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集装箱船大型化的“天花板”(Z.2014.1)

新闻来源:中国船检    浏览量:816 张静 徐剑华 2017-08-08
        |► 对船舶大小的限制不是一个造船的问题。这是一个商业问题,是由规模经济推动的。
        随着2013年第一艘18000TEU集装箱船的投入使用,以及此后多艘新船订单的披露,集装箱船大型化大有加速之势。特别是,几家权威船级社指出,集装箱船舶容量的进一步增大,并没有技术障碍,只有商业上的制约,更是进一步打开了人们对集装箱船大型化的想象空间。
        14年前的远见卓识
        1999年,荷兰代尔夫特理工大学(Delft University)出版了一本关于终极型集装箱船的小红书。许多人认为这本书仅具有学术参考,并不具有商业价值。
        尼可·威农斯特、马可·史高顿和弗兰斯·瓦尔斯三位作者描述了承载量为18000TEU船舶的场景,以详细的技术分析来支持他们的论断,因为马六甲海峡的吃水限制,“马六甲极限型”船舶的规模会受到制约。当时最大的在役集装箱船是马士基的S级船舶,宣称可以装载6600TEU,尽管实际上不止这个容量。即便如此,在大多数全球承运人的船队中没有比可装载5000TEU更大的船只时,讨论其三倍承载力的船舶的确需要富有远见卓识。
        马士基航运的3E级船舶在2011年初投放订单,2013年第一艘18000TEU等级的船舶开始投入使用。最近几个月,已有三家运营商决定效仿马士基,即中国海运、阿拉伯联合航运公司和地中海航运公司,通过直接订造或租赁安排,确认将经营同样规模的船舶。
        根据当前订单,包括所有20艘3E级船,到2015年底会有35艘这类船舶投入使用。但是,目前还有更多订造这类超大型船舶的谈判仍在继续,因为与目前亚欧航线上14000TEU的主流船型相比,它们将带来巨大的规模经济。
        自从马六甲极限型船的蓝图首次提出以来,船和发动机规格可能已经走过了漫长的道路,但是关于船舶大型化的争论还是和14年前一样。正如这三名荷兰作者写道:“当船东投资当前的集装箱船没有获得丰厚的投资回报时,为什么还投资这些大型船舶?后面的推动力量是通过规模经济创建竞争优势。”
        突破400米船长的心理障碍
        然而,就集装箱船规模而言,该行业现在已经达到了上限还是可再进一步发展呢?许多最密切参与船舶设计和开发的专家都确信,集装箱船会更大,而且可能很快就会出现。
        德国船级社高级负责人和全球集装箱船经理大卫·杜泽就是这些专家中的代表人物,他预计未来船舶的大小会超出18270TEU的3E级船。他认为更大型船舶的出现并不是一场革命,而是一次进化。但下一步可能会需要更多的创新,特别是在码头陆域方面,建设全新的货物装载和卸载系统是必要的。集装箱航运公司也可能不得不开发新的服务航线形式,只在少数几个大型港口间用最大型船只,货物转运到大的区域性港口,然后可能再运往规模较小的地方性码头。
        然而,杜泽表示,上面所说的任何一种情况都无法阻碍造船师在图纸上描绘几种超过20000TEU的船舶设计概念,尽管他警告称,并不是所有这些设计都是可行的。
        杜泽和海运咨询公司(OSC)的咨询师安德鲁·本佛德共同研究了集装箱船设计后发现,3E级船舶399米长,型宽59米;同样,它们的前辈,15500TEU的艾玛·马士基级船总长度为397米。他们认为船长超过400米理论上并不是难事,但事实上400米已经成为一个心理障碍。限制因素主要包括:集装箱的强度,这将限制舱面上集装箱堆高的层数;起重机吊臂的外伸距,目前最多横跨23或24列集装箱;桥的净空高度限制了船的最大高度;以及泊位前沿水深和进港航道水深限制了船的吃水。但杜泽表示,尽管一艘超过400m长的船可能会有技术上的挑战,但这些并不是不可逾越的因素。
        目前,设计长达487米的22800TEU船已经处于准备阶段,尽管可能会超出实际船只长度极限的限制。杜泽预测,在可预见的未来,船长450米可能是最大值,但这样船舶的容量将会达到24000TEU。
        此外,作为世界领先的集装箱船级社之一的德国船级社首次提出开发双岛概念,即甲板室推进到机舱前面的理念。杜泽预计这个概念有望继续发展从而成为未来新一代超大型集装箱船舶的一个配置图。
        攻破船舶吃水瓶颈
        由于全球经济危机,航运界普遍推行减速航线,通常从几年前最高达25~26节降到如今的22~23节。因此,船东面临的挑战是如何保持选择权,以便在未来船舶需要再次提速时,这些船舶的商业价值仍然存在。
        同样在集装箱领域有着丰富经验的美国船级社(ABS)敦促船东重点考虑易于操作的船舶吃水和航速的有效组合,从而得出最优的解决方案。
