未来北极航运模式探讨

李 源

（中国船舶及海洋工程设计研究院 上海 200011）

0 北极航道发展背景

极地与深海、太空和网络空间一样，属于国家管辖范围外的全球战略新疆域。极地拥有特殊的空间地理位置和丰富的资源，战略价值显著。北极的战略价值主要体现在环境气候科研、航道利用和资源开发等方面。北极域外国家在北极不享有领土主权，但依据《联合国海洋法公约》等国际条约和一般国际法，可在北冰洋公海等海域享有科研、航行、飞越、捕鱼、铺设海底电缆和管道等权利，在国际海底区域享有资源勘探和开发等权利。近年来，随着北极海冰面积逐渐缩小，利用北极航道进行跨境运输逐步成为现实，北极航道的战略价值引起了全世界的广泛关注。

北极航道具有重大战略价值。作为连接太平洋与大西洋的海上捷径，北冰洋航线相比于传统航线将大幅缩短海上运输的航程。目前，东北航道比西北航道发展更加成熟,前者的通航量比后者更高，航行安全性和保障措施也比后者更加完善，因此本文主要探讨取道东北航道的北极航行。航行东北航道可比常规的经由苏伊士运河的亚欧航道减少约25%的航程，如果是中国到俄罗斯或日本到北欧，则可减少近50%的航程。从安全性角度来看，替代航线的出现可以化解重要贸易通道被中断的风险。2021 年3 月，苏伊士运河发生堵船事件，导致运河长达一周无法通航，延误的货物价值高达620亿美元，滞留原油约1 200 万桶。此外，北极航道连接的是我国北方的港口，对提振我国北方城市经济大有裨益。2018 年1 月，《中国的北极政策》白皮书提出“中国愿意、依托北极航道的开发利用，与各方共建冰上丝绸之路”。俄罗斯将发展东北航道作为重要的国家战略，其在《2035 年前国家北极政策基础》中提出：将东北航道建设成为世界运输走廊；开发东北航道可以极大地促进俄罗斯的经济发展，甚至影响世界地缘政治格局。

有数据显示，气候变化将加速海冰融化。近年来，夏季北极的海冰比之前减少了近一半[1]。预测到2030 年，北极东北航道可通航的窗口期将由目前的3 个月增加到6 个月以上；到2040 年，有望实现全年通航。

1 北极通航面临的制约因素

1.1 安全因素

目前北极航行仍面临着诸多安全风险，常规技术难以满足。极地是一个环境特征十分明显的区域，北极水域冬季日均低温低于-38 ℃，装备的设计服务温度需低于-48 ℃，目前即使冰级较高的商船也难以在冬春季开展北极航行。除了低温，北极航行船舶还面临着冰、雾等恶劣气候，以及地理气候信息缺乏和高纬度地区通信导航手段不足等造成的航行风险；此外，地理位置偏远也导致及时救援难以保证。

1.2 环保因素

北极航行面临着诸多的环保制约。2020 年，IMO 通过了禁止在北极使用重油的规则；此外，在生活污水、船舶垃圾和化学品排放方面也均有严格的规定。未来预计将在溢油油污、气体排放、污水垃圾、入侵物种和噪声等方面制定更加严格的规则标准，从而显著提高极地航运准入门槛。2019 年至2020 年，达飞等21 家航运公司表示基于环保考虑，不使用北极航线，这对其他使用或计划使用北极航线的公司来说将造成巨大的舆论压力。对此，俄罗斯以发展“可持续北极航运”来应对。俄罗斯的一项研究表明，相比于苏伊士运河，从北极航道运输货物将减少23%的温室气体排放；若使用LNG 作为燃料，则可减少约38%的温室气体排放。

1.3 经济因素

以目前的运输装备和航运模式，北极航行的经济性优势不显著。据统计，建造1 艘冰级船舶的成本比普通船舶高0.5～ 1 倍。比如1 艘常规LNG 船造价约2 亿美元，而破冰型LNG 船造价约3～ 5 亿美元。在北极航行，管理费、破冰船租赁费和冰区航行保险费等提高了运输总成本。当前实现盈利的航运企业大多只是利用北极夏季航行窗口期（7 月至9 月）开展单向或往返航行。根据哥本哈根商学院2016 年发表的报告，大约到2040年，从经济核算的意义上看，北极航线也许可以作为商业航线投入使用。

