自動(dòng)化集裝箱碼頭的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益分析

汪 超，申勇鋒

(中交第四航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 廣州 510290)

近年來，隨著科技進(jìn)步和集裝箱海運(yùn)業(yè)的快速發(fā)展、綠色低碳發(fā)展理念的不斷踐行以及交通強(qiáng)國戰(zhàn)略的實(shí)施和建設(shè)世界一流港口的持續(xù)推進(jìn)，自動(dòng)化集裝箱碼頭在我國迅猛發(fā)展，截至2021年底，我國已建成10座自動(dòng)化集裝箱碼頭，并有7座在建，已建和在建規(guī)模均位居世界首位。

后疫情時(shí)期，在集裝箱運(yùn)輸需求增速放緩、企業(yè)經(jīng)營成本不斷攀升、港口收費(fèi)減并等因素影響下，港口企業(yè)經(jīng)營壓力持續(xù)增加，對服務(wù)功能和質(zhì)量提出更高的要求。目前建成投產(chǎn)的自動(dòng)化碼頭包括廈門遠(yuǎn)海、上海洋山四期、青島前灣一和二期、天津五洲國際、深圳媽灣、日照石臼、天津港北疆C段等，在建的自動(dòng)化碼頭包括廣州港南沙四期、欽州港大欖坪南碼頭等，上述工程的建設(shè)標(biāo)志著我國已全面掌握了自動(dòng)化碼頭設(shè)計(jì)建造、裝備制造、系統(tǒng)集成和運(yùn)營管理全鏈條的關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了從“跟跑、并跑到領(lǐng)跑”的轉(zhuǎn)變。然而，在實(shí)踐中也面臨著資金、技術(shù)等方面的挑戰(zhàn)，地方政府和投資商需要綜合評估投入產(chǎn)出方可做出科學(xué)決策。

1 自動(dòng)化集裝箱碼頭的財(cái)務(wù)效益

相比于傳統(tǒng)碼頭，自動(dòng)化集裝箱碼頭大部分以新建為主，由于基礎(chǔ)設(shè)施和港工設(shè)備的智能化以及人工智能、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)的應(yīng)用，自動(dòng)化集裝箱碼頭的建設(shè)成本相對較高、投資規(guī)模更大，根據(jù)相關(guān)碼頭工程的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，自動(dòng)化集裝箱碼頭投資比傳統(tǒng)碼頭提高25%～40%，數(shù)據(jù)見表1。

表1 部分自動(dòng)化集裝箱碼頭投資對比

營業(yè)收入方面，由于自動(dòng)化碼頭和傳統(tǒng)碼頭提供的裝卸服務(wù)是一致的，執(zhí)行統(tǒng)一的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，因此，較高的碼頭投資并沒有創(chuàng)造出更多的溢價(jià)。

經(jīng)營成本方面，根據(jù)沿海集裝箱碼頭生產(chǎn)運(yùn)營管理經(jīng)驗(yàn)，大型集裝箱碼頭經(jīng)營成本為35～40元/TEU。若按照自動(dòng)化碼頭建設(shè)，人力成本將大幅降低，但維修保養(yǎng)費(fèi)用以及電力費(fèi)用支出增加，綜合評估預(yù)計(jì)經(jīng)營成本仍將有所下降，預(yù)計(jì)為30元/TEU，節(jié)約10%～15%。

根據(jù)上述條件，在全自動(dòng)化碼頭方案下，雖然節(jié)約了經(jīng)營成本，但建設(shè)投資增加了25%～40%，融資前稅前項(xiàng)目內(nèi)部收益率略高于沿海港口7%的基準(zhǔn)收益率。根據(jù)沿海港口集裝箱碼頭的運(yùn)營管理經(jīng)驗(yàn)，一般集裝箱碼頭可以達(dá)到10%左右的水平?；谀壳暗耐顿Y水平，從財(cái)務(wù)效益的角度，傳統(tǒng)碼頭相對于自動(dòng)化碼頭更具有優(yōu)勢。按照工程可行性研究口徑，部分自動(dòng)化集裝箱碼頭融資前稅前項(xiàng)目內(nèi)部收益率為：華北A港8.81%，華南A港7.44%，華南B港8.51%，華南C港8.47%[1-4]。

