年通航時(shí)間、通航船舶要求及建造、航行區(qū)域的法律法規(guī)的制定、通航經(jīng)濟(jì)性分析等許多問(wèn)題。雖然問(wèn)題頗多，但“東北航道”巨大的航運(yùn)經(jīng)濟(jì)價(jià)

2、值，吸引著許多國(guó)家趨之若鶩，除了北極地區(qū)的八國(guó)之外，日本和韓國(guó)也紛紛染指。中國(guó)是近北極國(guó)家，北極航道對(duì)國(guó)家有重要的戰(zhàn)略安全意義，中遠(yuǎn)集團(tuán)作為最重要的一支國(guó)家遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船隊(duì)，在執(zhí)行國(guó)家戰(zhàn)略部署、維護(hù)國(guó)家戰(zhàn)略安全方面義不容辭。同時(shí)北極航道帶來(lái)的戰(zhàn)略和商業(yè)機(jī)遇，是中遠(yuǎn)集團(tuán)作為國(guó)家海運(yùn)主力船隊(duì)所需要前瞻性考慮的。 相信在不遠(yuǎn)的將來(lái)， “東北航道”必會(huì)成為連接中歐海運(yùn)貿(mào)易的關(guān)鍵紐帶，它將繼蘇伊士運(yùn)河、巴拿馬運(yùn)河后，第三次革命性地改變世界海運(yùn)貿(mào)易格局，同時(shí)對(duì)我國(guó)海運(yùn)貿(mào)易以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)巨大的改 變。本文主要通過(guò)對(duì)東北航線的多季節(jié)通航的適航條件和通航的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了分析，得出了一定的有益結(jié)論，對(duì)于東北航線的通航

3、提供了很好的參考依據(jù)。首先，對(duì)北極地區(qū)東北航道多季節(jié)通航的適航條件進(jìn)行了整體的分析研究，得出的結(jié)論是：（ 1 ） 東北航線的通航具有較高的可行性，并初步給出了東北航道航線圖；（ 2 ） 但在近幾年內(nèi)的 5 月 -10 月份， 東北航道不能滿足普通商船的通航， 必須建造冰區(qū)加強(qiáng)型船舶才能通行，且破冰能力至少是b*1 型（破冰能力 >75cm ） 。（ 3 ） 通過(guò)綜合考慮東北航道的地理特征、 通航水域冰情以及船舶選型的影響因素，船舶類型建議采用集裝箱型船。最后，對(duì)北極地區(qū)東北航道多季節(jié)通航的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了全面的分析研究，得出的結(jié)論是：（ 1 ）對(duì)于東北航線，最大的運(yùn)營(yíng)成本來(lái)自于燃油費(fèi)和破冰護(hù)

4、航費(fèi)；對(duì)于蘇伊士運(yùn)河航線，最大的運(yùn)營(yíng)成本來(lái)自于燃油費(fèi)；（2）對(duì)于北歐港口，走東北航線的航程要比走蘇伊士運(yùn)河航線要縮短 30% 以上；（ 3）絕大部分時(shí)段走東北航線要比蘇伊士運(yùn)河航線航行時(shí)間短，特別是：在8 月底至 9 月初 4000 teu 加強(qiáng)型集裝箱船走東北航線（從上海至摩爾曼斯克）比普通商 船走蘇伊士運(yùn)河航線快11 天；而散貨船的同類比較則要快18 天；（ 4）當(dāng)航行距離差距較大時(shí)，走東北航線比蘇伊士運(yùn)河航線利潤(rùn)高很多，例如：5 至 10 月份， 4000 teu 集裝箱船走東北航線（從上海至摩爾曼斯克）的經(jīng)濟(jì)效益均高于走蘇伊士運(yùn)河航線；其中 ,最多的 8 月份可節(jié)省130.67 萬(wàn)美元

5、,最少的5 月份也可節(jié)省 46.32 萬(wàn)美元；當(dāng)航程差距不是很大而且冰區(qū)范圍較大時(shí)，走東北航線的燃油成本優(yōu)勢(shì)不足以抵消昂貴的破冰護(hù)航費(fèi)，得不償失；（ 5）如果能通過(guò)一些方式（如組織編隊(duì)通航等）降低單船破冰護(hù)航費(fèi)，走東北航道的優(yōu)勢(shì)將進(jìn)一步得到體現(xiàn)，當(dāng)然，同時(shí)還必須從長(zhǎng)遠(yuǎn)目光和戰(zhàn)略眼光來(lái)看問(wèn)題。北極地區(qū)東北航道多季節(jié)通航的適航條件和經(jīng)濟(jì)性分析按照中國(guó)遠(yuǎn)洋運(yùn)輸（集團(tuán)）總公司提出的“北極地區(qū)東北航道多季節(jié)通 航分析”的任務(wù)要求，武漢理工大學(xué)聯(lián)系人錢作勤教授組織能源與動(dòng)力工程 學(xué)院、交通學(xué)院以及航運(yùn)學(xué)院的相關(guān)專家形成了項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)小組和工作組， 多次召開(kāi)了工作會(huì)議，嚴(yán)新平副校長(zhǎng)主持了工作會(huì)議并做出了重要指示

6、。項(xiàng)目工作組緊扣任務(wù)要求對(duì)相關(guān)問(wèn)題展開(kāi)了深入的分析和研究，初步形成 了以下分析研究報(bào)告。一、適航條件分析本文適航條件分析主要包括：船舶在北極地區(qū)東北航道航行的路線選 擇、船舶類型選擇（集裝箱船或巴拿馬型散貨船）、東北航道區(qū)域的氣候 條件以及東北航道區(qū)域地區(qū)的法律法規(guī)等。（一）東北航道的航線選擇船舶在出海航行前必須根據(jù)航行的目的和具體要求，認(rèn)真、全面地制 定出安全且經(jīng)濟(jì)的航線，這一過(guò)程不僅需要參照歷史航行經(jīng)驗(yàn)，而且需要 針對(duì)具體的航區(qū)分析其氣象狀況、航道情況以及服務(wù)設(shè)施等條件，還必須 考慮到船舶自身的性能參數(shù)、配載情況以及船員技術(shù)水平等。對(duì)于北極航線來(lái)說(shuō)，由于自然條件和航行環(huán)境較惡劣，海冰的存在

