“慢速航行”的經(jīng)濟分析

馬碩

1 國際航行船舶慢速航行的現(xiàn)狀及 研究

國際貿易運輸船舶的航速既是一個技術問題也是一個經(jīng)濟問題。技術決定了船舶最高可以達到的速度。技術的不同使木船（帆船）的航速與鋼船（熱機動力船）的航速之間不可同日而語。當把船舶運輸作為一種經(jīng)濟活動時，無論對運輸企業(yè)還是運貨的貿易公司，其運輸所占用的時間均應該是越短越好，也就是說航速應該是盡量地快從而降低時間成本。但是，當時間的縮短不僅帶來利益也帶來費用時，航速就不一定是越快越好了。這就有一個最佳航速問題，在這一航速下收益不僅要大于成本并且兩者之間的差距應為最大。

要了解今天的船舶為什么實行慢速航行，首先應該看看船速的發(fā)展變化歷程。從19世紀中葉蒸汽機船開始出現(xiàn)，由于受到貿易量，特別是造船技術、熱機效率等方面的限制，到19世紀末船舶的速度一直在10 kn以下。隨著貿易的發(fā)展和技術的改進，到20世紀中葉，商船的速度達到了14 kn。在集裝箱航運出現(xiàn)之后，船舶航速又提到了更高的水平。在2007年以前，國際干線集裝箱船的代表性航速在20～25 kn范圍內，例如2005年時在遠東―歐洲航線上大約有70%的班輪服務為8艘船的周班。但是，從2008年開始，市場運力供大于求，費率下滑，同時燃油價格上升，到了2011年遠東―歐洲航線上的周班使用10艘船成為了大多數(shù)，沒有公司再用8艘船提供定期周班服務了。①在通常的靠港數(shù)目和在港時間的情況下，10艘船意味著18 kn左右的航速。

在本文中討論的慢速航行是指“航運公司為節(jié)約成本而有意將船舶航行速度降低到設計航速以下”。根據(jù)不同的船型、市場和時間段，降速的幅度在10%～40%范圍內。最近一次的慢速航行是2007年前后從班輪開始的，隨著油價的上漲和運價的疲軟，慢速航行的做法也波及到了油船和干散貨船市場。②據(jù)最近的一個市場調查，2011年75%左右各種船型的國際航行船舶均實行了不同程度的慢速航行。③

自最近這一次慢速航行出現(xiàn)以來，許多專家學者對這個問題進行了分析和探討。在國際上，這些研究工作關注的中心議題大致可以分為以下幾個方面：降低船舶成本[1-4]、吸收多余運力[5]、降低船舶和貨物成本[6-8]、減少環(huán)境成本[9-10]。在參考以上學者研究工作的基礎上，本文將在以下3個尚未充分討論的領域里進行分析，即：影響航速的6個主要因素;每一因素的變化對最佳航速的影響;6個因素對最佳航速的影響力分析。

2 影響最佳航速的6個主要因素

對于船舶航速而言，應該有3類利益相關者：船舶所有人、貨主和社會。最佳航速的含義在這三者之間是有差異的。船舶所有人或船舶經(jīng)營人是航運服務的供給方，并以此獲得收入，因此，利潤最大化是其目標;但對貨主則不然，他是航運服務的需求方，航運為其生產(chǎn)環(huán)節(jié)，故成本最小化是其目標，這一成本包括運費成本和貨物時間成本，也就是貨物庫存和系統(tǒng)成本;對于社會而言，除了包含船、貨雙方的利益及成本之外，還要考慮航速變化帶來的外部成本（如環(huán)境成本）。國際航運市場基本上是一個充分競爭性市場。運費收入，尤其在中長期，是由市場的供需關系決定的，因此收入反映了社會效益。費率高時說明供給不足，航速應該提高。在一個充分競爭性市場里，利潤最大化對于一個航運企業(yè)來說通常是通過降低成本來實現(xiàn)的。當這個成本不僅包含船舶成本，也包含了貨物和環(huán)境成本時，利潤最大化也是社會的目標。

在技術可達的范圍內，船舶的航速直接影響3個因素：收入、時間和成本。如果航速高，單位時間內運費收入就多，運輸?shù)臅r間短，燃油成本高;如果航速低，單位時間內運費收入少，燃油成本低，但時間長。在運費為給定的情況下，成本當然越低越好。對船舶而言，航速所影響的成本為變動成本和固定成本。變動成本主要是燃油成本，固定成本也可稱船舶成本，包括船舶資金成本（船舶、集裝箱等）和經(jīng)營成本（人工、保險、維護等），其中的船舶資金成本除受船價影響外，還受貸款利率的影響。對于貨物而言，航速所影響的主要是庫存成本，貨物價值和利率水平?jīng)Q定了這一成本的高低。對于環(huán)境成本而言，航速造成的影響可以用溫室氣體排放量和價格來衡量。因此，影響社會效益的成本包括船舶、貨物和環(huán)境的總成本。決定船舶最佳航速的6個主要因素分別為運費水平、燃油價格、船舶成本、貨物價值、利息水平、環(huán)境成本（見圖1）。

圖1 對最佳航速產(chǎn)生影響的主要因素

對船公司本身來說，我們可以假設運價水平由市場總供需決定。公司以日毛利潤最大化為目標，那么確定最佳航速的標準就是日運費收入與日船舶成本（日燃油成本、日船舶及集裝箱資本成本、日船舶營運成本）之差的最大化，用公式可以表示為

