長三角集裝箱公路運輸與水陸聯(lián)運比較

盧 瑋，嚴曉雯，盧春霞

（上海交通大學船舶海洋與建筑工程學院，上海 200240）

長三角集裝箱公路運輸與水陸聯(lián)運比較

盧 瑋，嚴曉雯，盧春霞

（上海交通大學船舶海洋與建筑工程學院，上海 200240）

以蘇州經(jīng)由洋山港進出口的集裝箱貨物運輸為例，通過計算集裝箱運輸成本、CO2排放量和交通流量等3個指標，分析了集裝箱公路運輸和水陸聯(lián)運的優(yōu)劣。研究表明:蘇州至洋山港集裝箱水陸聯(lián)運的成本優(yōu)勢不明顯，但對環(huán)境保護和城市交通方面起到很大的作用，對長三角水水中轉(zhuǎn)意義重大。

集裝箱運輸;運輸成本;CO2排放量;交通流量;水陸聯(lián)運

0 引言

隨著長三角地區(qū)經(jīng)濟的不斷發(fā)展和上海國際航運中心建設(shè)步伐的加快，上海港的吞吐量與日俱增，這對上海港尤其是洋山港集疏運體系帶來重大挑戰(zhàn)。洋山港與陸地的唯一通道是年設(shè)計能力為5×106TEU的東海大橋，而洋山港2020年設(shè)計年吞吐能力在1.5×107TEU以上，僅僅公路運輸已經(jīng)無法滿足其集疏運需求。據(jù)統(tǒng)計，上海港集疏運體系中公路運輸?shù)谋壤_到62.5%，港口集疏運體系如果過于依賴公路運輸，一方面成本較高、影響企業(yè)的經(jīng)濟效益;另一方面能耗大，造成了交通擁堵、環(huán)境污染等問題。另外，隨著長江口深水航道治理工程不斷推進，長三角地區(qū)的運輸格局有可能發(fā)生較大變化，特別是對蘇州港這個第一內(nèi)河大港來說，更是一個重要機遇。2008年蘇州啟動了太倉港“區(qū)港聯(lián)動、虛擬口岸”新模式，為蘇州企業(yè)進出口貨物開辟上海港之外的第二通道，新模式對蘇州地區(qū)貨主選擇集裝箱進出口運輸方式有很大的影響。

對于多式聯(lián)運，國內(nèi)外學者大多針對具體內(nèi)河港口的集裝箱運輸進行分析，例如法國的Antoine Frémont，等［1］對勒阿弗爾港到巴黎短距離的集裝箱公路運輸和水陸聯(lián)運進行了對比，包括組織模式和價格競爭力，認為水陸聯(lián)運和公路運輸優(yōu)劣較難評定;何靜，等［2］分析了上海洋山港海鐵聯(lián)運經(jīng)濟運距及合理分擔率的問題，認為通過適當降低鐵路集疏運的固定費用，可以使長三角地區(qū)很多城市都成為海鐵聯(lián)運的目標區(qū)域;任偉［3］結(jié)合連云港港口近年來海鐵聯(lián)運集裝箱的快速發(fā)展現(xiàn)狀，提出在港口300 km半徑內(nèi)發(fā)展短途集裝箱海鐵聯(lián)運班列的設(shè)想。筆者主要研究蘇州至洋山港這一短距離集裝箱運輸方式的選擇，從運輸成本、CO2排放量和交通流量等3個方面對比分析公路運輸與水陸聯(lián)運的優(yōu)劣。

交通運輸行業(yè)是能源消耗的重要行業(yè)，也是節(jié)能減排的重要領(lǐng)域。上海交通運輸行業(yè)的碳排放量所占的比例已經(jīng)由1997年的12.1%上升到2007年的29%［4］。對于交通運輸系統(tǒng)的能源消耗以及環(huán)境污染的問題，Nam Seok Kim，等［5］從中短期的角度研究不同運輸方式的影響，采用半生命周期評價（semi-LCA）的方法，只考慮燃料生產(chǎn)以及運輸工具運營過程中的排放，對比陸路運輸和包含鐵路的多式聯(lián)運兩種方式下CO2的排放量。劉厚慶，等［6］根據(jù)溫室氣體的排查測試方案，對比陸路運輸與內(nèi)河水運的CO2排放量。以上研究大多是針對單一的運輸方式以及相互之間的比較，或是針對鐵路的多式聯(lián)運研究，對包含水運的多式聯(lián)運研究不多。