7、不但嚴(yán)重影響航速，更重要的是會(huì)對(duì)船舶的安全航行造成障礙，同時(shí)由于缺乏在北極冰區(qū)的航行經(jīng)驗(yàn)，因此對(duì)航線的選擇和制定就顯得尤為重要了。1 . 北極地區(qū)概況北極地區(qū)是指66°33'n以北的廣大區(qū)域，北極地區(qū)的總面積約為2100萬(wàn)平方公里，其中陸地部分約占 800 萬(wàn)平方公里，北極地區(qū)與常年無(wú)人居住的南極大陸不同，其陸地、島嶼及近岸海域隸屬于美國(guó)、俄羅斯、加拿大、瑞典、丹麥、冰島、挪威和芬蘭等 8 個(gè)環(huán)北極國(guó)家。北極地區(qū)的北冰洋以北極為中心，介于亞洲、歐洲和北美洲之間，被陸地包圍，北冰洋面積 1475 萬(wàn)平方公里，只相當(dāng)太平洋面積的 1/14 ，約占世界海洋總面積的 4.1% ，是世

8、界四大洋中最小最淺的海洋。北冰洋平均水深1225 米，為太平洋的1/3 ；最大水深5449 米，不及太平洋的 1/2 。在北冰洋的周圍有非常寬闊的大陸架，水深不足 200 米的面積約 440 萬(wàn)平方公里，約占總面積的 35.8% 。北極地區(qū)冬季極夜期長(zhǎng)179 天， 夏季極晝期長(zhǎng)180 天， 北極地區(qū)常年處于低溫狀態(tài)，一年有明顯的四季之分，冬季為 11 月 - 次年4 月，平均氣溫在 -20- -30左右。 7 月-8 月為夏季，平均氣溫在5- -8左右。北冰洋冬季80% 水域?yàn)楸?夏季超過(guò) 50% 水域?yàn)楸?冬季沿岸由于潮汐的影響，會(huì)形成平均厚度2 米左右的破碎冰，嚴(yán)冬時(shí)，這些破碎冰會(huì)擠壓

9、積聚成冰脊和冰丘，有時(shí)高達(dá)十幾米。北冰洋每年11 月 -次年 3 月盛行南或西風(fēng)， 4-8 月多為東北風(fēng)或東南風(fēng)。 夏季風(fēng)力較小， 冬季風(fēng)力較大， 在楚科奇?？蛇_(dá)8 級(jí)， 最大可達(dá) 11-12級(jí)。北冰洋每年 11 月 - 次年 4 月封凍， 7-9 月沿岸冰融化，一般意義上講北極水域是不適于普通商業(yè)船舶的航行，但近些年來(lái)受全球氣候變暖的影響，在夏季，北極地區(qū)部分水域二年冰覆蓋區(qū)域的冰層厚度會(huì)變薄，部分當(dāng)年冰覆蓋區(qū)域的冰層會(huì)全部或部分融化，這就為普通商業(yè)船舶在該區(qū)域的通行創(chuàng)造了外部的條件。北極地區(qū)的石油、天然氣儲(chǔ)量最為豐富，約占全世界總儲(chǔ)量的 1/4 主要分布在北冰洋的巴倫支海、 挪威海和喀拉海

10、的大陸架， 可稱為“地球盡頭的中東”。2 .北極航道圖1.1北極航道（東北航道、西北航道及北極點(diǎn)航道）示意圖北極航線，也稱北極航道，是指穿過(guò)北冰洋，連接大西洋和太平洋的海上 航道。北極航線主要有三條航線：第一條是東北航道，大部分航段位于俄羅斯北部沿海的北冰洋離岸海 域。從北歐出發(fā)，向東穿過(guò)北冰洋巴倫支海、喀拉海、拉普捷夫海、新西伯 利亞海和楚科奇海，直到白令海峽。這是連接西、北歐和太平洋西岸國(guó)家和 地區(qū)的最短航道；第二條是西北航道，以白令海峽為起點(diǎn)，向東沿美國(guó)阿拉斯加北部離岸 海域,穿過(guò)加拿大北極群島，直到戴維斯海峽。這是大西洋和太平洋之間最 短的航道;第三條是穿越北極點(diǎn)航線。這條航線從白令海

11、峽出發(fā)，不走俄羅斯或北 美沿岸，直接穿過(guò)北冰洋中心區(qū)域到達(dá)格陵蘭?；蚺餐?。 由于北冰洋中心 區(qū)域?yàn)槎嗄昀鄯e的海冰所覆蓋，海冰最為密集和厚實(shí)，這條航線將是最后開(kāi) 通的和被利用的。3 .東北航道的航線選擇本報(bào)告所研究的北極航線主要針對(duì)東北航線。 這是因?yàn)橐环矫妗皷|北航 道”海冰融化速度最快，將最早實(shí)現(xiàn)全年通航；另一方面，由于中國(guó)已經(jīng)成 為名副其實(shí)的“世界工廠”，而歐洲則是世界最大的消費(fèi)品市場(chǎng)“，東北航道” 作為連接中歐最短的海上通道，必將成為我國(guó)重要的運(yùn)輸航線。圖1.2東北航道和傳統(tǒng)航道示意圖1）未來(lái)全球氣候變化趨勢(shì)對(duì)航線的影響從工業(yè)革命開(kāi)始，人類就大規(guī)模地向大氣中排放超量的溫室氣體而且愈演愈烈

12、，人類賴以生存的地球自然氣候變化也越來(lái)越快，隨著氣候變暖導(dǎo)致海冰面積的減小，夏季海冰融化后的洋面所吸收的太陽(yáng)熱量，到冬季也更易轉(zhuǎn)移到大氣中，由此也加快了大氣溫度的升高。由于以上種種原因，北極地區(qū)的溫度升高速度兩倍于全球平均值?，F(xiàn)在，北極夏季冰面蓋面積的大小僅有 50 年前的一半，自上世紀(jì)50 年代有觀測(cè)記錄以來(lái)， 北冰洋海冰區(qū)域正穩(wěn)步減少， 2007 年 9 月更達(dá)到有記錄以來(lái)的新低，比19792000年海冰面積平均值低39%; 2008年9月，海冰面積也較前述平均值低34% ，僅高于 2007 年的觀測(cè)數(shù)據(jù)； 2009 年 9月，海冰面積同樣大幅縮減，也僅高于 2007、 2008 年觀測(cè)數(shù)