因此從實(shí)踐上看，目前投資建設(shè)自動(dòng)化碼頭的港口包括上海港、廣州港、天津港、廈門港等我國沿海大型樞紐港口，而小型港口缺乏相應(yīng)的資金實(shí)力和足夠的集裝箱箱源支撐，目前并不具備建設(shè)自動(dòng)化集裝箱碼頭的條件。

2 自動(dòng)化集裝箱碼頭的經(jīng)濟(jì)效益

2.1 節(jié)省人力成本

根據(jù)對粵港澳大灣區(qū)主要港口集團(tuán)的集裝箱碼頭用工調(diào)研情況，由于薪資、工作環(huán)境、工作地點(diǎn)等因素，港口工人招聘難的問題普遍存在，已經(jīng)出現(xiàn)了新老司機(jī)斷層的情況。目前20～30歲的年輕人普遍認(rèn)為港口行業(yè)既辛苦也沒有前途，且在港口工作自我價(jià)值和幸福感缺失，存在相關(guān)?？圃盒W(xué)生跨行業(yè)求職的現(xiàn)象。未來隨著人口紅利的減少，這一情況仍將繼續(xù)影響港口運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展。

與傳統(tǒng)碼頭相比，全自動(dòng)碼頭集裝箱的裝卸主要依靠自動(dòng)化裝卸設(shè)備和無人駕駛運(yùn)載車。通過在碼頭上實(shí)現(xiàn)無人駕駛、場橋一對多操作、電子監(jiān)控輔助安全員巡邏等作業(yè)模式，有效減少碼頭操作人員環(huán)節(jié)用工緊張的情況。以青島港全自動(dòng)化碼頭為例，由于應(yīng)用了5G+自動(dòng)化、機(jī)器視覺+自動(dòng)化、三維可視化運(yùn)維平臺等前沿技術(shù)，使每天在班的生產(chǎn)作業(yè)人員不超過25人，節(jié)省人力成本70%～80%[5]。部分自動(dòng)化集裝箱碼頭人力成本節(jié)約情況為：青島前灣節(jié)約70%～80%，廈門遠(yuǎn)海節(jié)約90%，廣州港南沙四期節(jié)約70%。

2.2 降低能源消耗

傳統(tǒng)港口集裝箱碼頭的岸橋、堆場輪胎吊等機(jī)械設(shè)備普遍存在單位能耗高、排放和噪聲大等缺點(diǎn)。自動(dòng)化碼頭機(jī)械設(shè)備一般采用全電驅(qū)動(dòng)、智能化控制和自動(dòng)化運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)零排放，將單位耗能降至最低。以天津港北疆港區(qū)C段智能化集裝箱碼頭為例，設(shè)施設(shè)備采用電力驅(qū)動(dòng)，由“風(fēng)光儲(chǔ)荷一體化”系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)綠電自主供應(yīng)，全程零碳排放，較傳統(tǒng)自動(dòng)化集裝箱碼頭能耗降低17%以上[6]。同時(shí)，自動(dòng)化碼頭均配建有船舶岸電設(shè)備，在船舶靠港時(shí)通過岸電設(shè)備獲取能源，直接減少了能源消耗和碳排放。因此，自動(dòng)化碼頭是我國建設(shè)綠色港口的有益實(shí)踐，有助于“碳達(dá)峰”和“碳中和”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。部分自動(dòng)化集裝箱碼頭能耗降低情況為：洋山四期降低40%，日照石臼降低50%，廈門遠(yuǎn)海降低25%，天津港北疆港區(qū)C段降低17%。

2.3 降低安全隱患

港口裝卸涉及高空作業(yè)，屬于高危行業(yè)；在水平運(yùn)輸和堆場作業(yè)，目前存在專業(yè)司機(jī)招工難、年齡大、安全事故多等問題，而且大部分的安全事故都是由于不遵守規(guī)章制度、違反操作規(guī)范、疲勞作業(yè)、麻痹大意等人為因素造成的，要消除這些人為的不安全因素，就必須考慮減少人員與設(shè)備的接觸，實(shí)現(xiàn)人機(jī)分離[7]，自動(dòng)化碼頭的出現(xiàn)有效解決了這一問題。

