盧 瑋，嚴(yán)曉雯，盧春霞

（上海交通大學(xué)船舶海洋與建筑工程學(xué)院，上海 200240）

長(zhǎng)三角集裝箱公路運(yùn)輸與水陸聯(lián)運(yùn)比較

盧 瑋，嚴(yán)曉雯，盧春霞

（上海交通大學(xué)船舶海洋與建筑工程學(xué)院，上海 200240）

以蘇州經(jīng)由洋山港進(jìn)出口的集裝箱貨物運(yùn)輸為例，通過(guò)計(jì)算集裝箱運(yùn)輸成本、CO2排放量和交通流量等3個(gè)指標(biāo)，分析了集裝箱公路運(yùn)輸和水陸聯(lián)運(yùn)的優(yōu)劣。研究表明:蘇州至洋山港集裝箱水陸聯(lián)運(yùn)的成本優(yōu)勢(shì)不明顯，但對(duì)環(huán)境保護(hù)和城市交通方面起到很大的作用，對(duì)長(zhǎng)三角水水中轉(zhuǎn)意義重大。

集裝箱運(yùn)輸;運(yùn)輸成本;CO2排放量;交通流量;水陸聯(lián)運(yùn)

0 引言

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

對(duì)于多式聯(lián)運(yùn)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者大多針對(duì)具體內(nèi)河港口的集裝箱運(yùn)輸進(jìn)行分析，例如法國(guó)的Antoine Frémont，等［1］對(duì)勒阿弗爾港到巴黎短距離的集裝箱公路運(yùn)輸和水陸聯(lián)運(yùn)進(jìn)行了對(duì)比，包括組織模式和價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力，認(rèn)為水陸聯(lián)運(yùn)和公路運(yùn)輸優(yōu)劣較難評(píng)定;何靜，等［2］分析了上海洋山港海鐵聯(lián)運(yùn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)距及合理分擔(dān)率的問(wèn)題，認(rèn)為通過(guò)適當(dāng)降低鐵路集疏運(yùn)的固定費(fèi)用，可以使長(zhǎng)三角地區(qū)很多城市都成為海鐵聯(lián)運(yùn)的目標(biāo)區(qū)域;任偉［3］結(jié)合連云港港口近年來(lái)海鐵聯(lián)運(yùn)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(yùn)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(yùn)輸方式的選擇，從運(yùn)輸成本、CO2排放量和交通流量等3個(gè)方面對(duì)比分析公路運(yùn)輸與水陸聯(lián)運(yùn)的優(yōu)劣。

交通運(yùn)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(yùn)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(duì)于交通運(yùn)輸系統(tǒng)的能源消耗以及環(huán)境污染的問(wèn)題，Nam Seok Kim，等［5］從中短期的角度研究不同運(yùn)輸方式的影響，采用半生命周期評(píng)價(jià)（semi-LCA）的方法，只考慮燃料生產(chǎn)以及運(yùn)輸工具運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的排放，對(duì)比陸路運(yùn)輸和包含鐵路的多式聯(lián)運(yùn)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(cè)試方案，對(duì)比陸路運(yùn)輸與內(nèi)河水運(yùn)的CO2排放量。以上研究大多是針對(duì)單一的運(yùn)輸方式以及相互之間的比較，或是針對(duì)鐵路的多式聯(lián)運(yùn)研究，對(duì)包含水運(yùn)的多式聯(lián)運(yùn)研究不多。

交通擁堵問(wèn)題已經(jīng)成為大中城市發(fā)展過(guò)程中普遍面臨的一個(gè)嚴(yán)峻的問(wèn)題，對(duì)于港口所在的城市而言，港口集疏運(yùn)體系會(huì)對(duì)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(duì)交通造成的不良影響的措施方面進(jìn)行研究，分析了實(shí)行卡車專用道將卡車和私人小汽車分離對(duì)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(duì)上海市的交通現(xiàn)狀進(jìn)行了描述，分析了上海交通擁堵問(wèn)題的形成原因，提出解決上海城市擁堵問(wèn)題的建議。筆者主要研究太倉(cāng)港開(kāi)通至洋山港的集裝箱航線后對(duì)上海主要貨運(yùn)路段的交通狀況的影響。

1 計(jì)算方法

1.1 集裝箱運(yùn)輸成本

1.1.1 公 路

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

1.1.2 水 路

集裝箱船舶運(yùn)輸一般選用必要運(yùn)費(fèi)率RFR［9］（元/TEU）為成本評(píng)價(jià)指標(biāo):

式中:i為企業(yè)基準(zhǔn)收益率，取8%;n為船舶使用期或資金回收期，取18 a;Yc為年?duì)I運(yùn)總成本;S2為年折舊費(fèi);P為船舶造價(jià);RL為船舶殘值;Q為單船年運(yùn)量。