13、據(jù)。自 1979年，開(kāi)始使用衛(wèi)星監(jiān)測(cè)北極夏季海冰面積以來(lái)，已有相當(dāng)多的證據(jù)表明，北極夏季海冰面積在過(guò)去 30 年里呈縮減趨勢(shì)。2）東北航道地理環(huán)境和特點(diǎn)東北航道從白令海出發(fā) ,穿過(guò)楚科奇海、東西伯利亞海、拉普捷夫海和喀拉海直到北冰洋巴倫支海。東北航道大部分航段位于俄羅斯北部沿海的北冰洋離岸海域，其海岸線十分曲折， 形成了許多淺而寬的邊緣海及海灣， 海岸類型中有侵蝕海岸、峽灣式海岸、三角洲型海岸及瀉湖式海岸，沿岸地區(qū)島嶼眾多，有些地勢(shì)比較低洼，在融化時(shí)形成濕地、湖泊和大面積沼澤。f面分三部分來(lái)介紹東北航道的具體特點(diǎn)：別爾科夫廝基東北航道航線、臃夫島上揚(yáng)斯克就加取i噩東北骯道航線圖1.3東北航道白

14、令海峽至東西伯利亞海部分圖1.3中紅色線路顯示的東北航道的第一部分，經(jīng)過(guò)白令海峽，到達(dá)楚科奇海，通過(guò)德朗海峽，進(jìn)入東西伯利亞海，接著進(jìn)入拉普捷夫海。其中桑尼科夫海峽是穿過(guò)新西伯利亞群島，連接拉普捷夫海與東西伯利亞海的第二條海峽，長(zhǎng)約402千米，水深12.8米，也是東北航道水位最淺的位置。圖中所示的德米特里拉普捷夫海峽是新西伯利亞群島與俄羅斯內(nèi)陸之間最南端的通道，它連接著拉普捷夫海與東西伯利亞海。該海峽長(zhǎng)約130 千米，水深1215米，但其東側(cè)水深只有不到10米，僅限吃水小于6.7 米的船只通航。圖1.4東北航道拉普捷夫海至揚(yáng)斯克海峽和紅軍海峽部分圖1.4所示的紅色線路是東北航道第二部分，從拉普

15、捷夫海進(jìn)入維利基茨基海峽，到達(dá)喀拉海。其中維利基茨基海峽長(zhǎng)約111千米，最窄寬度為54千米，水深40230米之間，是連接喀拉海和拉普捷夫海最短且最148千米，最小水深 37米。在著名的一段航道。紹卡利斯基海峽位于維利基茨基海峽以北，是喀拉海進(jìn)入拉普捷夫海的第二條可通航海峽，長(zhǎng)約 其北面則是揚(yáng)斯克海峽和紅軍海峽東北航道航聯(lián)堂一耶夫菽圖1.5東北航道喀拉海到摩爾曼斯克港口部分圖1.5中紅色線路是東北航道第三部分，航線從喀拉海到摩爾曼斯克的部分。從喀拉海通過(guò)喀拉海峽進(jìn)入巴倫支海，然后到達(dá)摩爾曼斯克?？{是巴倫支海和喀拉海之間海運(yùn)經(jīng)過(guò)的主要海峽，長(zhǎng)約39千米，最窄為41千米，水深最淺15米，這里已

16、經(jīng)建立起分道通航航制。3）目前東北航道冰情分析船舶在冰區(qū)航行，海冰密集度分布、海冰厚度和冰面堆積程度是影響船舶安全航行非常重要的因素。中國(guó)第5次北極考察于2012年6月27日開(kāi)始，7月11日到達(dá)白令海，雪龍船于7月21日在弗蘭格爾島附近海域與俄羅斯引航編隊(duì)會(huì)合，7月22日至8月3日自西向東從北極低緯度海域順利穿越東北航道,13日順利抵達(dá)冰島附近海域。這次北極考察首次成功地穿越了東北航道，取得了一系列第一手的寶貴數(shù)據(jù)，提供了大量的珍貴資料。以下結(jié)合中國(guó)第5次北極考察以及相關(guān)資料對(duì)東北航道 5月-10月的 海冰情況進(jìn)行分析。圖1.6 2012年7月22日至8月2日的北冰洋海冰范圍（紅線為雪龍船的航

17、跡）圖1.7 “雪龍?zhí)枴毖馗呔暫骄€航行期間8月24日-9月3日）北冰洋海冰范圍的變化圖1.8 2012年中國(guó)北極考察沿東北航道和高緯航線海冰厚度的分布情況圖1.9近年來(lái)東北航道海冰覆蓋區(qū)域的分布情況由圖1.6可以看出，7月下旬和8月初，在進(jìn)入白令海不久，沿俄羅斯海岸線在東北航道上海冰密度還比較高；由圖 1.7可以看出8月下旬和 9月初，東北航道上的海冰基本都已融化，只是在一些高緯度上還有一些 海冰；從圖1.8中可以看出7月下旬和8月初，在進(jìn)入白令海不久，沿俄羅 斯海岸線附近海冰厚度在80cm左右，在北地群島和拉普捷夫海附近海冰 厚度也在80cm左右，有的局部區(qū)域甚至超過(guò)了 1m;從圖1.9近年

18、來(lái)東北航道海冰密度的分布情況來(lái)看，也只有在 8月底 和9月初東北航道上的海冰已基本融化，同時(shí)在 5-10月份期間東北航道 區(qū)域的海冰密度大部分都在 7/10以下。4）航線的選擇根據(jù)以上分析，在東北航道上初步確定航線，具體線路圖為:由白令海峽，到達(dá)楚科奇海，通過(guò)德朗海峽，進(jìn)入東西伯利亞海，再 到桑尼科夫海峽然后進(jìn)入拉普捷夫海；從拉普捷夫海進(jìn)入維利基茨基海峽, 到達(dá)喀拉海；從喀拉海通過(guò)喀拉海峽進(jìn)入巴倫支海，然后到達(dá)摩爾曼斯克港口。（可參看前面圖1.3、圖1.4、圖1.5）圖1.7東北航道的航線圖（紅色線路表示東北航道航線，其中綠色線路是俄羅斯強(qiáng)制引航路段）（二）船舶類型選擇船舶選型的影響因素有很多