        ABS高级副总裁彼得·唐·杰森曾表示:对船舶大小的限制不是一个造船的问题——我们能使它们更大。这是一个商业问题,是由规模经济推动的。只有在舱位利用率水平很高的情况下,超大型船才有高效率。而且只有少数几家航运公司能够获得足够的货物来填充这些大船。马士基航运、地中海航运和达飞轮船结成的P3联盟就是为确保最大舱位利用率所需货源的一种方法。
        唐·杰森认为,制约未来船舶尺寸的主要建造因素不是船长和船宽,而是船舶吃水。马六甲极限型船舶原来的设计吃水是21米,而目前通往码头的进港航道允许的船舶最大吃水是16米。
        一般的经验法则认为,为了提升船舶的容量,相比于增加船宽和吃水,增加船长是成本最高的途径。因此,如果吃水限制在16米,为了携带更多货物,船就只能越来越宽。更宽的船舶不仅更适合水深较浅的南美和非洲港口,同时也更稳定,需要的压载水也会更少。
        与此同时,过去,一艘9000TEU的船通常型宽为42米,今天它们的型宽有48米,但仍然能够通过新巴拿马运河船闸。新船闸容许的船宽上限为49米,尽管在理论上可以通过宽达51米的船只。
        LNG助力动力解决方案
        法国船级社(BV)对船舶大型化持乐观态度。BV的海洋和海上技术总监吉恩·弗朗考伊斯·赛格利腾认为,更大的船只平均运一只集装箱所消耗的能源更少,对环境也更友好。目18000TEU船舶规模可能还会变大,在不久的将来会出现20000TEU的船舶。
        赛格利腾表示,18000TEU以上的船舶,在使用双艉鳍推进系统后可能会使用双引擎。或者,其中一个引擎可以用混合柴油电力推进系统的柴油发电机替代。过去,柴油电力推进系统在从机械到电能的转换过程中会产生损失,因而不能达到很高的效率。新系统的效率更高,柴油电力推进系统可能成为一个提高效率的灵活的解决方案。
        BV认为,航速不再是首要因素。现在的重点是燃油效率,而不仅是最大速度,包括从13节到20节之间的速度范围内的整体燃油效率。马士基航运在其3E级船使用的双推进系统,最有可能成为下一代大型船只的选择。
        法国船级社的执行副总裁菲利普·东奇·盖表示,目前,有很多关于船的设计创意。液化天然气推进是一种选择,但前提条件是全球加气网络得到同步开发。阿拉伯联合航运公司(UASC)订造的18000TEU的船舶可以在传统燃油和液化天然气之间切换。这是在这一行业范围内的首次尝试。
        美国琼斯法案(US Jones Act)规制下的三家挂美国国旗的承运商——美森海运(Matson)、海天航运(Horizon Lines)和美国班轮公司(US Lines)在最近几个月里都订造了规模适中的集装箱船,其燃油方案将有一个液化天然气的选择,以利用在美国价格更便宜的天然气作燃料。这可能意味着将有更大的集装箱船采用液化天然气作动力。
        目前,BV已批准了几个气体燃料的船舶设计。柴油电力推进系统也是超大型集装箱船舶的一个潜在解决方案,可以在较大的速度范围内使效率最大化。
        19200TEU船呼之欲出
        日本船级社认为集装箱船的大型化还有更大的潜力。它表示,集装箱大型化的最终决定性因素不是技术,而是市场条件。因为提高船舶容量能够降低单位集装箱的运输成本。
        但目前的条件仍不成熟,主要表现在货物装卸效率较低,海上路径选择也有限制,船舶的设计和建造的成本高昂,而且船舶的经营成本也有所上升等。
        NK表示,假设船东最终需要评估挂靠的港口数目、货物运输量、运价等经济因素才能确定一个适当的船舶规模,那么,近年来,由于港口设施的完善使得货物装卸效率更高;由于减速航行的影响,使得降低燃油消耗已经成为可能,从而限制了船舶运营成本的增加。因此,NK预测,在全球化不断加速和海上港口布局快速扩张的背景下,集装箱船的尺寸将继续增大。然而,我们预期船舶最大的规模将取决于集装箱运输行业的一系列条件,如市场需求和其他因素。船舶的规模大小将由船东基于经济合理性而最终作出决定。
        目前,世界上第一艘3E级船舶——马士基的M.C.-Kinney Moller号集装箱船舶,现在享受着就像若干年前第一艘超过15000 TEU容量的船“艾玛·马士基”号一样的尊贵地位。如果技术专家的预测是正确的,那么,在追求规模经济的集装箱运输行业,18000TEU的船只可能很快就会被更巨大的船舶所取代。
        那么,谁会是第一个呢?有趣的是,针对船舶共享联盟的提议,马士基航运、地中海航运和达飞轮船向美国联邦海事委员会(FMC)提交审议的P3联盟船舶共享的文件中,赫然提到“挂靠美国港口的最大船型不超过19200TEU”。这难道不是一个明显的线索吗?
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