1.2 CO2排放量

根據(jù)《政府間氣候變化專業(yè)委員會(huì)（IPCC）溫室氣體基線和良好做法指導(dǎo)》，有兩種對(duì)溫室氣體進(jìn)行計(jì)算的方法，筆者選取其中簡(jiǎn)化的計(jì)算方法，以燃料的供給與消費(fèi)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(yùn)輸

集卡的CO2排放量與運(yùn)輸過(guò)程中燃油的消耗量有關(guān)，具體可以通過(guò)式（1）進(jìn)行計(jì)算:

式中:Etruck為公路運(yùn)輸?shù)腃O2排放量，t;Dtruck為運(yùn)輸距離，km;Wtruck為貨物重量，t;TEtruck為每噸貨物每千米運(yùn)輸中CO2排放量，kg/（t·km）;G為每噸貨物每千米運(yùn)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(yùn)

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

式中:Etruck為公路運(yùn)輸?shù)腃O2排放量，t;Eship為水路運(yùn)輸?shù)腃O2排放量，t;Cij為船舶處在第i種運(yùn)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(yùn)行模式下的時(shí)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(duì)于一般燃料，CF的值見(jiàn)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(xiàn)［10］，年日均集卡交通需求量以及單向高峰小時(shí)交通量按式（3）、式（4）計(jì)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(yuǎn)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(shí)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(shí)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(yùn)輸與水陸聯(lián)運(yùn)的比較

蘇州是外貿(mào)進(jìn)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(jìn)出口額達(dá)到2.74×1012美元，占全國(guó)進(jìn)出口總值的9.3%。太倉(cāng)港—洋山港的集裝箱航線開(kāi)通后，蘇州經(jīng)由上海港進(jìn)出口貨物可以有兩條運(yùn)輸路線（圖1）。

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

線路1是全程通過(guò)公路運(yùn)輸，一般蘇州的貨物運(yùn)至上海境內(nèi)后主要通過(guò)S20外環(huán)高速公路以及G1501繞城高速進(jìn)行運(yùn)輸，而東海大橋以及S2滬蘆高速公路是洋山港公路集疏運(yùn)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(yùn)的方式，蘇州地區(qū)的出口貨物通過(guò)公路送至太倉(cāng)港，然后由太倉(cāng)港通過(guò)“穿梭巴士”送至洋山港出口。歐洲進(jìn)口的貨物通過(guò)“穿梭巴士”送至太倉(cāng)港，再經(jīng)公路運(yùn)輸至各企業(yè)。

2.1 集裝箱運(yùn)輸成本計(jì)算

集裝箱貨物從蘇州地區(qū)出發(fā)到洋山港這一運(yùn)輸過(guò)程，其公路運(yùn)輸涉及成本有:蘇州—洋山港公路運(yùn)輸成本、洋山港口收費(fèi);水陸聯(lián)運(yùn)涉及成本有:蘇州—太倉(cāng)港公路運(yùn)輸成本、太倉(cāng)港口收費(fèi)和水水中轉(zhuǎn)成本（包括駁船裝卸費(fèi)）。港口收費(fèi)中汽車裝卸費(fèi)、港務(wù)費(fèi)收取標(biāo)準(zhǔn)相同，其他費(fèi)用也相差不大，為簡(jiǎn)化對(duì)比，線路1只計(jì)算蘇州到洋山港公路運(yùn)輸成本，線路2只計(jì)算蘇州到太倉(cāng)港公路運(yùn)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(yùn)輸距離約190 km，選取一般的解放車作為研究對(duì)象，假設(shè)集卡運(yùn)輸當(dāng)天空車返回，每天往返1次，一個(gè)月運(yùn)營(yíng)24 d，即月運(yùn)輸次數(shù)n為24，計(jì)算每月運(yùn)輸成本然后再平攤到每次運(yùn)輸?shù)某杀?。?jù)筆者對(duì)上海港調(diào)研資料，公路運(yùn)輸成本計(jì)算見(jiàn)表2。

表2 公路運(yùn)輸成本Table 2 Costs of road transport

由表2計(jì)算可知，一輛合格集卡每月運(yùn)輸總成本為37 608元，集卡每月運(yùn)輸24次，每次運(yùn)輸一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)集裝箱，成本平攤到每個(gè)標(biāo)箱，則線路1的運(yùn)輸成本為1 567元/TEU。

2.1.2 線路 2

從蘇州地區(qū)到太倉(cāng)港區(qū)大概80 km，按照表2的算法可以知道這部分公路運(yùn)輸成本為804元/TEU。太倉(cāng)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(jī)動(dòng)駁船，該船型資料如表3［11］。