19、，按照中遠(yuǎn)集團(tuán)公司的要求，主要分析集 裝箱船和巴拿馬散貨船。1 . 船舶吃水深度的影響：東北航線的最淺航道深度為 12.8 米（桑尼科夫海峽， 參看前面圖 1.3） ，而 3000-4000teu 的集裝箱船的吃水為 11-12 米， 4000teu 的集裝箱船的吃水為 12.5 米，可以通過(guò)航道的最淺深度。 6-7 萬(wàn)噸的散貨船和4000teu 的集裝箱船相當(dāng)，但其吃水深度超過(guò)了 13 米。一般而言，船舶噸位越大， 破冰能力也更強(qiáng)， 如果船舶噸位過(guò)小， 不足以達(dá)到破冰的效果。2 .船體形狀的影響：集裝箱船頭下端較尖，而散貨船船頭下端寬大，因而集裝箱船的破冰阻力相對(duì)于散貨船較小。3 .貨物性質(zhì)

20、的影響：貨物在低溫條件下理化特性發(fā)生變化后給船舶帶來(lái)的次生影響可能是整體的并且是危害更大的。例如，當(dāng)船舶運(yùn)載煤炭或精礦粉時(shí)，如貨物中所含的水分因低溫而發(fā)生結(jié)冰導(dǎo)致貨物體積增大時(shí)，就完全有可能對(duì)船體結(jié)構(gòu)造成破壞，相對(duì)于散貨船影響較大。4 .風(fēng)對(duì)船舶穩(wěn)性的影響：由于集裝箱船舶的重心相對(duì)于散貨船較高，所以風(fēng)對(duì)集裝箱的船舶穩(wěn) 性影響較大。但是，根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)顯示東北航道在通航時(shí)期風(fēng)力較小，所 以，風(fēng)對(duì)船舶穩(wěn)性的影響較小。5 .貨運(yùn)貿(mào)易的構(gòu)成及特點(diǎn)：目前礦砂、 原油貿(mào)易主要來(lái)源于巴西、 澳大利亞， 基本不走東北航線，而我國(guó)是輕工業(yè)品出口大國(guó)，與北美和歐洲的貿(mào)易比重最大，而且以集裝箱運(yùn)輸貨物為主，并且集裝箱

21、船航運(yùn)周期短，相比散貨船利用率高，租金相對(duì)較高， 所以未來(lái)貿(mào)易格局將急劇需要一批適應(yīng)此航線的極地集裝箱船。適用于極地航行的集裝箱船在大量減少海上運(yùn)輸成本的同時(shí)，也將降低和分擔(dān)途徑馬六甲海峽、巴拿馬運(yùn)河、索馬里海域和蘇伊士運(yùn)河等高敏感區(qū)所帶來(lái)的政治風(fēng)險(xiǎn)和經(jīng)濟(jì)成本。綜合以上的各因素的比較分析，選用集裝箱船更有優(yōu)勢(shì)，對(duì)于北極航線集裝箱船通航可行性的研究對(duì)于我國(guó)的國(guó)家戰(zhàn)略和我國(guó)的航運(yùn)企業(yè)更具現(xiàn)實(shí)意義。（三）東 北航道的氣象條件和環(huán)境因素2012 年中國(guó)第五次北極科學(xué)考察， 在東北航道航行期間， 受氣旋影響出現(xiàn) 2 次強(qiáng)風(fēng)天氣過(guò)程，分別是2012 年 7 月 20 日位于楚克奇海和 7 月29-30 日

22、經(jīng)過(guò)維利基茨基海峽期間，風(fēng)力達(dá)到 7-8 級(jí)。在楚克奇海，最低氣壓 1001.4 hpa ，短時(shí)風(fēng)力達(dá)到 8 級(jí)。由于大風(fēng)持續(xù)時(shí)間只有3-4 小時(shí)， 又臨近浮冰區(qū)邊緣，故沒(méi)有形成較大涌浪，最大浪高 2 米以下。在北地群島附近通過(guò)維利基茨基海峽期間， 觀測(cè)到氣旋系統(tǒng)最低氣壓994.7hpa ， 由于狹管效應(yīng)使風(fēng)力加大，大風(fēng)持續(xù) 24 小時(shí)以上，但沿岸有浮冰，亦沒(méi)有大的涌浪影響船舶航行， 最大浪高 2.5 m 。 另外， 2012 年 07 月 24 日受氣旋影響，出現(xiàn)較強(qiáng)降雪，持續(xù)12 小時(shí)以上。北冰洋夏季海表蒸發(fā)量較大，從而導(dǎo)致較高的相對(duì)濕度，在冰區(qū)和邊緣區(qū)均在 80% 以上。同時(shí)北冰洋云量也

23、比較大，大多在9 成以上，云高較低。 上述因素使沿航線經(jīng)常出現(xiàn)海霧天氣， 能見(jiàn)度下降， 能見(jiàn)度小于 1 km ，甚至 500 m 的情況經(jīng)常出現(xiàn)。相比較，沿東北航道的能見(jiàn)度比高緯航線更差。東北航道航行期間， 9 天有霧， 7 天能見(jiàn)度小于 1 km。 7 月 24-27 日相對(duì)濕度均在94% 以上， 7 月 25 日在東西比利亞海航行期間全天連續(xù)被濃霧籠罩，能見(jiàn)度小于 300 米。沿高緯航線，從8 月 25 日至 9 月 1 日相對(duì)濕度持續(xù)在90%以上，能見(jiàn)度時(shí)好時(shí)壞， 差時(shí) 100 m ， 好時(shí) 10 km 以上。沿高緯航線，云量在7-8 成以上，個(gè)別時(shí)段出現(xiàn)5 成以下的晴天。能見(jiàn)度不好的天

