北极东北航线经济性分析

摘要：

气候变暖促使连接欧亚的北极东北航线（Northeast Passage，NEP）逐渐开通，由于集装箱海运为西欧与东亚间的海运贸易的主要部分，故以集装箱船运输为例分析NEP的经济性.对NEP经济性的相关研究文献进行梳理，对其存在问题进行分析.依据NEP和苏伊士运河航线特征，确定经济性分析模型的各参数，模拟集装箱船在这两条航线的必要运费率和利润，并对其进行比较分析.对运价变动引起的利润变化进行损益分析，对燃油价格、NSR通行费率和舱位利用率的变化进行灵敏度分析.虽然NEP在必要运费率上高于苏伊士运河航线，但在考虑收入因素之后，NEP集装箱运输可获得更多的利润.研究成果可丰富北极的相关理论研究，为我国北极航线海运相关决策提供理论依据.

关键词：

北极东北航线； 苏伊士运河航线； 集装箱船运输； 经济性分析

中图分类号： F551

文献标志码： A

0 引 言

由于全球气候变暖，北极冰盖覆盖面积不断减少，使得通过俄罗斯北方海航道（Northern Sea Route，NSR）连接欧亚的北极东北航线（Northeast Passage，NEP）逐渐开通.其中NSR西起俄罗斯新地岛，经喀拉海、拉普捷夫海、西伯利亚海直至白令海峡，全长超过2 000 n mile.NEP若通航，将使东亚到西北欧各港口的航程大大缩短，以中远欧航快线1（AEX1）为例，用Google Earth和BLM Shipping计算，通过苏伊士运河航线（Suez Canal Shipping Line，以下简称Suez航线）（如图1实线所示），全线往返约21 704 n mile，若航行于NEP（如图1虚线所示），航程可缩短至15 288 n mile.欧盟已连续十几年保持中国第一大贸易伙伴地位，中欧货物贸易的实现形式主要是集装箱海运，因此，NEP开通将对中国与欧洲的海运贸易产生积极的影响.基于此，本文以集装箱海运为例对NEP进行经济性分析.

1 相关研究述评

进入21世纪以来，北极融冰速度加快使通航周期逐年加长，学者们开始关注NEP的经济性问题，他们大多对NEP与Suez航线进行经济性比较分析.

本文共搜集并参考了

从2000年至2014年对NEP集装箱运输经济性研究的文献13篇，其中7篇来自国外，6篇来自国内，除2篇发表在2010年前，其余11篇均发表在2010―2014年.各篇文献中的经济性分析模型的结论及问题如下.

1.1 不同模型的结论

（1）有3篇文献认为NEP不经济.文献[12]认为NEP比Suez航线的必要运费率（Required Freight Rate， RFR）高，文献[3]认为NEP无利润.

（2）有6篇文献认为NEP经济.文献[4]认为NEP有较低的RFR，文献[56]认为NEP能够节约现有营运成本，文献[78]认为NEP能够降低燃油费用，从而降低营运成本，文献[9]认为NEP能够降低燃油费用，且第6代集装箱船单位成本最低.

（3）有4篇文献认为NEP经济性不确定.文献[10]认为可以通过降低通行费用，减少NEP目前较高的营运成本.文献[11]认为只有在通航期足够长或燃油价格、破冰船费用较低时NEP才有利润.文献[12]论证横滨―鹿特丹航段NEP的RFR低于Suez航线的，而上海―鹿特丹航段NEP的RFR高于Suez航线的.文献[13]认为NEP虽然能降低燃油成本，但通行费太高.

1.2 不同模型存在的问题

上述文献中的经济模型结论的差异是由参数选择和分析方法的不同导致的.本文将问题归纳如下.