在疫情時(shí)期，公共衛(wèi)生安全突發(fā)事件對港口生產(chǎn)也產(chǎn)生了較大影響。2021年春節(jié)期間大量集卡司機(jī)因疫情停工返鄉(xiāng)，節(jié)后整個(gè)上海港約7 000名司機(jī)沒有及時(shí)返崗，直接導(dǎo)致了上海港無法正常運(yùn)營。同年5月，深圳港鹽田港區(qū)西作業(yè)區(qū)因疫情封閉，直接導(dǎo)致碼頭作業(yè)效率下降超過50%，多個(gè)船公司選擇跳港，對碼頭運(yùn)營影響較大。因此，由于封控、感染等因素導(dǎo)致一線作業(yè)人員不斷減少、專班作業(yè)人員換班困難的情況，隨著疫情的延長更加凸顯出來。

根據(jù)對自動(dòng)化碼頭的相關(guān)調(diào)查顯示，近65%的碼頭運(yùn)營商認(rèn)為港口自動(dòng)化操作可以提高安全性能。在自動(dòng)化碼頭，由于操作工人遠(yuǎn)離一線生產(chǎn)現(xiàn)場，極大程度地減少了安全事故的發(fā)生率，降低安全隱患；同時(shí)操作現(xiàn)場的無人化滿足了防疫要求，避免一線作業(yè)人員確診導(dǎo)致碼頭停工的情況，降低防疫成本，規(guī)避了疫情對生產(chǎn)運(yùn)營可能造成的影響。

2.4 節(jié)約發(fā)展空間

傳統(tǒng)碼頭的集裝箱堆場高度有限，一般采用“堆四過五”或者“堆五過六”的方案，堆存空間有限，只能單純依靠增加面積提供堆存通過能力。目前正在研究的立體式自動(dòng)化空箱庫，與同能力堆場相比可以節(jié)省約40%的用地。

由全球最大的港口運(yùn)營商迪拜環(huán)球等聯(lián)合設(shè)計(jì)開發(fā)的高灣倉儲(chǔ)(HBS)系統(tǒng)，通過機(jī)架結(jié)構(gòu)提高了空間利用率，節(jié)約土地，實(shí)現(xiàn)從單一平面向立體互聯(lián)的升級，為后方土地資源稀缺的港口提供了全新的發(fā)展思路，有助于緩解港城發(fā)展的沖突和矛盾，更好地促進(jìn)港城和諧發(fā)展，在環(huán)境影響和經(jīng)濟(jì)利益之間找尋平衡，最大限度地提高港口經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的資源使用率，減少港區(qū)對外區(qū)域環(huán)境的負(fù)面影響，提升港區(qū)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境綜合效益。

3 自動(dòng)化集裝箱碼頭的社會(huì)效益

3.1 提升港口形象

全自動(dòng)化碼頭被譽(yù)為“港口科技王冠上的明珠”，自動(dòng)化集裝箱碼頭的建設(shè)通過與生俱來的“智慧”氣質(zhì)，為港口帶來了明顯的明星效應(yīng)，極大程度地吸引了社會(huì)關(guān)注度。以青島港為例，自動(dòng)化碼頭已經(jīng)成為當(dāng)?shù)氐臒衢T景點(diǎn)，多次刷新裝卸效率的世界紀(jì)錄也多次成為新聞熱點(diǎn)，大幅提升了港口的公眾形象和社會(huì)影響，對爭取班輪航線和箱源發(fā)揮了重要作用，同時(shí)其智慧、綠色和安全的碼頭界面有效扭轉(zhuǎn)了公眾關(guān)于碼頭臟亂差的舊印象，為港口業(yè)的發(fā)展樹立了新標(biāo)桿。

3.2 體現(xiàn)人文關(guān)懷

在傳統(tǒng)集裝箱碼頭，司機(jī)無論面臨怎樣的惡劣天氣和工作環(huán)境，都需要登上數(shù)十米高的岸橋，進(jìn)行長時(shí)間的低頭操作作業(yè)，屬于特別高強(qiáng)度、高風(fēng)險(xiǎn)的現(xiàn)場作業(yè)崗位。大部分碼頭采用三班制，碼頭工人每個(gè)月僅有3 d的休息時(shí)間，造成了對年輕人吸引力不足、新老司機(jī)斷層的現(xiàn)象。自動(dòng)化碼頭將人員的現(xiàn)場作業(yè)通過自動(dòng)化的改造轉(zhuǎn)移到控制室進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，體現(xiàn)以人為本的安全生產(chǎn)工作理念。自動(dòng)化改善了港口工作環(huán)境，讓碼頭工人從“藍(lán)領(lǐng)”變成了“準(zhǔn)白領(lǐng)”。