1.4 政治因素

国际舆论对使用北极航线态度不一。美国的态度是维护北方航道的航行自由，将通过增强在北极水面的存在，挑战俄罗斯“过度的海洋主张”。这将给美俄北极关系带来更多变数，也使航道商业发展的外部环境趋于恶化。航运公司方面，2018 年，马士基旗下1 艘冰级集装箱船首次试航北极航线，同时有21 家航运公司声明因环境问题放弃使用北极航线。这些航运公司的行为也许并非纯粹出于环保目的，而是存在借环保名义限制替代航线发展，从而维护传统航线圈经济利益的政治经济意图。因为北极航线的开通会使世界经贸航线北移，从而使世界经济格局发生变化，对欧洲（尤其南欧）经济产生不利影响。

俄乌冲突的爆发对俄罗斯按照既定战略规划开发东北航道提出了很大的挑战。俄罗斯必须在解决好俄乌冲突的基础上，才能实施航道开发战略部署；其次，欧美对俄罗斯实施金融、科技和贸易等全方位制裁，会导致俄罗斯在航道开发过程中遇到极大阻力。

2 极地装备发展趋势

极地运输船型出现了多样化的趋势。现阶段，北极航行的运输船主要是多用途船、油船、LNG 船和探险邮轮。2018 年，马士基1 艘3 600 TEU 集装箱船试航北极航线。芬兰阿克北极公司正在研发高冰级的8 000 TEU 集装箱船，该船将用于经东北航道的亚欧航行，夏季和冬季可独立航行，可以 3 kn 航速破1.9～ 2.3 m 厚的冰。俄罗斯船东有意向开发运营于欧洲到俄罗斯的高冰级集装箱船。

我国目前已研制交付“雪龙2”号、极地甲板运输船和极地凝析油船等中高冰级极地科考船和运输船。这些船型结构冰级均达到PC3 级，表明我国PC3 等级的破冰船和运输船研制能力已经形成。

关键系统设备方面，推进、探测、通信导航和除冰等系统设备朝着大功率、集成化、自动化和智能化方向发展，能更好满足极地航行需求。智能航行、智能能效、智能机舱及智能船体等技术的发展，将有力提升船舶在极地的航行安全。

环保方面，新能源技术的发展将推动极地运输船环保性能大幅提升。比如LNG 燃料在极地船舶上已经有成熟应用，未来的环保替代燃料（如甲醇、氨和氢燃料电池等）也逐渐在常规船舶上使用，未来技术成熟后均可以直接应用于极地船舶。

3 北极航运模式探讨

目前北极航运主要是利用东北航道。近年来，东北航道货运量显著攀升，从2013 年的391 万t 上升至2019 年的3 000 万t，2020 年达到3 300 万t，其中能源运输约占3/4。但是，现阶段的北极航运仍只是窗口期、有限规模的航行。经东北航道的北极运输类型可大致分为3 类，分别是境内运输、端点运输和跨境运输。境内运输指出发地和目的地均位于北极境内的运输，目前多为俄罗斯国内的运输；端点运输是指出发地或目的地位于北极境内的运输，一般是运出俄罗斯油气、矿产资源，输入用于建设、建筑的材料，这类运输目前占比最大；跨境运输指出发地和目的地均不在北极境内，但途经北极航道的运输，比如经由东北航道，从亚洲到欧洲的运输，目前仅占4%。

从历年东北航道跨境货运量变化情况来看，2009 年至2020 年，东北航道跨境货运量历经数次大起大落，大致可分为3 个阶段：第1 阶段（2009 年 至2013 年），俄罗斯提出开发东北航道，北欧航运企业积极性很高，货运量从每年1 万t 提升至 136 万t，主要运输油品和铁矿石；第2阶段（2013 年至2015 年），随着油价暴跌和西方对俄罗斯制裁，跨境货运量跌至冰点，货运量跌至4 万t；第3阶段（2015 年至2020 年），中国开始参与北极航运，利用东北航道运输纸浆和风电设备等，货运量再次提升至128 万t。

