船舶排放控制區(qū)對瓊州海峽航運企業(yè)的影響研究

◎劉新亮 廣東海洋大學海運學院 楊曉華 湛江二中港城中學

1.引言

隨著人們物質生活的不斷提升，對環(huán)境舒適度的追求不斷增加，這也是“中國夢”的一個具體體現(xiàn)。現(xiàn)在越來越多的國家和地區(qū)建立排放控制區(qū)，以控制當?shù)氐目諝馕廴?。我國政府對于排放控制區(qū)的設置起步較晚，這意味著低標準船舶將可能涌入我國市場。為此，交通運輸部水運局陸續(xù)出臺了排放控制區(qū)執(zhí)行方案，建立中國自己的排放控制區(qū)，并依靠法律推行。國內關于對船舶ECA對航運業(yè)的影響及應對措施頗為關注，采取有效的措施降低船舶尾氣對大氣的污染成為研究的重點。我國的學者對船舶ECA的執(zhí)行進行了研究，同時對實行排放控制后航運企業(yè)應當采取的措施也有所涉獵，但是針對性不強，不能引起航運企業(yè)足夠重視，以至于采取行動遲緩。國外一些學者還對應對船舶ECA所采取的措施，進行科學實驗，驗證其效果；但是沒有對各種有效策略進行經濟性分析，有些方法長期經濟效益差，避免航運企業(yè)盲目行動。

海南自由貿易試驗區(qū)建設，中央支持海南推進自由貿易港建設，海南發(fā)展勢不可擋，湛江也將成為對接海南經濟發(fā)展的前沿基地，作為連接海南和湛江的黃金水道-瓊州海峽備受關注，架在兩地之間不是橋梁，而是行駛在這條黃金水道上的50幾條客滾船。但是，瓊州海峽客滾船給大氣環(huán)境所造成的污染卻被人們所忽視，因此，采取適當?shù)拇胧┙档痛芭欧艔U氣對環(huán)境的破壞更是無從談起。截至2020年初，由于船舶排放廢氣已占到全部空氣污染物排放總量的12%以上，世界環(huán)保組織和國際海事組織也開始關注海上交通運輸工具所造成的大氣污染問題，在全球范圍內劃定了船舶排放控制區(qū)（簡稱ECA）。我國為了減少船舶排放廢氣造成的大氣污染，也陸續(xù)劃定船舶排放控制區(qū)。2016年1月1日起，交通運輸部制定的《船舶排放控制區(qū)實施方案》陸續(xù)實施，2019年交通運輸部的調整方案中，明確排放控制區(qū)范圍包括瓊州海峽水域（如：圖1），而且對于排放要求逐步提高。瓊州海峽客滾船運輸在中國經濟發(fā)展中占據極為重要的地位，排放控制區(qū)的建立和實施對瓊州海峽航運業(yè)的影響不容小視。瓊州海峽客滾運輸給瓊州海峽帶來的環(huán)境污染問題急需解決，瓊州海峽航運企業(yè)必須考慮使用其他燃料替代傳統(tǒng)燃油或者使用其他應對措施，通過靈活和前瞻性的應對措施，積極履行MARPOL公約所制定的關于硫排放控制區(qū)和氮排放控制區(qū)的相關規(guī)章和要求，逐步降低瓊州海峽客滾船廢氣排放對大氣環(huán)境所產生的不利影響。

圖1 瓊州海峽船舶排放控制

2.船舶ECA對瓊州海峽航運企業(yè)的影響數(shù)學模型

在這一節(jié)里，我們建立多元線性船舶排放控制區(qū)對瓊州海峽航運企業(yè)的影響數(shù)學模型。設：

p：ECA對航運企業(yè)年收入減少百分比；

p：ECA對碼頭企業(yè)年收入減少百分比；

p：ECA對船舶設備制造企業(yè)年收入減少百分比；

p：EC A 對船東年收入減少百分比；

p：ECA對粵瓊企業(yè)年收入增加百分比；

q：船舶排放控制區(qū)對瓊州海峽航運市場的影響指數(shù)（定義為瓊州海峽航運業(yè)年收入減少百分比）；

則多元線性船舶排放控制區(qū)對瓊州海峽航運企業(yè)的影響數(shù)學模型為：

式中a為權重系數(shù)，k=1,2,..M.M=5為船舶排放控制區(qū)影響企業(yè)種類數(shù)，ε為服從均值為零，方差為σ的正態(tài)分布N(0,σ)。設觀察值為 (q ,,,...,)，k=1,2,..,N,代入線性模型，有：

取：

則有矩陣表達式：

根據最小二乘法，取誤差最小，得到系數(shù)向量A的計算式：

誤差向量的值取為：

各因素之間的相關矩陣為：

式中E(P)表示隨機變量P的數(shù)學期望，D(P)表示隨機變量P的方差。在知道觀察值的情況下，可以通過如下公式得到數(shù)學期望和方差：

其計算過程為：

（1）收集數(shù)據；

（2）對數(shù)據進行歸一化處理，并進行線性化檢驗；

（3）計算相關系數(shù)矩陣；

（4）回歸計算；

（5）對結果進行分析。

3.影響指數(shù)計算研究

為了求出上面線性模型中的系數(shù)，本文選N=332個觀察數(shù)據，應用SPSS統(tǒng)計軟件，計算得回歸方程為：

由上面公式，可知航運企業(yè)年收入減少百分比的系數(shù)值最大，它是對瓊州海峽航運市場的影響指數(shù)貢獻最大的實體。船舶設備制造企業(yè)年收入減少百分比對瓊州海峽航運市場的影響指數(shù)影響最小。如果僅計算航運企業(yè)年收入減少百分比的情況下，上式轉變成：