交通擁堵問題已經(jīng)成為大中城市發(fā)展過程中普遍面臨的一個嚴峻的問題，對于港口所在的城市而言，港口集疏運體系會對城市的交通狀況產(chǎn)生一定的影響。Andréde de Palma，等［7］從緩解大型貨車對交通造成的不良影響的措施方面進行研究，分析了實行卡車專用道將卡車和私人小汽車分離對緩解交通擁堵、減少交通事故等方面的作用。楊光燦［8］分別從城市道路交通、公共交通、私人交通等方面對上海市的交通現(xiàn)狀進行了描述，分析了上海交通擁堵問題的形成原因，提出解決上海城市擁堵問題的建議。筆者主要研究太倉港開通至洋山港的集裝箱航線后對上海主要貨運路段的交通狀況的影響。

1 計算方法

1.1 集裝箱運輸成本

1.1.1 公 路

集裝箱公路運輸車輛通常包括牽引車和半掛車，多為柴油機型。集卡公路運輸成本可分為固定成本和可變成本兩個部分。固定成本一般包括車輛保險費C1、車輛折舊費C2、司機工資C3、運輸管理費C4等;可變成本包括燃油費C5、過路過橋費C6、車輛維修保養(yǎng)費C7等。每次運輸總成本C=（C1+C2+C3+C4+C5+C6+C7）/n，其中n為運輸次數(shù)。

1.1.2 水 路

集裝箱船舶運輸一般選用必要運費率RFR［9］（元/TEU）為成本評價指標:

式中:i為企業(yè)基準收益率，取8%;n為船舶使用期或資金回收期，取18 a;Yc為年營運總成本;S2為年折舊費;P為船舶造價;RL為船舶殘值;Q為單船年運量。

1.2 CO2排放量

根據(jù)《政府間氣候變化專業(yè)委員會（IPCC）溫室氣體基線和良好做法指導》，有兩種對溫室氣體進行計算的方法，筆者選取其中簡化的計算方法，以燃料的供給與消費資訊為基礎(chǔ)，即總排放量=能源消耗量×排放系數(shù)。

1.2.1 單一公路運輸

集卡的CO2排放量與運輸過程中燃油的消耗量有關(guān)，具體可以通過式（1）進行計算:

式中:Etruck為公路運輸?shù)腃O2排放量，t;Dtruck為運輸距離，km;Wtruck為貨物重量，t;TEtruck為每噸貨物每千米運輸中CO2排放量，kg/（t·km）;G為每噸貨物每千米運輸中消耗的能源量，L/（t·km）;F為CO2排放系數(shù)，即單位能源消耗的CO2排放量。

1.2.2 水陸聯(lián)運

水陸聯(lián)運方式下CO2排放量分為公路運輸和水路運輸兩個部分，如式（2）:

式中:Etruck為公路運輸?shù)腃O2排放量，t;Eship為水路運輸?shù)腃O2排放量，t;Cij為船舶處在第i種運行模式下（包括航行、停泊）第j種燃油的消耗量，t;Ti為船舶處在第i中運行模式下的時間，d;FCj為第j種燃料的消耗率，t/d;CFj為基于含碳量的非空間轉(zhuǎn)換因子，對于一般燃料，CF的值見表 1［6］。

表1 各種燃料的CF值Table 1 CF value of different kinds of fuels

1.3 交通流量

根據(jù)文獻［10］，年日均集卡交通需求量以及單向高峰小時交通量按式（3）、式（4）計算:

式中:AADT為年日均交通需求量，pcu/d;ET為車輛換算系數(shù)，整箱集卡取4;TJ為年集裝箱需求量，TEU;AJ為每輛集卡的平均裝箱量，TEU，取值1.86;α為集卡單程的空駛比例，近期取值0.2，遠期取值0.1，港區(qū)內(nèi)部交通取值0.2;Q為單向高峰小時交通量，pcu/h;K1為交通量月變特征系數(shù)，取值1.2;K2為交通量日變特征系數(shù)，取值1.5;K3為日高峰小時流量比，取值0.08;K4為方向不均勻系數(shù)，取值 0.53。

2 公路運輸與水陸聯(lián)運的比較

蘇州是外貿(mào)進出口的重要地區(qū)，2010年蘇州地區(qū)的外貿(mào)集裝箱量為613 779 TEU，相比2009年增加了14.4%，外貿(mào)進出口額達到2.74×1012美元，占全國進出口總值的9.3%。太倉港—洋山港的集裝箱航線開通后，蘇州經(jīng)由上海港進出口貨物可以有兩條運輸路線（圖1）。

圖1 蘇州地區(qū)到洋山港運輸路線Fig.1 Transportation route from Suzhou area to Yangshan port

線路1是全程通過公路運輸，一般蘇州的貨物運至上海境內(nèi)后主要通過S20外環(huán)高速公路以及G1501繞城高速進行運輸，而東海大橋以及S2滬蘆高速公路是洋山港公路集疏運的唯一通道。圖中選取的行駛路線為G42京滬高速—S20外環(huán)高速—S2滬蘆高速—東海大橋。