3.1 夏季窗口期航行

中国是除俄罗斯以外参与北极航运最多的国家。中远海特公司从2013 年开始持续投入多用途船运营北极航线，东行运输风电设备，西行运输农林产品和纸浆[2]；2013—2020 年间共安排20 艘船舶执行了42 个北极航次，其中雇请破冰船护航14个航次，独立航行28 个航次。2020 年，该公司安排8 艘船舶完成了11 个航次的航行，均为独立航行[3]。中远海特主要利用多用途船开展北极夏季3个月的窗口期航行。2020 年夏季，东北航道推荐航线自8 月上中旬至10 月中旬基本全程处于无海冰影响期。根据俄罗斯北方航道管理局的规定，冰级“ICE1”（CCS/B 冰级）以上船舶可全程独立航行，无需破冰船护航。多年的运营经验表明，夏季窗口期航行北极的模式下，使用不超过1B 冰级的船舶具备较好的经济性。

3.2 季节性或全年能源运输

除了多用途船，北极占比最高的运输是由北极油气开发项目牵引出的LNG 运输。目前北极主要的LNG 项目为俄罗斯亚马尔LNG 项目和北极LNG-2 项目，两者的地理位置如下页图1[4]所示。其中的亚马尔LNG 项目已建成，共有3 条生产线，每条生产线可年产550 万t LNG，总计年产1 650 万t LNG 和120 万t凝析油，其中85%LNG 出口亚太地区，中国每年从亚马尔进口300 万～ 400 万t LNG。

北极LNG-2 项目预计将于2023—2025 年分3 期建成，共3 条生产线，以每条生产线年产660 万t LNG计，预计可年产1 980万t LNG和120万t凝析油，中国从该项目每年将进口400 万t LNG。相比亚马尔项目，北极LNG-2 项目的成本更低。预计生产成本每吨可至少降低30%；另外，由于邻近亚马尔项目，可充分利用该项目现有基础设施和物流设施，进一步降低运输成本。

从运输模式来看，亚马尔项目生产的LNG 采用季节性北极航行的模式，如图2[5]所示。为该项目订购了15 艘Arc7 级的17 万m3自破冰LNG 运输船，往欧洲方向的航线取道西北航道，往亚太方向的航线分为夏季航线和冬季航线。5月至11月冰层允许情况下，经东北航线运输，其余时间经苏伊士运河运输[6]。

图2 亚马尔LNG 项目运输模式

未来北极LNG-2 项目投产后，将有望实现在东北航道全年运营，以提高运输系统的整体效率。计划的北极LNG-2 项目运输路线如图3 所示。运输系统包括北极码头、破冰型LNG 船以及摩尔曼斯克和堪察加半岛的转运枢纽。驶往亚洲的船队将在堪察加中转，驶往欧洲的船队将在摩尔曼斯克附近中转。目前已为该项目订购21 艘Arc7 级LNG 船，其中6 艘将在韩国大宇造船建造，15 艘将在俄罗斯红星船厂建造。该新型破冰LNG 船与现有破冰型LNG 船相比，船宽更窄、破冰能力与发动机功率更高，提升了冰区航行速度。

图3 北极LNG-2 项目运输路线（计划）

3.3 未来常态化航行展望

普京曾在2021 年东方经济论坛上发表讲话，强调北极是亚欧航运的未来，提出最早2022 年将在北极地区推出定期班轮航线，并建立货运基地。其当时还评估了2022 年在符拉迪沃斯托克和圣彼得堡之间开通定期商业航线的可能性，并提议在相关测试后正式运营。由于航道开通初期盈利性不高，因此考虑由俄罗斯成立1 家专门运营北极航线的班轮公司，并考虑为使用北方海航线的船公司提供补贴。有消息称，俄罗斯国家原子能公司计划贷款70 亿美元购置55 艘极地集装箱船，从事亚欧间的北极航道运输[7]。

