祝鴻，畢修穎，劉傳潤(rùn)

（廣州航海學(xué)院，廣東 廣州 510725）

近年來，北極部分海域可通航時(shí)間逐步增加，合理開發(fā)利用北極航線成為當(dāng)前熱點(diǎn)。在經(jīng)濟(jì)全球化、區(qū)域一體化不斷深入發(fā)展的背景下，北極在經(jīng)濟(jì)、航道、資源等方面的價(jià)值不斷提升，根據(jù)《中國(guó)的北極政策》白皮書和《“一帶一路”建設(shè)海上合作設(shè)想》，以中國(guó)沿海經(jīng)濟(jì)帶為支撐，密切與沿線國(guó)合作，積極推動(dòng)共建經(jīng)北冰洋連接歐洲的藍(lán)色經(jīng)濟(jì)通道[1]。北極航道作為貫通歐洲、美洲與東亞沿海國(guó)的海上通道，實(shí)現(xiàn)商業(yè)通航對(duì)北極區(qū)域經(jīng)濟(jì)、能源和航運(yùn)業(yè)產(chǎn)生重要影響。

2012 年8 月我國(guó)“雪龍”號(hào)科考船實(shí)施北極東北航道首航任務(wù)順利完成，為我國(guó)商船后續(xù)航行探明航路。2013 年8 月，中遠(yuǎn)海運(yùn)集團(tuán)所屬“永盛”輪順利完成北極東北航道首航任務(wù)，我國(guó)商船第一次成功經(jīng)由北極東北航道到達(dá)歐洲港口。截至2020 年，中遠(yuǎn)海運(yùn)集團(tuán)共派出33 艘船舶執(zhí)行了42 個(gè)北極航次[2]。雖然北極航道的開發(fā)帶來了一定經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，但因北極地理區(qū)域的特殊性，因此在探究北極航線上要科學(xué)、合理開發(fā)，船舶在北極海區(qū)安全航行，仍應(yīng)考慮船舶航行安全的潛在問題。

1 合理開發(fā)北極航線

1.1 北極通航窗口期

根據(jù)《北極航行指南（東北航道）》（2014）研究，北極航線通航時(shí)間只有五個(gè)月（每年7月份至11月份）[3]。北極海區(qū)除了五個(gè)月的通航期之外，一年的其余時(shí)間里冰層平均厚度可達(dá)1.6 米，因此，北極海區(qū)的通航環(huán)境使得船舶運(yùn)輸更加困難和危險(xiǎn)。參照俄羅斯政府《北方海航路水域航行規(guī)則》有關(guān)要求，不同冰級(jí)船舶能夠在不同時(shí)段在北極東北航道（北方海航段）航行，具體要求有所不同。船舶冰級(jí)根據(jù)航段海區(qū)結(jié)冰程度在冰區(qū)航行方式分為獨(dú)自航行和破冰引導(dǎo)，無(wú)冰級(jí)及冰級(jí)低的船舶通航期每年7 月至11 月15 日，冰級(jí)較高的船舶通航期每年7 月至11 月。因此，合理利用北極海區(qū)通航窗口期，對(duì)北極航線開發(fā)和提升北極區(qū)域經(jīng)濟(jì)起著重要作用，但不同冰級(jí)船舶也限制了北極航線的通航能力。

1.2 合理設(shè)計(jì)航線

北極航線主要分為北極東北航道、北極極點(diǎn)中航道和北極西北航道。目前，北極水域通航較多的是北極東北航道，自2009 年7 月德國(guó)布魯格航運(yùn)公司的貨船從韓國(guó)裝貨出發(fā)，途徑俄羅斯符拉迪沃斯托克港(海參崴)后，在無(wú)俄羅斯破冰船引導(dǎo)的情況下，成功穿越北極東北航道，到達(dá)俄羅斯西伯利亞揚(yáng)堡港，最后抵達(dá)目的港荷蘭鹿特丹。2014 年9 月隸屬加拿大船公司貨船從加拿大迪塞普申港出發(fā)，成功穿越北極西北航道，最后抵達(dá)營(yíng)口港鲅魚圈。

從航線設(shè)計(jì)上看，廈門以北的港口通過北極航道進(jìn)入歐洲，相比于經(jīng)由南海、印度洋、紅海和地中海航線的航程有很大程度縮短，而通過北極航線的西北航線到達(dá)北美東岸的航程，與穿過巴拿馬運(yùn)河航線的航程相比也有較大縮短。尤其以上海以北的港口節(jié)省最為明顯。例如從上海高橋經(jīng)印度洋、蘇伊士運(yùn)河到倫敦的總航程約為10410 海里，而經(jīng)“東北航線”航程僅為8050 海里，航程可縮短2000 余海里；從上海橫越太平洋途經(jīng)巴拿馬運(yùn)河到格陵蘭努克港，總航程約為13105 海里，若經(jīng)“西北航線”，航程僅為6075 海里，航程縮短了至少7000 海里[4]。