線路2是采用水陸聯(lián)運的方式，蘇州地區(qū)的出口貨物通過公路送至太倉港，然后由太倉港通過“穿梭巴士”送至洋山港出口。歐洲進口的貨物通過“穿梭巴士”送至太倉港，再經(jīng)公路運輸至各企業(yè)。

2.1 集裝箱運輸成本計算

集裝箱貨物從蘇州地區(qū)出發(fā)到洋山港這一運輸過程，其公路運輸涉及成本有:蘇州—洋山港公路運輸成本、洋山港口收費;水陸聯(lián)運涉及成本有:蘇州—太倉港公路運輸成本、太倉港口收費和水水中轉(zhuǎn)成本（包括駁船裝卸費）。港口收費中汽車裝卸費、港務(wù)費收取標準相同，其他費用也相差不大，為簡化對比，線路1只計算蘇州到洋山港公路運輸成本，線路2只計算蘇州到太倉港公路運輸成本和水水中轉(zhuǎn)成本。

2.1.1 線路 1

蘇州—洋山港的公路運輸距離約190 km，選取一般的解放車作為研究對象，假設(shè)集卡運輸當天空車返回，每天往返1次，一個月運營24 d，即月運輸次數(shù)n為24，計算每月運輸成本然后再平攤到每次運輸?shù)某杀尽?jù)筆者對上海港調(diào)研資料，公路運輸成本計算見表2。

表2 公路運輸成本Table 2 Costs of road transport

由表2計算可知，一輛合格集卡每月運輸總成本為37 608元，集卡每月運輸24次，每次運輸一個標準集裝箱，成本平攤到每個標箱，則線路1的運輸成本為1 567元/TEU。

2.1.2 線路 2

從蘇州地區(qū)到太倉港區(qū)大概80 km，按照表2的算法可以知道這部分公路運輸成本為804元/TEU。太倉港到洋山港里程大概90 n mile，水水中轉(zhuǎn)選取252 TEU集裝箱機動駁船，該船型資料如表3［11］。

表3 252 TEU集裝箱機動駁船資料Table 3 Data of 252 TEU container barge

船舶從太倉港出發(fā)到達洋山港，次日返回，選用必要運費率RFR（元/TEU）為成本評價指標，各評價指標的計算方法如表4，表中資料來自筆者對上海港的調(diào)研。

通過計算可以得出252 TEU集裝箱機動駁船從太倉港到洋山港水水中轉(zhuǎn)成本為537元/TEU，所以線路2運輸成本為804+537=1 341（元/TEU）。

公路和水路成本計算只選用一種集卡和船舶，而且計算可變成本時很多費用都會隨時間而變化，結(jié)果難免會有誤差，但總的來說水水中轉(zhuǎn)模式成本優(yōu)勢不是非常明顯，線路1運輸成本為1 567元/TEU，線路2運輸成本為1 341元/TEU，相差226元/TEU。

表4 水水中轉(zhuǎn)成本Table 4 Costs of waterway transport

2.2 CO2排放量計算

2.2.1 線路 1

運輸20 t的貨物來回一趟總共的耗油量為65 L/（100 km），從而可以計算運送每噸貨物每公里運輸中消耗的能源數(shù)量為:

根據(jù)2006年IPCC溫室氣體排放清單指南收錄，柴油的CO2排放系數(shù)為2.73 kg/L，因此每噸貨物每公里運輸中的CO2排放量為:

則從蘇州運輸每噸貨物至洋山港來回一趟的CO2排放量為:

2.2.2 線路 2

公路運輸單位貨物的CO2排放量為:Etruck=TEtruck×Wtruck×Dtruck×10-3=7.10×10-3（t）。

252 TEU集裝箱船舶的航速為12 kn，重油消耗率為7.2 t/d，輕柴油的消耗率為0.75 t/d，船舶的裝載率取75%，洋山港和太倉港港口裝卸效率分別為48 TEU/h，35 TEU/h。

則可以計算出一次船舶航行運輸總CO2排放量為:

分攤到每TEU貨物的CO2排放量為:

假設(shè)每個集裝箱的重量為20 t，則水路運輸部分每噸貨物CO2排放量為2.29×10-3t。

從而，從蘇州采用水陸聯(lián)運的方式將每噸貨物運至洋山港的過程中CO2總排放量為9.39×10-3t。

表5為近年來太倉港的外貿(mào)集裝箱貨物量［12］。假設(shè)其中有50%的貨物是經(jīng)過穿梭巴士運輸?shù)?，由此可以計算這些貨物采用公路運輸或者水陸聯(lián)運方式下的CO2排放量。

表5 兩種運輸方式下CO2排放量對比Table 5 Comparison of CO2emissions between two modes of transport

若采用水陸聯(lián)運的方式，從蘇州運至洋山港每噸貨物可以減少7.47×10-3t的CO2排放量。以2011年的數(shù)據(jù)為例，對比可以發(fā)現(xiàn)，采用“穿梭巴士”的方式，可以減少CO2排放量1.33×105t。