24、氣會(huì)嚴(yán)重影響船舶冰區(qū)航行，在東北航道編隊(duì)航行時(shí)，容易導(dǎo)致難以跟隨領(lǐng)航船破冰水道，這時(shí)需與領(lǐng)航船和前方船只及時(shí)溝通。在高緯度航行時(shí)，由于海冰密集度較大，水道呈現(xiàn)非線性和不連續(xù)分布，能見(jiàn)度不好時(shí)，也會(huì)影響船舶局地航線的合理選擇?？傊?，從冰區(qū)航行角度來(lái)說(shuō)，衛(wèi)星遙感觀測(cè)資料能為決策大方向的航 線選擇提供重要信息，局地航線的選擇則還需要依靠船載雷達(dá)和望遠(yuǎn)鏡瞭 望的判斷，若岸基雷達(dá)和航空器觀測(cè)為冰區(qū)航線提供更多的保障信息則能 有利于船舶選擇更合理的局地航線。（四）北極地區(qū)水域航行船舶的基本要求對(duì)于進(jìn)入北極地區(qū)水域航行的船舶，由于氣候條件惡劣、大量冰塊的 存在、距離遠(yuǎn)、極晝與極夜等特殊因素，進(jìn)入北極地區(qū)水域

25、航行的船舶， 不僅僅是要求其在船體結(jié)構(gòu)和動(dòng)力系統(tǒng)方面能夠抵御嚴(yán)寒、抵御冰的不斷 沖擊以及保證足夠的動(dòng)力外，還要求在船員安全、通信導(dǎo)航、船舶與貨物 安全、防污染等各個(gè)方面都要能夠適應(yīng)極地地區(qū)的特殊要求。為了抵御冰的沖擊、低溫及適應(yīng)復(fù)雜航道的需要，航行于北極地區(qū)水 域船舶的船體結(jié)構(gòu)必須經(jīng)過(guò)加強(qiáng)，這種加強(qiáng)必須符合船級(jí)社的相關(guān)具體要 求。航行于北極地區(qū)水域的船舶往往會(huì)采用雙殼船體，船形平滑，船腦和 船艇安裝有高效的推進(jìn)器，肥型船腦有利于船舶前行和破冰，同時(shí)采用特 殊涂層可以降低船體與冰塊之間的摩擦。止匕外，對(duì)主機(jī)功率和操縱系統(tǒng)的 要求也會(huì)更高，還要配備適合極端寒冷環(huán)境的特殊主機(jī)冷卻裝置與啟動(dòng)裝 置。進(jìn)

26、入北極地區(qū)水域航行船舶的壓載水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)必須要能夠保 證在低溫下的正常工作。進(jìn)入北極地區(qū)水域航行船舶的通信導(dǎo)航系統(tǒng)必須能夠適應(yīng)極地地區(qū)磁 場(chǎng)的變化。在一般情況下，通信系統(tǒng)可以正常工作，但普通的導(dǎo)航系統(tǒng)將面臨失效的問(wèn)題， 陀螺羅經(jīng)的指向力矩隨緯度的升高而變小， 緯度超過(guò) 70時(shí)準(zhǔn)確率將會(huì)顯著下降，當(dāng)達(dá)到北緯 85 ° 的時(shí)候?qū)⑹プ饔?，而磁羅經(jīng)在磁極附近對(duì)航海的作用非常小。船上各類污水處理系統(tǒng)應(yīng)盡可能地保證不在極地地區(qū)水域進(jìn)行排放，船舶各類裝備應(yīng)能夠保證船上人員在極地特殊環(huán)境下的安全和工作便利，船上的救生設(shè)備必須要能夠保證緊急情況下船上人員的逃生和生存。由于北極地區(qū)水域的特點(diǎn)對(duì)航

27、行于這一區(qū)域的船舶提出了更高的技術(shù)要求，這必然會(huì)增加船舶建造的成本，因此在滿足船舶安全性要求的前提下， 如何通過(guò)新技術(shù)、 新材料的采用和設(shè)計(jì)的優(yōu)化， 降低船舶建造的成本，也是對(duì)航行于北極地區(qū)水域船舶的一項(xiàng)基本要求。由于冰區(qū)加強(qiáng)船舶所涉及技術(shù)的復(fù)雜性，因此冰區(qū)加強(qiáng)船舶的研發(fā)和建造，在一定的意義上也代表了世界船舶研發(fā)建造和運(yùn)營(yíng)的領(lǐng)先水平。（五） 東 北航道區(qū)域地區(qū)的法律法規(guī)1. 船舶航行安全方面1）國(guó)際層面極地水域內(nèi)船舶航行指南2002 年 imo 發(fā)布 msc/circ.506 通函 在北極冰覆蓋水域內(nèi)船 舶航行指南。2009年imo通過(guò)了 a.1024 （26）決議在極地水域內(nèi)船舶航行指南，其

28、內(nèi)容包括：對(duì)船舶結(jié)構(gòu)、設(shè)備、操作和環(huán)境保護(hù)進(jìn)行要求，應(yīng)用范圍延伸到所有的極地水域（南極和北極水域，不限于冰覆蓋的水域），只允許部分或者全封閉救生艇，對(duì)冰區(qū)駕駛員進(jìn)行資格認(rèn)證，高標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行環(huán)境保護(hù)，適用新修訂的 solas 公約第 2 章第 1 條提出的破損穩(wěn)性要求。2）區(qū)域?qū)用婺壳斑€沒(méi)有相關(guān)的法規(guī)。3）國(guó)家層面在國(guó)家層面上，加拿大針對(duì)船舶在北極地區(qū)水域發(fā)布了極地航行防污染規(guī)則。1.1 mo 強(qiáng)制性極地規(guī)則最新進(jìn)展近幾年， imo 一直在推進(jìn)制定極地水域船舶航行安全規(guī)則（ polarcode ）（極地規(guī)則）草案，旨在對(duì)上述與極地航行安全以及防污染有關(guān)的法規(guī)、公約和指南進(jìn)行整合，形成一個(gè)有關(guān)極地水域

