汪 超，申勇鋒

(中交第四航務工程勘察設計院有限公司，廣東 廣州 510290)

近年來，隨著科技進步和集裝箱海運業(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國戰(zhàn)略的實施和建設世界一流港口的持續(xù)推進，自動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。

后疫情時期，在集裝箱運輸需求增速放緩、企業(yè)經營成本不斷攀升、港口收費減并等因素影響下，港口企業(yè)經營壓力持續(xù)增加，對服務功能和質量提出更高的要求。目前建成投產的自動化碼頭包括廈門遠海、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，上述工程的建設標志著我國已全面掌握了自動化碼頭設計建造、裝備制造、系統(tǒng)集成和運營管理全鏈條的關鍵技術，實現了從“跟跑、并跑到領跑”的轉變。然而，在實踐中也面臨著資金、技術等方面的挑戰(zhàn)，地方政府和投資商需要綜合評估投入產出方可做出科學決策。

1 自動化集裝箱碼頭的財務效益

相比于傳統(tǒng)碼頭，自動化集裝箱碼頭大部分以新建為主，由于基礎設施和港工設備的智能化以及人工智能、大數據等新一代信息技術的應用，自動化集裝箱碼頭的建設成本相對較高、投資規(guī)模更大，根據相關碼頭工程的建設經驗，自動化集裝箱碼頭投資比傳統(tǒng)碼頭提高25%～40%，數據見表1。

表1 部分自動化集裝箱碼頭投資對比

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

經營成本方面，根據沿海集裝箱碼頭生產運營管理經驗，大型集裝箱碼頭經營成本為35～40元/TEU。若按照自動化碼頭建設，人力成本將大幅降低，但維修保養(yǎng)費用以及電力費用支出增加，綜合評估預計經營成本仍將有所下降，預計為30元/TEU，節(jié)約10%～15%。

根據上述條件，在全自動化碼頭方案下，雖然節(jié)約了經營成本，但建設投資增加了25%～40%，融資前稅前項目內部收益率略高于沿海港口7%的基準收益率。根據沿海港口集裝箱碼頭的運營管理經驗，一般集裝箱碼頭可以達到10%左右的水平。基于目前的投資水平，從財務效益的角度，傳統(tǒng)碼頭相對于自動化碼頭更具有優(yōu)勢。按照工程可行性研究口徑，部分自動化集裝箱碼頭融資前稅前項目內部收益率為：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]。

因此從實踐上看，目前投資建設自動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的資金實力和足夠的集裝箱箱源支撐，目前并不具備建設自動化集裝箱碼頭的條件。

2 自動化集裝箱碼頭的經濟效益

2.1 節(jié)省人力成本

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

與傳統(tǒng)碼頭相比，全自動碼頭集裝箱的裝卸主要依靠自動化裝卸設備和無人駕駛運載車。通過在碼頭上實現無人駕駛、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。以青島港全自動化碼頭為例，由于應用了5G+自動化、機器視覺+自動化、三維可視化運維平臺等前沿技術，使每天在班的生產作業(yè)人員不超過25人，節(jié)省人力成本70%～80%[5]。部分自動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、堆場輪胎吊等機械設備普遍存在單位能耗高、排放和噪聲大等缺點。自動化碼頭機械設備一般采用全電驅動、智能化控制和自動化運行，可以實現零排放，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，設施設備采用電力驅動，由“風光儲荷一體化”系統(tǒng)實現綠電自主供應，全程零碳排放，較傳統(tǒng)自動化集裝箱碼頭能耗降低17%以上[6]。同時，自動化碼頭均配建有船舶岸電設備，在船舶靠港時通過岸電設備獲取能源，直接減少了能源消耗和碳排放。因此，自動化碼頭是我國建設綠色港口的有益實踐，有助于“碳達峰”和“碳中和”目標的實現。部分自動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)；在水平運輸和堆場作業(yè)，目前存在專業(yè)司機招工難、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備的接觸，實現人機分離[7]，自動化碼頭的出現有效解決了這一問題。