1.2.1 在参数选择方面

①船型：在船型选择上，由于要穿过北极地区，所以通过船舶不仅须有一定的抗冰能力，而且一般需要破冰船的引航.目前北极破冰船的最大宽度约为30 m，因此既要考虑船体宽度，还要考虑破冰等级.文献[5]未考虑船舶的抗冰能力，文献[78]未考虑船舶大小及抗冰能力.②航速：虽然4 000～5 000 TEU集装箱船的设计航速一般在24 kn左右，但因为经济性问题通常不会选择过高的航速，一般在20～23 kn.其次，由于在北极航行，还需要考虑冰区对船舶航行的影响，而航行于NEP的船舶航速多数在9～14 kn.文献[1，2，6，8，11，13]未考虑经济性或冰区影响的航速.③舱位利用率：考虑舱位利用率是因为在欧亚贸易中双方的贸易流动不平衡.据《中国统计年鉴2013》，2012年中国从欧洲的进口额为2 867亿美元，向欧洲的出口额为3 964亿美元，可以看出中国出口欧洲的货运量高于欧洲出口中国的，这反映在集装箱船的运量上.文献[1，9，10，13]未考虑舱位利用率.④运费收入：由于NEP航程缩短幅度较大，船舶在相同时期内能有更多的航次，从而提高集装箱的运量，获得更多的运费收入.文献[12]分析在上海―鹿特丹航段180 d的通航期内，NEP比Suez航线可多航行2个航次，多运送855 TEU，但却没有分析由此所增加的运费收入，得出的NEP经济上不合算的结论显然有失偏颇.此外，文献[1，2，9，10，13]未考虑运费收入，文献[1，5]未考虑船员成本，大部分文献未考虑船舶维护保养时间.

1.2.2 在分析方法方面

在实际决策中，要考虑RFR，但更主要的是要考虑利润.上述文献在分析各参数对成本、利润的影响时，大多数仅测算RFR，只有个别文献测算了利润，缺乏损益分析和灵敏度分析，使其经济性分析内容不够完整.目前未见运用损益分析的方法比较分析NEP与Suez航线经济性的文献，但在什么运价下NEP更经济是研究者、行业管理者和经营者更关心的问题.

综上，本文以中欧集装箱船运输为例分析对比NEP与传统Suez航线的RFR和赢利性，并对所得结果进行损益分析和灵敏度分析.

2 NEP的经济性分析模型

目前，中欧海运贸易货物主要通过中国―马六甲海峡―苏伊士运河―欧洲航线，即Suez航线运输，因此为计算NEP的经济性，本文选用Suez航线与之对比.AEX1航线为上海―宁波―盐田―苏伊士运河―菲利克斯托―汉堡―鹿特丹―苏伊士运河―香港―上海，Suez航线全长21 704 n mile.NEP为上海―釜山―NSR―菲利克斯托―汉堡―鹿特丹―NSR―釜山―上海，全长15 288 n mile，其中冰区航程按俄罗斯官方NSR划定区域，测算为2 139n mile.航线选择后，本文需选择建立模型的参数，包括船舶成本费用、通行费用、航速、燃油费用、舱位利用率、保险费用、人员及保养费用等，再结合上文进行分析.

2.1 模型参数选择

（1）船舶成本费用.由于需要考虑破冰船的最大宽度，所以本文选择5 000 TEU的集装箱船.从表1可知，为保证通航时间，航行于NSR的船舶选用

Arc4抗冰等级的船舶（即1A级船舶）是合适的，通航时间设置为每年6月1日―10月31日，共153 d.

根据近期租船价格，5 000 TEU巴拿马型集装箱船租金为1.5万美元/d，而租用冰面航行的船舶高于该价格.文献[3]认为需要增加40%的费用，文献[11]和[12]认为需要增加20%，而文献[10]和[13]认为需要增加50%，本文选择增加30%，即1.95万美元/d.

（2）通行费用：船舶在通过苏伊士运河时需支付运河通行费，而通过NSR时需支付破冰船引航费用.苏伊士运河通行费收费标准是根据船舶的苏伊士运河净吨（SCNT）来计算的，NSR通行费率是根据引航区域数量、时期确定的.根据表1可知，俄罗斯把NSR分为7个区域，可以看出Arc4抗冰等级船在夏秋季有引航的情况下可以在7个航段自由通航，而在自主情况下可依据冰情在部分航段自由通航.因此，考虑到近年海冰状况及运输安全，本文假设需要破冰船引航的区域为4个.