在我國自動(dòng)化碼頭的實(shí)踐中，傳統(tǒng)碼頭的工人數(shù)量可減少60%～70%。同時(shí)，碼頭效率的提高和競爭力的提升，間接增加整個(gè)供應(yīng)鏈的就業(yè)。根據(jù)國外的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，自2015年(洛杉磯港和長灘港開始過渡到自動(dòng)化操作)以來，在洛杉磯港和長灘港相關(guān)產(chǎn)業(yè)注冊勞動(dòng)力增長了11.2%。

3.3 引領(lǐng)行業(yè)變革

從廈門遠(yuǎn)海碼頭的“中國首個(gè)全自動(dòng)化碼頭、全球首個(gè)第四代自動(dòng)化碼頭”、青島港前灣四期“亞洲首個(gè)真正意義上的全自動(dòng)化集裝箱碼頭”到天津港北疆港區(qū)C段“全球首個(gè)智慧零碳碼頭”，已經(jīng)從“第一”“最大”逐步向“智慧”“自動(dòng)化程度最高”“5G”等轉(zhuǎn)變，顯示出科技推動(dòng)行業(yè)發(fā)展。未來隨著5G、區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)、數(shù)字孿生等技術(shù)在港口落地，智能理貨、智慧閘口、智能安防、大數(shù)據(jù)分析等應(yīng)用不斷涌現(xiàn)，更加智慧、智能的港口成為趨勢，不斷地推進(jìn)港航業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。

3.4 貢獻(xiàn)中國方案

經(jīng)過不斷創(chuàng)新，我國已經(jīng)在自動(dòng)化集裝箱碼頭上擁有自己的核心技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。如廣州港南沙四期碼頭采用全球首創(chuàng)的“單小車自動(dòng)化岸橋、北斗導(dǎo)航無人駕駛智能集卡、堆場水平布置側(cè)面裝卸、港區(qū)全自動(dòng)化”的“廣州方案”等[8]。我國自動(dòng)化碼頭建設(shè)為世界貢獻(xiàn)了“中國方案”，凸顯了中國智慧和中國力量，大幅提升了我國港口的國際形象和影響力。目前，我國的自動(dòng)化集裝箱碼頭建設(shè)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)已走出國門，如以色列海法港、阿布扎比哈里發(fā)港二期等自動(dòng)化碼頭在總平面布置、裝卸工藝等方面均采用了我國的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)論

1)相比于傳統(tǒng)碼頭，自動(dòng)化集裝箱碼頭雖然節(jié)省了經(jīng)營成本，但建設(shè)投資的大幅增加使得項(xiàng)目融資前稅前項(xiàng)目內(nèi)部收益率僅略高于沿海港口7%的基準(zhǔn)收益率，低于傳統(tǒng)碼頭方案。

2)自動(dòng)化集裝箱碼頭的外部性顯著。自動(dòng)化方案可為碼頭提高效率和能力創(chuàng)造條件，從而節(jié)約寶貴的港口資源；可有效降低碼頭安全隱患，有效助力“碳達(dá)峰”和“碳中和”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)和綠色平安港口的建設(shè)。

3)自動(dòng)化集裝箱碼頭社會(huì)效益明顯。自動(dòng)化方案顯著改善了碼頭操作工人的工作環(huán)境，體現(xiàn)了“以人為本”的發(fā)展理念；智慧、綠色和安全的碼頭界面有效提升了港口公眾形象。大量新技術(shù)的運(yùn)用為港口行業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供支撐，并向世界貢獻(xiàn)“中國方案”，提升了國際形象和影響力。

4)隨著技術(shù)成熟度不斷提升，碼頭效率將持續(xù)提升，自動(dòng)化方案的投資和運(yùn)營成本持續(xù)下降，自動(dòng)化碼頭的優(yōu)越性將逐漸顯現(xiàn)，將引領(lǐng)我國集裝箱碼頭創(chuàng)新發(fā)展。自動(dòng)化方案將成為未來集裝箱碼頭的標(biāo)配。