類似，只考慮單因素時，有：

則回歸方程寫為無量綱形式：

下面我們將給出計算的結果并且就結果給予分析。

4.計算結果及分析

根據上面計算公式，我們計算了船舶排放控制區(qū)對瓊州海峽航運市場的影響指數(shù)隨航運企業(yè)，碼頭企業(yè)，船舶設備制造企業(yè)，粵瓊企業(yè)變化，其結果繪于圖1。圖中星號是實測的數(shù)據，實線是計算的值。這里有5張子圖。圖2(a)，為船舶排放控制區(qū)隨航運企業(yè)瓊州海峽航運市場的影響指數(shù)之間存在的關系。圖2(b)為瓊州海峽航運市場的影響指數(shù)隨碼頭企業(yè)的變化，圖2(c)為瓊州海峽航運市場的影響指數(shù)隨船舶設備制造企業(yè)，圖2(d)為瓊州海峽航運市場的影響指數(shù)隨船東企業(yè)的變化，圖2(e)為瓊州海峽航運市場的影響指數(shù)粵瓊企業(yè)的變化。

圖2 瓊州海峽航運市場的影響指數(shù)隨航運企業(yè)，碼頭企業(yè)，船舶設備制造企業(yè)，粵瓊企業(yè)的變化

計算船舶排放控制區(qū)對瓊州海峽航運市場的影響指數(shù)與實測數(shù)據之相關系數(shù)為0.9521，各類企業(yè)之間的相關矩陣見表1。由表可知，相關系數(shù)矩陣是對稱的，這是由計算公式決定而得到。由表可知，航運企業(yè)年收入減少百分比與ECA對碼頭企業(yè)年收入減少百分比的相關系數(shù)為0.45309，ECA對碼頭企業(yè)年收入減少百分比與粵瓊企業(yè)年收入增加百分比的相關系數(shù)為0.4141，ECA對船舶設備制造企業(yè)年收入減少百分比與ECA對船東年收入減少百分比為0.4625，它是最大的相關系數(shù)。最小的是ECA對航運企業(yè)年收入減少百分比與ECA對船東年收入減少百分比的相關系數(shù)為0.0219。

表1 各類企業(yè)之間的相關矩陣

對數(shù)據分析可知，在公式（19）中可以知道航運企業(yè)的權重系數(shù)最大，說明航運企業(yè)受到的影響最大；另一方面，從相關矩陣可以得到瓊州海峽航運業(yè)受粵瓊企業(yè)的沖擊很大。這為定量計算航運企業(yè)受影響的程度做下鋪墊，解決“是否有影響的問題”。

5.結論

本文根據統(tǒng)計理論，瓊州海峽排放控制區(qū)方案的陸續(xù)執(zhí)行，瓊州海峽航運企業(yè)將受到較大影響，但是相關企業(yè)重視度不足，本研究建立了排放控制區(qū)對相關航運企業(yè)綜合效益影響指數(shù)計算模型，找出影響因素并得到關聯(lián)度系數(shù)，提高企業(yè)的重視度。建立了排放控制區(qū)對相關航運企業(yè)效益的影響數(shù)學模型，給出了綜合效益影響指數(shù)多元線性計算公式，根據實際數(shù)據進行無量綱分析，將數(shù)據換化為無量綱形式，求出不同企業(yè)的影響權重，給出了相關矩陣及計算結果與實測結果的相關系數(shù)，其數(shù)值達0.95以上，得出了受到船舶排放控制區(qū)影響的企業(yè)。航運企業(yè)受到的影響最為嚴重，本文可以提高航運企業(yè)對排放控制區(qū)造成影響的重視，為企業(yè)的綠色發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展助力。研究成果的實施，不僅可以有效降低船舶排放控制區(qū)ECA對瓊州海峽航運業(yè)的影響，減小船舶對瓊州海峽大氣環(huán)境的污染，助力瓊州海峽航運業(yè)綠色發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展。同時，為瓊州海峽航運企業(yè)應對船舶排放控制區(qū)ECA提供科學有效的應對措施，提升了瓊州海峽客滾船運輸?shù)母偁幜?，降低了環(huán)保帶來的壓力。對腹地經濟將會起到重要的促進作用，是湛江對接海南自由貿易港的需要，同時能夠促進海南自由貿易區(qū)、環(huán)北部灣地區(qū)和湛江經濟社會發(fā)展。將會使湛江以更加積極的狀態(tài)融入“一帶一路”。同時本研究也對湛江搶抓國家實施海洋強國和“一帶一路”兩大戰(zhàn)略，建設國家戰(zhàn)略支點城市，北部灣中心城市，廣東副中心城市，建設海洋經濟強市有著積極的作用。