因此，船舶在設(shè)計(jì)航線時(shí)，要根據(jù)始發(fā)港和目的港使用傳統(tǒng)習(xí)慣航線與通過北極航道航線比較，確定是否選擇北極航道。

1.3 航線的社會(huì)效益

北極航線的開發(fā)，與傳統(tǒng)航線比較，明顯縮短航程，航運(yùn)企業(yè)節(jié)約了經(jīng)營(yíng)成本，同時(shí)減少碳排放，還可以避開航經(jīng)海盜高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的亞丁灣海域、東南亞地區(qū)海域，且目前北極通航密度較低，船舶航行發(fā)生碰撞可能性更低。

1.3.1 企業(yè)節(jié)省成本

例如，中遠(yuǎn)海運(yùn)集團(tuán)“永盛”輪2015 年7 月從江陰出發(fā)，航經(jīng)北極東北航道，抵達(dá)瑞典的瓦爾貝里（VERBERG）港。“永盛”輪使用北極東北航道西行瑞典與假定使用傳統(tǒng)航線航行從裝貨港至卸貨港的營(yíng)運(yùn)效益進(jìn)行比較，如表1 所示：

表1 東北航道西行成本效益比較

按照當(dāng)時(shí)8 月份同類型船期租金8500 美元/天計(jì)算，燃油市場(chǎng)價(jià)每噸260 美元計(jì)算；通過對(duì)比，北極航線相較于傳統(tǒng)航線節(jié)省支出約18.8 萬(wàn)美元[5]。

通過北極航線與傳統(tǒng)習(xí)慣航線比較，從我國(guó)上海以北的港口經(jīng)白令海峽，沿北極東北航道往西到達(dá)西歐各港，比通過馬六甲海峽、蘇伊士運(yùn)河的傳統(tǒng)航線縮短航程近3000 海里，可節(jié)省了近40%航行時(shí)間或10 天左右航行時(shí)間。若是上海以北的港口至俄羅斯位于北極圈內(nèi)港口可節(jié)省55%航程，約24～30 天航行時(shí)間。

1.3.2 減少環(huán)境污染

根據(jù)中遠(yuǎn)海運(yùn)集團(tuán)2013 年至2020 年北極東北航道航次統(tǒng)計(jì)，共有42 個(gè)航次航經(jīng)北極航道，節(jié)省航程162657海里，減少二氧化碳排放量46248 噸[2]。北極航線不僅大幅度縮短航程、節(jié)省船期，且減少船舶燃油消耗和二氧化碳排放，提高能源效率、減少環(huán)境污染。據(jù)測(cè)算我國(guó)沿海港口到歐洲港口的單航次能耗下降約35%。

1.3.3 航行安全性

北極航道航行安全主要表現(xiàn)：第一，北極航道自2009 年商船能夠通航，每年船舶通航逐年增加，根據(jù)Tschudi（挪威楚迪航運(yùn)）和中遠(yuǎn)海運(yùn)集團(tuán)統(tǒng)計(jì)，2020年有307 艘商船航行，通航密度不大，且船舶駕駛?cè)藛T在冰區(qū)航行特別謹(jǐn)慎，又受海冰影響，船舶航速不高，因此船舶在航行中發(fā)生碰撞可能性很低。第二，從目前商船通航來看，沒有海盜襲擊報(bào)告，相比傳統(tǒng)航線通過海盜高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的馬六甲海峽、亞丁灣、索馬里、西非沿海，幾乎沒有海盜風(fēng)險(xiǎn)。第三，商船沒有航經(jīng)蘇伊士和巴拿馬運(yùn)河，不會(huì)因運(yùn)河擁堵影響船舶通航；2021年3 月“長(zhǎng)賜”輪在蘇伊士運(yùn)河擱淺，直接導(dǎo)致運(yùn)河堵塞并致使400 余艘船舶滯留運(yùn)河；2023 年巴拿馬運(yùn)河枯水季導(dǎo)致運(yùn)河通行能力受限，幾百艘船等待通航。因此，北極航道的開發(fā)，有利于商船航行安全。

1.4 利于北極圈經(jīng)濟(jì)開發(fā)

北極蘊(yùn)藏著豐厚的能源資源，分別占全球13%和30%未探明石油、天然氣儲(chǔ)量，且擁有大量金剛石、煤炭、金、鈾等礦藏資源和豐富的水產(chǎn)資源。位于北極的挪威白雪公主油田通過油船和液化天然氣船運(yùn)輸?shù)绞澜绺鞯?，俄羅斯的亞馬爾項(xiàng)目在北極東北航線附近，年產(chǎn)油氣量約550 萬(wàn)噸，為將油氣運(yùn)送至歐洲和亞洲，雖然建有管道運(yùn)輸，但仍受環(huán)境條件制約，因此合理利用北極航線也勢(shì)在必行。2018 年1 月發(fā)表《中國(guó)的北極政策》白皮書中就指出[6]，支持企業(yè)通過各種合作形式，在保護(hù)北極生態(tài)環(huán)境前提下參與北極油氣和礦產(chǎn)資源開發(fā)。