以中远集装箱船“天丽河”为参考，船舶的总吨位54 005 t，经计算苏伊士运河通行费为31.23万美元，NSR通行费为52.12万美元.

（3）航速：“天丽河”的设计时速约为24 kn，但考虑到航行经济性，本文选用20 kn作为水面航速.而集装箱船在NSR的冰面航速一般以破冰船的航速为准，参考中远“永盛轮”2013年8月15日至9月10日从江苏太仓至鹿特丹航行期间，在NSR上的平均航速为14.1 kn[14]，本文选用14 kn作为在NSR航行的速度.

（4）燃油费用：燃油价格根据Bunkerworld近一年（20131006―20141006）统计，IFO380平均价格604.4美元/t.影响每日燃油消耗的因素很多，如航行距离、载重吨、环境等，本文选用

110 t/d[15]

作为航速为20 kn时的每日燃油消耗，选用45 t/d[16]作为航速为14 kn时的每日燃油消耗，并考虑在NSR冰面航行时消耗增加8%，以及在港口停泊和船舶等待时每日消耗10 t.

（5）润料费：船舶润料费占燃料费的5%～15%，大功率船比例小.本文Suez航线按8%计算，NSR按10%计算.

（6）舱位利用率：根据上海航运交易所2014年5月的报告：中国出口至欧洲航线船舶平均舱位利用率保持在90%～95%.不过由于还要考虑通航环境、停泊港口等，舱位利用率可能会有所下降.因此，走Suez航线西程和东程的舱位利用率分别为90%和60%；走NEP西程和东程的舱位利用率分别为75%和55%.

（7）保险费用：在保险费用的选择上，文献[2]认为其占总成本的2.5%左右，约120.4万美元/a；文献[11]认为H&M和P&I保险均为700美元/d，在NSR上分别增加100%和25%；文献[12]选用80万美元/a，NSR增加40%；文献[13]和[9]认为保险费用为投保价值的1‰～1.5‰，NSR需要增加50%，单航次保险费用为21万美元.本文按照投保价值的1‰～1.5‰计算，选用7 000万美元为船价，并假设满载集装箱船货物为1亿美元.经计算，单航次保险费用为17万美元，NSR增加50%，为25.5万美元.由于国际反海盗措施的加强，2014年初没有船舶被劫持，所以不考虑Suez航线上的额外保险费用.

（8）人员费用：文献[2]认为需要19名船员，10万美元/月；文献[12]认为需要23人，13万美元/月，NEP增加10%.本文选用20人，13万美元/月，NEP增加10%，14.3万美元/月.

（9）保养费用：文献[3]认为在NEP上航行的船舶，其保养费需增加50%，而文献[2]和[11]均认为需增加100%；文献[12]在Suez航线上采用60万美元/a，NEP增加20%.本文选用65万美元/a，NEP增加20%，78万美元/a，并假设通航期内在NEP和Suez航线上的保养天数分别为5 d和2 d[12].

（10）收入：根据上海出口集装箱运价指数（20140516―20150327），欧洲基本港的运费为1 051美元/TEU.

2.2 模型建立

综合上文参数建立经济模型，通航期按153 d计，船型选择5 000 TEU的集装箱船，对NEP和Suez航线按往返航次进行测算，参数及经济性测算结果见表2和3.

2.3 结果分析

由表4可得以下经济性分析结果.

（1）燃油费用占总成本的比例最高，对航运经济性十分重要.NEP的每个往返航次燃油成本比Suez航线的低114.35万美元，这是由于较短的航程带来燃油费用的减少.

（2）尽管NEP可以缩短航程提高航次数，但NEP的RFR比Suez航线的高（与部分文献的结论有差别），高15.17美元/TEU.从表4可以看出NEP的通行费用较高，占总成本的比例高达20.78%，影响航线的经济性.