29、船舶操作安全的國(guó)際公約。面對(duì)在冰雪覆蓋的南極和北極地區(qū)航行船舶日益增多，極地規(guī)則還有很多問(wèn)題正在討論之中。 2012 年 7 月 6 日，英國(guó)皇家海軍造船協(xié)會(huì)舉辦的研討會(huì)透露，業(yè)界對(duì)imo 制定 極地規(guī)則在一些關(guān)鍵細(xì)節(jié)上也存在意見(jiàn)分歧，分歧主要體現(xiàn)在：是否應(yīng)該把南極地區(qū)也納入規(guī)則；是否要求船舶持有冰級(jí)證書(shū)的同時(shí)擁有航行許可證；對(duì)航行在不同厚度冰層的船舶如何進(jìn)行分類； 如何對(duì)待極地區(qū)域航行的漁船等等。 考慮到 極地規(guī)則制定的復(fù)雜性，船舶設(shè)計(jì)與設(shè)備分委會(huì)計(jì)劃將規(guī)則制定完成日期推遲至2014 年。3 .極地船級(jí)要求國(guó) 際 船級(jí)社協(xié)會(huì)組織編 寫(xiě) 了 極地航行船舶 統(tǒng)一要 求 （ unified req

30、uirements ，簡(jiǎn)稱 ur ），即極地船級(jí)要求，于 2006 年正式頒布。imo 極地指南規(guī)定，只有基于 iacs 極地船級(jí)要求，按照極地船級(jí)設(shè)計(jì)的船舶，或者達(dá)到相應(yīng)冰區(qū)加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)的船舶，才能在極地水域航行；冰區(qū)定義按照世界氣象組織（ wmo ）對(duì)海冰的術(shù)語(yǔ)描述。極地船級(jí)要求分成i1、 i2、 i3 三個(gè)部分： i1 部分為極地級(jí)（ polarclass,簡(jiǎn)稱pc）描述和應(yīng)用，對(duì)極地級(jí)分成pc1-pc7七個(gè)等級(jí)（pc1為最嚴(yán)重冰況，隨著數(shù)字遞增，冰況依次遞減）。各船級(jí)社陸續(xù)將iacs 頒布的統(tǒng)一要求極地船級(jí)要求納入自身入級(jí)規(guī)范中。 ccs 在其鋼質(zhì)海船入級(jí)規(guī)范 （ 2009 版）第 8 篇

31、第 13 章首次編入極地航行船舶的補(bǔ)充規(guī)定，并適用于 2008 年 3 月 1 日及以后建造的、擬在有大量浮冰的極地水域航行的鋼質(zhì)船舶，但不適用于破冰船。冰區(qū)航行的船舶都需要進(jìn)行“冰區(qū)加強(qiáng)根據(jù)不同的結(jié)冰海域和不同的海冰厚度，國(guó)際海事組織（imo）按照2002年芬蘭-瑞典冰級(jí)規(guī)則 要求，國(guó)際船級(jí)社協(xié)會(huì)（iacs）各成員船級(jí)社規(guī)范全部納入芬蘭-瑞典 冰級(jí)規(guī)范為基礎(chǔ)，作為船舶 冰區(qū)加強(qiáng)”。1976年中國(guó)船舶檢驗(yàn)局鋼 質(zhì)海船入級(jí)與建造規(guī)范將冰級(jí)進(jìn)行修改，其中 4個(gè)冰級(jí)與芬蘭-瑞典冰 級(jí)規(guī)則對(duì)應(yīng)，同時(shí)根據(jù)中國(guó)海冰狀況，增加1個(gè)冰級(jí)b級(jí)。制定中國(guó)船 舶冰區(qū)加強(qiáng)等級(jí)詳見(jiàn)表1.1 :表1.1船舶冰區(qū)加強(qiáng)等級(jí)冰

32、 級(jí)海冰厚度cmb*1 （特別加強(qiáng)）>75b 2 （強(qiáng)的加強(qiáng)）>60b 3 （比較加強(qiáng)）>45b 4 （輕度加強(qiáng)）>30b 5 （加強(qiáng)）> 15-20冰級(jí)對(duì)船體的建造有具體的要求，如船體舷側(cè)結(jié)構(gòu)和舵布置、推進(jìn)器和軸系、功率等方面有一些具體的要求。在冰區(qū)航行的船舶 ，應(yīng)該是冰區(qū)加 強(qiáng)級(jí)船舶。4 .俄羅斯管轄權(quán)和規(guī)章制度現(xiàn)今，俄羅斯援引聯(lián)合國(guó)海洋法公約第234條冰封區(qū)域的規(guī)定“沿 海國(guó)有權(quán)制定和執(zhí)行非歧視性的法律和規(guī)章，以防止、減少和控制船只在 專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)范圍內(nèi)冰封區(qū)域?qū)Ｑ蟮奈廴荆@種區(qū)域內(nèi)的特別嚴(yán)寒氣候和 一年中大部分時(shí)候冰封的情形對(duì)航行造成障礙或特別危險(xiǎn)，而且海

33、洋環(huán)境污染可能對(duì)生態(tài)平衡造成重大的損害或無(wú)可挽救的擾亂。這種法律和規(guī)章 應(yīng)適當(dāng)顧及航行和以現(xiàn)有最可靠的科學(xué)證據(jù)為基礎(chǔ)對(duì)海洋環(huán)境的保護(hù)和保全。 ”宣稱對(duì)東北航道擁有管轄權(quán)。 該條款賦予沿海國(guó)單方面制定和執(zhí)行非歧視性的法律，以及在其專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)內(nèi)的執(zhí)行環(huán)保法規(guī)的權(quán)利。俄羅斯法律規(guī)定， 所有船舶欲進(jìn)入東北航道（包括俄羅斯200 海里經(jīng)濟(jì)專屬區(qū)內(nèi)的所有區(qū)域）應(yīng)提前提出申請(qǐng)，必須接受俄羅斯的領(lǐng)航和破冰服務(wù)，支付固定的航道使用費(fèi) 常被稱為“破冰費(fèi)”，俄羅斯聯(lián)邦稅務(wù)局目前規(guī)定東北航道的最高破冰費(fèi)用為 19 美元/噸，這也會(huì)影響船東對(duì)于冰區(qū)航行的需求。俄羅斯破冰船服務(wù)費(fèi)很高，并且這些費(fèi)用與實(shí)際提供的服務(wù)有時(shí)沒(méi)有