2 問題思考

雖然北極航線有明顯的優(yōu)勢(shì)，但因地理環(huán)境、氣候、通航條件及潛在風(fēng)險(xiǎn)等諸多因素，值得探索和思考。

2.1 船體結(jié)構(gòu)及材料

商船通過北極航道，與船舶本身的冰級(jí)有十分密切關(guān)系。我國(guó)船級(jí)社在《鋼質(zhì)海船入級(jí)規(guī)范》中規(guī)定，不同冰級(jí)標(biāo)志代表著船舶在不同冰況下具有正常航行和是否需要破冰船輔助的能力，及存在著不同的通航風(fēng)險(xiǎn)性。船舶在冰區(qū)安全航行，受冰塊擠壓作用，比起在常規(guī)海上航行，增加船殼外板相互作用力，必須適當(dāng)加強(qiáng)船體結(jié)構(gòu)，抵抗冰載荷破壞作用。

船舶在北極航行，船舶結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)為抵御預(yù)見冰況下的預(yù)期總體和局部結(jié)構(gòu)載荷，需要對(duì)船舶冰級(jí)加強(qiáng)。但在增強(qiáng)船體在冰區(qū)的結(jié)構(gòu)，其一，導(dǎo)致船舶建造成本提高；其二，增加了船舶重量，導(dǎo)致船舶航行平均油耗增加；其三，船舶載貨量會(huì)減少；其四，船舶在冰區(qū)航行，受冰塊擠壓，增加船殼、螺旋槳葉損壞的頻率，導(dǎo)致船舶維修保養(yǎng)成本加重。因北極通航窗口期有限，若船舶結(jié)構(gòu)具有加強(qiáng)冰級(jí)，不經(jīng)常或偶爾在北極航行，勢(shì)必增加企業(yè)經(jīng)營(yíng)成本負(fù)擔(dān)。若船舶結(jié)構(gòu)無(wú)冰級(jí)或冰級(jí)低，在北極航行，需要申請(qǐng)破冰引導(dǎo)，增加營(yíng)運(yùn)成本，且破冰服務(wù)也不一定隨時(shí)得到，可能導(dǎo)致航行延期，船舶在冰區(qū)受困對(duì)船體也造成潛在的風(fēng)險(xiǎn)。

北極區(qū)域環(huán)境寒冷，船舶結(jié)構(gòu)建造材料在北極水域航行時(shí)船體鋼板受水域低溫影響易發(fā)生脆性斷裂，且船體受冰塊不斷擠壓和碰撞，船舶燃油艙要抵抗低溫的條件，以防止油艙受損，壓載水艙、甲板管線、救生消防設(shè)備及生活區(qū)等設(shè)施也要做好防凍結(jié)、防破損措施。

2.2 航行設(shè)備

北極航道處于北極附近，磁差隨地理位置變化迅速變化或存在磁暴現(xiàn)象，磁羅經(jīng)可靠性大大降低，磁羅經(jīng)液要更換適合環(huán)境溫度的液體。陀螺羅經(jīng)指向力矩隨緯度升高而變小，靠近北極，電羅經(jīng)喪失水平指向性，緯度達(dá)到約85°時(shí)，陀螺羅經(jīng)會(huì)失去指向作用[3]。光纖羅經(jīng)使用極地算法較好解決了這一問題，為極地航行船舶提供了保障。船舶雷達(dá)受制于北極航道內(nèi)冰的大小、范圍和反射面的角度等因素，雷達(dá)屏幕上顯示的信息準(zhǔn)確性受到影響，雷達(dá)測(cè)量結(jié)果只能是作為參考方式。測(cè)深儀可能因船舶底部流冰引起噪聲干擾，造成測(cè)量軌跡不連續(xù)、回聲測(cè)深儀的掃描線可能消失、誤差較大，影響航海人員對(duì)水深判斷，對(duì)航行安全產(chǎn)生潛在風(fēng)險(xiǎn)。因此，充分考慮船舶航行設(shè)備局限性，或配備新式可靠性設(shè)備，以提高船舶在北極海域通航安全性。

2.3 航行風(fēng)險(xiǎn)

船舶在北極航道內(nèi)冰區(qū)航行，航線上冰情不確定性和不可預(yù)測(cè)性給船舶安全操作帶來風(fēng)險(xiǎn)，氣象變化、海冰影響給船舶操作帶來不可預(yù)知的風(fēng)險(xiǎn)。船舶在冰區(qū)航行，如何安全操作船舶有效避開航線上的冰脊、冰丘、浮冰等潛在風(fēng)險(xiǎn)，尤其夜間航行值得探索和思考。