在疫情時期，公共衛(wèi)生安全突發(fā)事件對港口生產也產生了較大影響。2021年春節(jié)期間大量集卡司機因疫情停工返鄉(xiāng)，節(jié)后整個上海港約7 000名司機沒有及時返崗，直接導致了上海港無法正常運營。同年5月，深圳港鹽田港區(qū)西作業(yè)區(qū)因疫情封閉，直接導致碼頭作業(yè)效率下降超過50%，多個船公司選擇跳港，對碼頭運營影響較大。因此，由于封控、感染等因素導致一線作業(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。

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

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營商迪拜環(huán)球等聯(lián)合設計開發(fā)的高灣倉儲(HBS)系統(tǒng)，通過機架結構提高了空間利用率，節(jié)約土地，實現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，更好地促進港城和諧發(fā)展，在環(huán)境影響和經濟利益之間找尋平衡，最大限度地提高港口經濟活動的資源使用率，減少港區(qū)對外區(qū)域環(huán)境的負面影響，提升港區(qū)社會、經濟和環(huán)境綜合效益。

3 自動化集裝箱碼頭的社會效益

3.1 提升港口形象

全自動化碼頭被譽為“港口科技王冠上的明珠”，自動化集裝箱碼頭的建設通過與生俱來的“智慧”氣質，為港口帶來了明顯的明星效應，極大程度地吸引了社會關注度。以青島港為例，自動化碼頭已經成為當地的熱門景點，多次刷新裝卸效率的世界紀錄也多次成為新聞熱點，大幅提升了港口的公眾形象和社會影響，對爭取班輪航線和箱源發(fā)揮了重要作用，同時其智慧、綠色和安全的碼頭界面有效扭轉了公眾關于碼頭臟亂差的舊印象，為港口業(yè)的發(fā)展樹立了新標桿。

3.2 體現人文關懷

在傳統(tǒng)集裝箱碼頭，司機無論面臨怎樣的惡劣天氣和工作環(huán)境，都需要登上數十米高的岸橋，進行長時間的低頭操作作業(yè)，屬于特別高強度、高風險的現場作業(yè)崗位。大部分碼頭采用三班制，碼頭工人每個月僅有3 d的休息時間，造成了對年輕人吸引力不足、新老司機斷層的現象。自動化碼頭將人員的現場作業(yè)通過自動化的改造轉移到控制室進行遠程監(jiān)控，體現以人為本的安全生產工作理念。自動化改善了港口工作環(huán)境，讓碼頭工人從“藍領”變成了“準白領”。

在我國自動化碼頭的實踐中，傳統(tǒng)碼頭的工人數量可減少60%～70%。同時，碼頭效率的提高和競爭力的提升，間接增加整個供應鏈的就業(yè)。根據國外的統(tǒng)計結果，自2015年(洛杉磯港和長灘港開始過渡到自動化操作)以來，在洛杉磯港和長灘港相關產業(yè)注冊勞動力增長了11.2%。

3.3 引領行業(yè)變革

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

3.4 貢獻中國方案

經過不斷創(chuàng)新，我國已經在自動化集裝箱碼頭上擁有自己的核心技術和經驗。如廣州港南沙四期碼頭采用全球首創(chuàng)的“單小車自動化岸橋、北斗導航無人駕駛智能集卡、堆場水平布置側面裝卸、港區(qū)全自動化”的“廣州方案”等[8]。我國自動化碼頭建設為世界貢獻了“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，我國的自動化集裝箱碼頭建設技術和標準已走出國門，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標準。

4 結論

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

2)自動化集裝箱碼頭的外部性顯著。自動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“碳達峰”和“碳中和”目標的實現和綠色平安港口的建設。

3)自動化集裝箱碼頭社會效益明顯。自動化方案顯著改善了碼頭操作工人的工作環(huán)境，體現了“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。大量新技術的運用為港口行業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供支撐，并向世界貢獻“中國方案”，提升了國際形象和影響力。

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