表3 252 TEU集裝箱機(jī)動(dòng)駁船資料Table 3 Data of 252 TEU container barge

船舶從太倉(cāng)港出發(fā)到達(dá)洋山港，次日返回，選用必要運(yùn)費(fèi)率RFR（元/TEU）為成本評(píng)價(jià)指標(biāo)，各評(píng)價(jià)指標(biāo)的計(jì)算方法如表4，表中資料來(lái)自筆者對(duì)上海港的調(diào)研。

通過(guò)計(jì)算可以得出252 TEU集裝箱機(jī)動(dòng)駁船從太倉(cāng)港到洋山港水水中轉(zhuǎn)成本為537元/TEU，所以線路2運(yùn)輸成本為804+537=1 341（元/TEU）。

公路和水路成本計(jì)算只選用一種集卡和船舶，而且計(jì)算可變成本時(shí)很多費(fèi)用都會(huì)隨時(shí)間而變化，結(jié)果難免會(huì)有誤差，但總的來(lái)說(shuō)水水中轉(zhuǎn)模式成本優(yōu)勢(shì)不是非常明顯，線路1運(yùn)輸成本為1 567元/TEU，線路2運(yùn)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(jì)算

2.2.1 線路 1

運(yùn)輸20 t的貨物來(lái)回一趟總共的耗油量為65 L/（100 km），從而可以計(jì)算運(yùn)送每噸貨物每公里運(yùn)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(yùn)輸中的CO2排放量為:

則從蘇州運(yùn)輸每噸貨物至洋山港來(lái)回一趟的CO2排放量為:

2.2.2 線路 2

公路運(yùn)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(cāng)港港口裝卸效率分別為48 TEU/h，35 TEU/h。

則可以計(jì)算出一次船舶航行運(yùn)輸總CO2排放量為:

分?jǐn)偟矫縏EU貨物的CO2排放量為:

假設(shè)每個(gè)集裝箱的重量為20 t，則水路運(yùn)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(yùn)的方式將每噸貨物運(yùn)至洋山港的過(guò)程中CO2總排放量為9.39×10-3t。

表5為近年來(lái)太倉(cāng)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(guò)穿梭巴士運(yùn)輸?shù)模纱丝梢杂?jì)算這些貨物采用公路運(yùn)輸或者水陸聯(lián)運(yùn)方式下的CO2排放量。

表5 兩種運(yùn)輸方式下CO2排放量對(duì)比Table 5 Comparison of CO2emissions between two modes of transport

若采用水陸聯(lián)運(yùn)的方式，從蘇州運(yùn)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(duì)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(yùn)的方式將會(huì)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(guò)碳交易市場(chǎng)出售（表6），按當(dāng)前中國(guó)碳市場(chǎng)83.22元/t左右的價(jià)格計(jì)算（人民幣對(duì)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(dá)到1 110萬(wàn)元人民幣，對(duì)于企業(yè)而言是相當(dāng)大的一筆經(jīng)濟(jì)效益。

表6 各年的碳交易額Table 6 Amount of carbon trading in each year/（萬(wàn)元）

2.3 交通流量計(jì)算

S20外環(huán)線是目前上海最重要的貨運(yùn)通道，貨物經(jīng)過(guò)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(jì)算出如果蘇州地區(qū)水水中轉(zhuǎn)的貨物量全部通過(guò)線路1運(yùn)至洋山港，假設(shè)穿梭巴的貨運(yùn)量占到太倉(cāng)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(yùn)輸，由此產(chǎn)生的單向高峰小時(shí)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(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，單向車道數(shù)為3條 ，設(shè)計(jì)通行能力為1 200 pcu/h。表8列出了近幾年?yáng)|海大橋的單向高峰小時(shí)流量以及加上水水中轉(zhuǎn)部分的集卡后的單向高峰小時(shí)流量［13］。

表8 單向高峰小時(shí)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(yùn)行狀況都基本達(dá)到飽和，如果加上水水中轉(zhuǎn)部分的集卡流量，會(huì)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(huì)出現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象。太倉(cāng)港—洋山港集裝箱航線開(kāi)通后，蘇州地區(qū)一部分的貨運(yùn)量轉(zhuǎn)移到水運(yùn)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(guò)對(duì)從蘇州到洋山港短距離集裝箱運(yùn)輸涉及的成本、CO2排放量及對(duì)交通的影響的研究，得到以下結(jié)論:

1）水陸聯(lián)運(yùn)的成本優(yōu)勢(shì)不是非常明顯，但能源消耗少，能夠有效地減少運(yùn)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(yùn)輸運(yùn)至洋山港會(huì)增加集卡流量，進(jìn)一步惡化主要路段的交通情況。因此，太倉(cāng)港開(kāi)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(wèn)題。

3）水水中轉(zhuǎn)模式相比于其它轉(zhuǎn)運(yùn)方式更加高效環(huán)保，不僅能緩解公路的運(yùn)輸壓力，同時(shí)也促進(jìn)了我國(guó)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(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（90924005）

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