北極水域海圖資料少，海圖缺乏或海圖信息不充分，大部分海圖基于航空攝影制圖，除了在較少地方能夠開展現(xiàn)代測(cè)量外，均沒有精確系統(tǒng)測(cè)量水深、探明海底地質(zhì)；而高緯地區(qū)海圖采用的投影方式可能發(fā)生變化，與航海人員通常使用的墨卡托海圖不同，海圖坐標(biāo)系、海圖基準(zhǔn)面的不同產(chǎn)生定位誤差。這些航用海圖的不足或缺乏，給船舶在北極航道航行帶來潛在風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)北極水域的開發(fā)是當(dāng)前亟待解決的問題。

2.4 應(yīng)急服務(wù)

在北極水域，雖然沿岸國(guó)家成立了應(yīng)急服務(wù)機(jī)構(gòu)，為過往船舶提供緊急救助服務(wù)，但因北極水域的冰情、氣象和水文條件，以及應(yīng)急機(jī)構(gòu)的設(shè)施設(shè)備完整性、對(duì)應(yīng)急反應(yīng)程度、通信聯(lián)系等因素影響，導(dǎo)致應(yīng)急服務(wù)不能及時(shí)提供，對(duì)北極水域的開發(fā)受一定制約。因此北極水域內(nèi)的救助和應(yīng)急設(shè)備操作需要進(jìn)一步改善，確保船舶人員安全和預(yù)防北極環(huán)境污染。

2.5 通航設(shè)施

北極某些沿岸航行區(qū)域，天然物標(biāo)雖眾多，但難以識(shí)別，對(duì)航海人員來說作用十分有限，難以在海圖上標(biāo)定。并且沿岸有許多的凸角和島嶼十分相似，許多地理特征上都覆蓋著厚厚的積雪，所以岸線看上去和實(shí)際也區(qū)別很大，識(shí)別困難。人工助導(dǎo)航設(shè)施，由于北極水域長(zhǎng)年受冰雪影響，除沿岸通航部分導(dǎo)航設(shè)施外，幾乎沒有海上助航設(shè)施[7]。即便已經(jīng)存在的助航標(biāo)志，可能受海冰或者惡劣天氣影響從海圖標(biāo)示的位置移走，給船舶安全航行帶來潛在的威脅。近年來，隨著北極水域的開發(fā)，北極沿岸國(guó)家著手建設(shè)新的北極航線運(yùn)輸和物流系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)特點(diǎn)，以便未來北極航線能夠滿足船舶通航的安全性、可靠性。因北極航區(qū)助航設(shè)施稀少和不完善，對(duì)北極航線發(fā)展受到一定的限制。

2.6 環(huán)境影響

近年來，北極航線通航船舶逐漸增多，呈遞增趨勢(shì)，船舶在北極水域航行時(shí)燃油消耗產(chǎn)生的廢氣排放量同增加趨勢(shì)，廢氣中二氧化碳、硫氧化物（SOx）、氮氧化物（NOx）和細(xì)顆粒物等對(duì)北極區(qū)域的氣候、環(huán)境等產(chǎn)生局部影響，可能導(dǎo)致北極冰雪融化加快。北極航行船舶數(shù)量增多，船舶航行產(chǎn)生海水?dāng)噭?dòng)和機(jī)器噪音等，以及船舶生活污水、壓載水等排放，會(huì)對(duì)北極海域的海生物、魚類、鳥類等構(gòu)成威脅，甚至可能影響整個(gè)北極區(qū)域的生物鏈。因此，在開發(fā)北極水域航道時(shí)，考慮船舶航行、污染防護(hù)和港口建設(shè)等對(duì)北極區(qū)域的環(huán)境影響，避免對(duì)北極海洋環(huán)境產(chǎn)生破壞。

3 結(jié)論

綜上所述，利用北極通航的窗口期，合理開發(fā)北極航線，不僅縮短船舶經(jīng)北極航道到達(dá)歐洲或美洲的航程，節(jié)省航運(yùn)企業(yè)經(jīng)營(yíng)成本，還可以避開海盜高風(fēng)險(xiǎn)海區(qū)、繞開國(guó)際政治敏感的新加坡馬六甲海峽重要通道。但在科學(xué)合理開發(fā)北極航線時(shí)，要考慮及適時(shí)解決通航船舶的船體結(jié)構(gòu)要求、航行設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)、航行中潛在威脅、應(yīng)急服務(wù)改善、通航設(shè)施完善及北極海洋環(huán)境影響等方面的問題，確保船舶在北極安全通航和北極區(qū)域的綠色發(fā)展。