34、直接聯(lián)系。 例如， 在夏季冰情較輕時(shí)， 抗冰船可以不需護(hù)航而通過(guò)航道，但仍需支付全額費(fèi)用。該收費(fèi)體制是過(guò)境運(yùn)輸業(yè)務(wù)的一個(gè)主要障礙。自東北航道 1991 年對(duì)外國(guó)船只開(kāi)放以來(lái)，即使在有利于航行的條件下，俄羅斯當(dāng)局也并未出臺(tái)一個(gè)完善的體制來(lái)推動(dòng)使用這條航道。（六） 小 結(jié)隨著全球氣候變暖，北極海冰逐漸持續(xù)的減少，但在近幾年內(nèi)的 5 月-10 月份，普通商船不能通行，必須建造冰區(qū)加強(qiáng)型船舶才能通行，且破冰能力至少是 b*1 型（破冰能力 >75cm ），航行路線可參考本文圖 1.7 路線；綜合考慮東北航道的冰情以及船舶選型的影響因素，船舶類型建議采用集裝箱船型。但由于在北極地區(qū)水域航行的船舶受

35、到嚴(yán)格技術(shù)條件要求、國(guó)際法規(guī)公約限制以及俄羅斯的管轄權(quán)、規(guī)章制度等，增加了北極地區(qū)水域航行的船舶航運(yùn)成本，因此必須進(jìn)行全面的經(jīng)濟(jì)性分析，進(jìn)一步評(píng)定我國(guó)東北航道通航的可行性。二、 經(jīng)濟(jì)性分析影響船舶經(jīng)濟(jì)性的因素有很多 .其中主要的包括：船舶造價(jià)、燃油費(fèi)、保險(xiǎn)費(fèi)、引水費(fèi)、適冰證書(shū)、航行許可證、破冰船護(hù)航費(fèi)、船員培訓(xùn)費(fèi)、生活垃圾處理費(fèi)、船舶檢驗(yàn)費(fèi)、航行天數(shù)、船舶折舊、人員工資、運(yùn)河費(fèi)用等。 而其中船舶造價(jià)（或船舶折舊費(fèi)）、燃油費(fèi)、保險(xiǎn)費(fèi)、武裝保安護(hù)航費(fèi)、破冰船護(hù)航費(fèi)（或蘇伊士運(yùn)河航行費(fèi)）是最主要的影響因素。 人員工資、防污染費(fèi)和船舶檢驗(yàn)費(fèi)等許多方面即使在不同航線目前差異也不是很大。以下選用了 400

36、0teu 集裝箱船和 5.7 萬(wàn)噸散貨船進(jìn)行分析研究。（一） 船 舶折舊費(fèi)船舶造價(jià)隨時(shí)間性變化性較大，見(jiàn)表2.1 。一般情況下， 加強(qiáng)型的船舶的價(jià)格比同類型和噸位的集裝箱船舶高 20% ， 船舶折舊費(fèi)用也高 20%左右。以2012年價(jià)格為例，4000 teu非加強(qiáng)型集裝箱船平均價(jià)格為 4500 萬(wàn)美元，則4000 teu加強(qiáng)型集裝箱船的平均價(jià)格為 5400萬(wàn)美元。5.7萬(wàn) 噸非加強(qiáng)型散貨船造價(jià)為2400萬(wàn)美元，則5.7萬(wàn)噸加強(qiáng)型散貨船造價(jià)為 2880萬(wàn)美元。4000 teu廢集裝箱船舶的凈噸約為2.2萬(wàn)噸，5.7萬(wàn)噸廢 散貨船的凈噸位約為1.2萬(wàn)噸。2012年后廢船價(jià)格約為470美元/凈噸，

37、船舶壽命按25年算可得到日折舊費(fèi)見(jiàn)下表。表2.1不同年份4000 teu非加強(qiáng)型集裝箱船和5.7萬(wàn)噸散貨船平均價(jià)格和日折舊費(fèi)單位：萬(wàn)美元平均造價(jià)日折舊費(fèi)集裝箱船散貨船集裝箱船散貨船2010 年500028000.430.252011 年540028000.480.252012 年450024000.380.20（二）燃油費(fèi)營(yíng)運(yùn)船舶的燃油費(fèi)主要與消耗燃油量有關(guān)，而船舶消耗燃油量主要與 海運(yùn)里程、船型、船舶噸位、船舶速度、船舶阻力等相關(guān)。上海經(jīng)蘇伊士 運(yùn)河航線或東北航線到西歐各港口里程見(jiàn)表 2.2和圖2.1。表2.2上海經(jīng)蘇伊士運(yùn)河航線或東北航線到西歐各港口海運(yùn)里程對(duì)照表抵達(dá)港口名稱蘇伊士運(yùn)河航

38、線里程 （海里）東北航線里程 （海里）兩條航線海運(yùn) 里程差 （海里）節(jié)省里程比（%）鹿特丹（荷蘭）109197668325130特隆赫姆（挪威）116736920475341摩爾曼斯克（俄羅斯）125126476603648傳統(tǒng)航線東北航線圖2.1上海經(jīng)蘇伊士運(yùn)河航線或東北航線到西歐各港口海運(yùn)里程對(duì)照?qǐng)D東北航道根據(jù)航線水域情況，大致分為：正常水域（非冰區(qū)）航段、冰區(qū)非引航段（海冰密度在 7/10以內(nèi)），冰區(qū)引航段，各航段里程見(jiàn)表 2.3在正常水域航彳f （無(wú)冰），4000 teu集裝箱船舶按20節(jié)航速航行油 耗0.245噸/海里，5.7萬(wàn)噸散貨船按14節(jié)航速航行油耗0.12噸/海里。在冰區(qū)非引