根據(jù)分析，水陸聯(lián)運的方式將會減少大量的CO2排放量，若企業(yè)參與碳交易，將水水中轉(zhuǎn)減少的CO2作為商品通過碳交易市場出售（表6），按當前中國碳市場83.22元/t左右的價格計算（人民幣對歐元匯率取1歐元=8.321 6元人民幣），以2011年為例，碳交易額達到1 110萬元人民幣，對于企業(yè)而言是相當大的一筆經(jīng)濟效益。

表6 各年的碳交易額Table 6 Amount of carbon trading in each year/（萬元）

2.3 交通流量計算

S20外環(huán)線是目前上海最重要的貨運通道，貨物經(jīng)過外環(huán)線周轉(zhuǎn)的比例為21%。就各路段而言，流量較高的路段集中在外環(huán)線西段和南段的浦西部分，近黃浦江的路段流量也較高，容易發(fā)生交通擁堵。根據(jù)交通流量式（3）、式（4）可以計算出如果蘇州地區(qū)水水中轉(zhuǎn)的貨物量全部通過線路1運至洋山港，假設(shè)穿梭巴的貨運量占到太倉港集裝箱吞吐量的50%，由此產(chǎn)生的集卡流量以及占外環(huán)線通行能力的比例情況如表7［12］。2010年，若將水水中轉(zhuǎn)部分改為公路運輸，由此產(chǎn)生的單向高峰小時交通流量為764 pcu/h，占外環(huán)線通行能力的 15.92%。

表7 集卡流量以及占外環(huán)線通行能力的比例Table 7 Truck flow and its proportion of road capacity in outer ring road

東海大橋按雙向6車道加緊急停車帶的高速公路標準設(shè)計，單向車道數(shù)為3條 ，設(shè)計通行能力為1 200 pcu/h。表8列出了近幾年東海大橋的單向高峰小時流量以及加上水水中轉(zhuǎn)部分的集卡后的單向高峰小時流量［13］。

表8 單向高峰小時流量及占東海大橋的通行能力比例Table 8 One-way truck flow（per hour）in rush hours and its proportion of road capacity in East Sea Bridge

可以看出，外環(huán)線和東海大橋的交通運行狀況都基本達到飽和，如果加上水水中轉(zhuǎn)部分的集卡流量，會加劇道路的擁擠程度，并且集卡一旦發(fā)生交通事故或車輛拋錨等突發(fā)狀況，便會出現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象。太倉港—洋山港集裝箱航線開通后，蘇州地區(qū)一部分的貨運量轉(zhuǎn)移到水運上，減少了集卡流量，一定程度上緩解了交通擁堵的狀況。

3 結(jié)論

通過對從蘇州到洋山港短距離集裝箱運輸涉及的成本、CO2排放量及對交通的影響的研究，得到以下結(jié)論:

1）水陸聯(lián)運的成本優(yōu)勢不是非常明顯，但能源消耗少，能夠有效地減少運輸工具造成的環(huán)境污染。

2）蘇州地區(qū)水水中轉(zhuǎn)的集裝箱如果改為公路運輸運至洋山港會增加集卡流量，進一步惡化主要路段的交通情況。因此，太倉港開通至洋山港的集裝箱航線能夠改善上海主要路段的交通擁堵問題。

3）水水中轉(zhuǎn)模式相比于其它轉(zhuǎn)運方式更加高效環(huán)保，不僅能緩解公路的運輸壓力，同時也促進了我國集裝箱水水中轉(zhuǎn)的發(fā)展，具有重要的戰(zhàn)略意義。

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Analysis of Container Transportation in Yangtze River Delta:Waterway-Road Transport Versus Road Transport

Lu Wei，Yan Xiaowen，Lu Chunxia
（School of Naval Architecture，Ocean＆ Civil Engineering，Shanghai Jiaotong University，Shanghai 200240，China）

Taking the container transportation from Suzhou to Yangshan port as an example，the advantages and disadvantages between waterway-road transport and road transport are analyzed by calculating transportation costs，carbon dioxide emissions and traffic flow.It is shown that the waterway-road transport from Suzhou to Yangshan Port has no obvious costs advantage，but it plays a significant role in environmental protection and improving traffic conditions;water-to-water transfer in Yangtze River Delta has great significance.

container transport;transportation costs;carbon dioxide emissions;traffic flow;waterway-road transport

U 169.62

A

1674-0696（2013）02-0274-06

10.3969/j.issn.1674-0696.2013.02.22

2012-05-21;

2012-07-10

國家自然科學基金項目（90924005）

盧 瑋（1988—），男，江西贛州人，碩士研究生，主要從事航運金融方面的研究。E-mail:reedlu@sjtu.edu.cn。