（3）在5个月的营运期内，以上海出口集装箱运价指数――欧洲基本港的运价测算，NEP的利润比Suez航线的多36.05万美元.这是因为NEP较Suez航线多运送了2 266 TEU，提高了航线运费收入.

3 损益及灵敏度分析

由于运费收入是基于集装箱运价而变动的，同时燃油费用和通行费用在航线上占总成本的比例都排在前列，其中燃油费用与燃油价格有关，为更好地了解主要影响参数对NEP经济性的影响，引入损益及灵敏度分析.

3.1 损益分析

集装箱船航线营运利润

P由营运总成本C，运价f和运输集装箱数n组成：

3.2 灵敏度分析

基于以上分析，对燃油价格、NSR通行费率和NEP舱位利用率3个参数进行灵敏度分析，变化区间设为（-15%，15%），并以5%为变化梯度，计算NEP与Suez航线的RFR相对变化率和损益平衡点变化率.分析结果见表5.

通过损益和灵敏度分析可得到以下结论：

（1）舱位利用率的变化对NEP经济性影响最大，如：NEP舱位利用率仅增加5%时，RFR减少4.76%，利润增加18.83%，RFR相对变化率减少242.27%，损益平衡点变化率减少30.81%.

（2）燃油价格对RFR和利润的影响比较大，如：燃油价格减少15%时，NEP和Suez航线的RFR的变化率分别减少5.89%和8.23%，同时利润分别增加16.30%和21.17%.然而，油价的变化对损益平衡点变化率和RFR相对变化率的影响不很显著，如：燃油价格增加15%，RFR相对变化率、损益平衡点变化率分别减少110.74%和9.74%，影响最小.

（3）NSR通行费率是影响NEP经济性的主要因素，如：通行费率减少15%时，RFR减少3.12%，利润增加8.62%，RFR相对变化率减少158.55%，损益平衡点变化率减少24.02%，均超过燃油价格变化的影响.

4 结 论

本文首先对NEP经济性相关研究所采用的分析模型、结论及存在的问题进行分析；然后，依据NEP和Suez航线特征，以集装箱船运输为例，确定经济性分析模型进行比较分析；最后，通过损益分析和灵敏度分析得到NEP集装箱运输经济性分析的结论如下.

（1）NEP可以极大地缩短西欧到远东的航程及航行时间，反映到集装箱运输上就是可以提高在相同时间内的航次数，进而增加相同时期内的运输量.

（2）NEP较Suez航线短，燃油成本较低，而且燃

油成本占总成本的比例最大，有较大的经济效益，如本经济性分析模型中燃油成本减少了132万美元.

（3）NEP经济性的主要影响因素并不是占成本比例最高的燃油费用，这是因为燃油价格的变动对不同航线的影响是共同的.NEP舱位利用率对成本影响最高，这是因为舱位利用率直接关系到航线运输量.

（4）NEP的通行费比Suez航线通行费高出很多，这是由于NSR的多个航段需要破冰船引航才能通过.因此，随着未来通航期延长，通过降低过高的NSR通行费能显著提高NEP的经济性.

（5）影响航线通行的成本还有很多，例如物料、企业管理费分担等其他运营费用，这些因素由于在成本构成中的比例很小，对结论的影响更小，因此本文在计算时没有考虑.

综上，NEP虽然在必要运费率（RFR）上高于Suez航线，但在考虑收入因素后，NEP集装箱运输会获得更多的利润.此外，在以下几个方面需要进一步研究，如非通航期内的船舶运力安排、北极航线运营船舶从建造到操作模式变化的影响因素、多种不确定因素量化分析、碳税对NEP集装箱船运输经济性的影响[17]，以及未来随着北极冰融的加速会导致通航期延长、船舶新技术的应用会提升船舶的破冰能力，这些因素会导致对助航需求的变化等，影响经济性分析的结果.

最后，本文引用了多位研究者的文献及其中的数据，在此表示衷心感谢.

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