39、航段航彳f （海冰密度在 7/10以內(nèi)），4000 teu集裝箱船 舶按5節(jié)航速航行油耗0.49噸/海里，5.7萬(wàn)噸散貨船按5節(jié)航速航行油耗 0.24噸/海里。在冰區(qū)引航段航行，由于不同月份冰厚度不同，因而不同月份航速也 不同。其中，5月份冰情嚴(yán)重，設(shè)定引航航速為 7節(jié)；9月份基本無(wú)冰， 航道情況較好，引航航速可達(dá) 15節(jié)；其它月份根據(jù)冰情不同，分別設(shè)定為，6月份為8節(jié)，7月份為10節(jié)，8月份為11節(jié)，10月份為9節(jié)表2.3 5-10月份東北航線各航道里程（單位：海里）月份冰區(qū)非冰區(qū)引航段里程非引航 段冰區(qū) 里程上海至鹿特丹非 冰區(qū)里程上海至特隆赫姆 非冰區(qū)里程上海至摩爾曼斯 克非冰區(qū)里程5月

40、1541（7節(jié)）10085119437139276月1541（8節(jié)）7935334458641427月1541（10 節(jié)）1945933518547418月1541（11 節(jié)）666061531348699月1541（15 節(jié)）061275379493510月1541（9節(jié)）412571549674523根據(jù)近5年的平均油價(jià)，約為920美元/噸。由表2.2、表2.3及油價(jià)可以得到5-10月份上海港經(jīng)東北航線航道到歐洲不同港口單航次油費(fèi)，見(jiàn)表2.4,表2.5。由表2.2可計(jì)算得到上海經(jīng)蘇伊士運(yùn)河到歐洲各港口的燃 油費(fèi)。表2.4 5-10月份集裝箱船上海經(jīng)東北航線航道到不同港口單航次汕費(fèi)（單位：萬(wàn)

41、美元）月份上海至鹿特丹上海至特隆赫姆上海至摩爾曼斯克5月165.1148.2138.26月161.5144.6134.67月151.1134.3124.38月150.1133.2123.29月157.7175.5165.510月154.5137.6127.6表2.5 5-10月份散貨船上海經(jīng)東北航線航道到不同港口單航次汕費(fèi)（單位：萬(wàn)美元）月份上海至鹿特丹上海至特隆赫姆上海至摩爾曼斯克5月83.074.869.96月81.973.768.87月78.470.265.38月78.970.665.79月84.793.488.510月79.371.066.1上海經(jīng)蘇伊士運(yùn)河航線到歐洲各港口的燃油費(fèi)，見(jiàn)

42、表 2.6,表2.7。其中加強(qiáng)型船舶比同載重量非加強(qiáng)型船舶要重、其動(dòng)力性要增強(qiáng)，即耗油量 增加，本課題計(jì)算中將取加強(qiáng)型船舶重量比非加強(qiáng)型船舶多耗油0.5%。表2.6集裝箱船上海經(jīng)蘇伊士運(yùn)河航線到歐洲各港口的燃油費(fèi)（單位：萬(wàn)美元）上海至鹿特丹上海至特隆赫姆上海至摩爾曼斯克非加強(qiáng)型船舶246.1263.1282.0加強(qiáng)型船舶244.9261.8280.6表2.7散貨船上海經(jīng)蘇伊士運(yùn)河航線到歐洲各港口的燃油費(fèi)（單位：萬(wàn)美元）上海至鹿特丹上海至特隆赫姆上海至摩爾曼斯克非加強(qiáng)型船舶120.5128.9138.1加強(qiáng)型船舶119.9128.2137.4（三）每航次運(yùn)行時(shí)間在冰區(qū)航行的船舶在平均船速通常在

43、5節(jié)左右，在非冰區(qū)集裝箱船通 常在20節(jié)左右，散貨船通常在14節(jié)左右。由表2.2和表2.3以及船舶航 速可以得到不同月份船舶走東北航道每航次航行的天數(shù)。由下面的表2.8、表2.9和表2.10分析得知:每年的絕大部分時(shí)段走東北航線要比途蘇伊士運(yùn)河航線航行時(shí)間短。特別是：在8月底至9月初4000 teu加強(qiáng)型集裝箱船走東北航道（從上海至摩爾曼斯克）比普通商船走蘇伊士運(yùn)河航線快11天；而散貨船的同類比較則要快18天。表2.8 5-10月份4000 teu加強(qiáng)型集裝箱船走東北航道單航次航行天數(shù)（單位：大）上海至鹿特丹上海至特隆赫姆上海至摩爾曼斯克5月2827266月2624237月2019188月19

44、18179月17151510月222120表2.9 5-10月份5.7萬(wàn)噸加強(qiáng)型散貨船走東北航道單航次航行的天數(shù)（單位：天）月份上海至鹿特丹上海至特隆赫姆上海至摩爾曼斯克5月3331296月3128277月2623228月2522219月23211910月282524表2.10蘇伊士運(yùn)河航線單航次航行的天數(shù)（單位：天）上海至鹿特丹上海至特隆赫姆上海至摩爾曼斯克4000 teu非加強(qiáng)集裝箱船2324265.7萬(wàn)噸非加強(qiáng)型散貨船323537（四）保險(xiǎn)費(fèi)船舶航行的保險(xiǎn)費(fèi)主要包括海運(yùn)保險(xiǎn)費(fèi)和海盜保險(xiǎn)費(fèi)。其中東北航線相對(duì)安全，基本不需要海盜險(xiǎn)，蘇伊士運(yùn)河航線因?yàn)橐?jīng)過(guò)索馬里附近海 域，需要購(gòu)買海盜險(xiǎn)。海盜保險(xiǎn)費(fèi)通常為 0.125-0.2%船舶總價(jià)格，蘇伊士運(yùn)河海運(yùn)保險(xiǎn)和東北航線保險(xiǎn)均取 2%船舶總價(jià)格。表2.9不同航線集裝箱船保險(xiǎn)費(fèi)估算表（單位：萬(wàn)美元）費(fèi)用類型4000 teu非加強(qiáng)型集裝箱船4000 teu加強(qiáng)型集裝箱船蘇伊士運(yùn)河航線東北航線蘇伊士運(yùn)河航線東北航線年海盜保險(xiǎn)費(fèi)7.3408.810年海運(yùn)保險(xiǎn)費(fèi)9090108108年總保險(xiǎn)費(fèi)97