俄罗斯将推动北极航道建设成为具有国际竞争力的运输走廊定位为战略任务。2020 年，在俄罗斯发布的《2035 年前俄罗斯联邦北极地区发展和国家安全保障战略》[8]中，提出“到2035 年，北方海航道货运量达到1.3 亿t”的目标，并提出将摩尔曼斯克建设成1 个综合的多维交通枢纽和北方航道沿线的重要节点，将亚洲的货物运往欧盟市场。因迪加海港将被建成容纳至少10 万吨级货轮的深水港，该港口通过铁路、管道和水运网络与当地资源丰富地区连接，成为俄罗斯向美国、加拿大、欧洲、中国和亚太国家出口货物的枢纽。

在俄罗斯《2024 年前基础设施现代化和扩建综合计划》中，提出北极航道的发展计划为3 个阶段：第1 阶段（至2024 年），加快北方海航道西部开发；第2 阶段（2025—2030 年），在北方海航道组织全年航运；第3 阶段（2030—2035 年），形成以北方海航道为基础的具有竞争力的国际和国家运输走廊。

作为国际航道，还需要现代化的物流体系和基础设施保障，而目前北极航道缺乏必要的基础设施。例如：俄北极地区大多数港口建于二十世纪六七十年代，泊位和近海区域深度不符合现代要求，为此需要开展大规模基础设施建设；东北航道沿线50 多个港口中，仅有41 个对海运船舶开放，其中40%的港口功能很弱，需要吸引全球资本进行港口建 设[9]。俄将对北极海底进行勘测并打造全球最大破冰船队，提高航道安全性和吸引力；预计至2035 年将新增两型共7 艘核动力破冰船（其中新增“北极”级核动力破冰船4 艘，新增“领袖”核动力破冰船3 艘），而且计划在东北航道楚科奇半岛至巴伦支海沿线建立9 个具有救援、消防和直升机支援功能的应急中心；同时计划在原海上作业指挥部基础上建立国家冰情侦察与监测处，并在沿线设立70 个永久观测站和33 个自动观测点，其中15 个永久观测站和30 个自动观测点已在建[9]。

2021 年，俄成功发射“北极-M”卫星，该卫星 将收集北极地区气象和水文信息、冰层运动情况，提供更准确的天气预报，并大幅提升全球卫星搜救系统能力。在通信方面，俄航天国家集团公司计划在 3 年内为俄全境提供空间通信和宽带互联网访问，并将优先考虑北极地区。

从对东北航道的战略定位、规划和基础设施建设情况来看，俄罗斯对东北航道的发展寄予厚望。未来若俄罗斯能在国际政治环境有所缓和后，按规划推进各项建设，开通北极常态化航运则有望成为现实[10]。不同于传统航线的地理环境特征，运营北极航线需匹配全新的能满足安全性、环保性和经济性需求的航运模式并开发相应船型。根据俄罗斯的相关规划，未来开展常态化北极航运很可能采用北极LNG-2 项目中的全年运营模式，即在北极水域建立枢纽港，北极枢纽港间采用高冰级船舶进行点对点航行，北极水域外则采用传统船舶负责中转运输。

4 结语

新的航运模式下将产生全新的船型，港口作业也会发生很大变化，很多细节仍需深入考虑。比如,北极水域内航行的船舶设计目标是全年独立航行还是考虑破冰船开道？船型设计需满足北极航道内大量狭窄海峡的通航限制，如何确保所运货物在低温环境下不被损坏？在北极枢纽港又该如何高效完成货物中转？此外，环保问题仍是常态化北极航运绕不开的重要议题之一。北极是全球温度变化响应最敏感的区域，北极地区近几十年来升温幅度是全球平均值的2 倍以上，并对全球气候产生显著影响。

我国明确提出2030 年“碳达峰”与2060 年“碳中和”目标，是我国推动构建人类命运共同体、主动承担应对全球气候变化责任的大国担当，这种责任担当在北极航运方面也应一以贯之，有必要深入开展北极常态化航运对北极生态环境的影响研究，平衡好航运发展与环境保护间的关系，真正让北极航线成为一条环保航线。