式中：GS為日毛利潤;Fr為標箱費率;Q為船舶箱量;d為運距;s為航速;p為燃油價格;k為技術常數(shù);Vs為船、箱價值;I為利息率;Cr為日營運成本。

式（1）中沒有包括貨物成本。對于貨物而言，如果提高航速所帶來的收益（主要表現(xiàn)為庫存成本的節(jié)約）大于提高航速所帶來的額外支出（主要是燃油成本），貨主就會選擇航速更高的船舶，即便支付額外運費。如果為高速支出的額外費用大于庫存減少的收益，貨主情愿接受低航速和低運費。庫存成本是由貨物價值和利息水平?jīng)Q定的，因此，高價值貨和高利率時期的貨物成本都會更高。對于貨物而言，確定最佳航速的標準就是減速額外貨物庫存成本小于或等于減速航行燃油降低收益，用公式表示為

Vc QI / 365≤pks3（2）

式中：Vc為標箱貨物平均價值。

式（1）和式（2）中沒有包括環(huán)境成本。這是因為環(huán)境成本是外部成本，一般只有在以法規(guī)等手段將其內部化才會成為實際成本。航速變化所造成的環(huán)境成本主要是溫室氣體排放，而目前在航速造成的空氣環(huán)境成本補償方面尚無強制性的法規(guī)或市場機制。因此，這方面對企業(yè)的制約主要是通過公共輿論和企業(yè)社會責任等非強制性途徑實現(xiàn)的。環(huán)境成本的計算可以簡化為每天燃油消耗乘上每噸燃油二氧化碳（CO2）排放量再乘上每噸CO2的價格。社會效益最大化的航速就是日運費收入與日總成本（日船舶成本、日貨物成本及日環(huán)境成本）之差的最大化，用公式表示為

式中： g為每噸燃油CO2排放;Ce為每噸CO2價格。

以下假設一個具體的場景，對每個影響因素進行考察分析。

（1）市場：集裝箱運輸。慢速航行在所有類型船舶上均有應用，但集裝箱運輸應用最早，且幅度最大、最充分、最普及，影響最大。

（2）航線：上海與鹿特丹之間（12 000 n mile）。遠東―歐洲間的集裝箱航線是東西航線中箱量最大、距離最遠的航線。上海和鹿特丹是兩個市場中最大和最有代表性的港口。

（3）船舶：一艘8 000 TEU的集裝箱船。這個船型是遠東―歐洲航線最具代表性的，也反映了該航線上平均箱量的船型。

（4）裝載率：按100%計算。雖然在現(xiàn)實中不可能做到，但西行貨量比較充足。裝載率主要影響集裝箱固定成本的計算，但如果考慮空箱情況，固定成本還是要計入的。

（5）燃油價格：按650美元/t計算。燃油價格隨國際石油市場價格的波動而波動。IFO 180 cSt在2012年初達到650美元/t。這是到目前為止國際船用燃油高端價格的體現(xiàn)。

（6）船舶價值：按1億美元計算。集裝箱及其他設備按0.2億美元計算。造船市場的價格是不斷波動的，一艘價值1億美元的8 000 TEU的船舶在后危機時代是具有代表性的。

（7）船舶營運成本：如船員、保險、保養(yǎng)等按美元/天計算。根據(jù)市場調查，一套國際船員班子的日成本在美元左右，保險、保養(yǎng)費用受船齡、船型影響。

（8）貨物價值：一份最近的中國出口集裝箱貨物調查顯示，每TEU貨物價值為5萬～25萬美元，但低價貨量所占比例很大;出口貨平均價值在6萬美元上下。

（9）利率：2014年9月1年期美元倫敦銀行同業(yè)拆借利率（LIBOR）為0.58%。按近年美元平均LIBOR + 2即3%計算。

（10）環(huán)境成本：按國際海事組織海洋環(huán)境保護委員會（IMO MEPC）討論的每噸燃油30美元計算。①

有學者認為慢速航行會產(chǎn)生船舶的額外費用，但實際上短期的船舶閑置同樣會產(chǎn)生固定費用。在此，本文對這個費用不另作計算。

3 因素的變化對最佳航速的影響

針對運費水平、燃油成本、船舶成本、貨物價值、利息水平和環(huán)境成本這6個主要影響因素，本文將逐一進行討論和分析。

3.1 運費水平

不定期船市場通常具有完全競爭性，雖然班輪市場的競爭性不完全，但從航運市場總體上說，尤其是中、長期，是具有競爭性的。因此，運費水平基本上由市場供需平衡決定。由于需求量的波動性特征和中、短期內市場供需價格彈性的缺乏，運費水平通常變化很大，特別是不定期船市場。在集裝箱船市場，費率在短期內變化的幅度相對小一些。即便如此，2005―2014年的10年時間內，市場也發(fā)生了很大的波動。例如，遠東―西歐航線運費在2005―2006年間達到美元/TEU以上，2012年跌至500美元/TEU，2014年9月在900美元/TEU左右水平。

假設以集裝箱船公司日毛利潤最大化為目標，當除了運費和航速以外其他一切條件均不變時，考察在不同的運費情況下的最佳航速（以上海―鹿特丹航線8 000 TEU的集裝箱船為例，見圖2）。在這個例子中，當運費為600美元/TEU時，最佳航速為17 kn;當運費達到美元/TEU時，最佳航速為22 kn;當運費為美元/TEU時，最佳航速就變成24 kn了。

圖2 不同費率情況下日毛利潤與最佳航速的關系

（運費收入減去船舶成本、營運和燃油成本）

3.2 燃油成本

在包括資金成本的船舶經(jīng)營日成本中，燃油費用已是最大的支出項，特別是對不定期船來說。船用燃油的價格受國際原油市場波動的直接影響。最近10年間，國際船用燃油（MFO 180 cSt）價格為250～750美元/t。燃油消耗量與航速之間基本遵循一個立方的非線性關系，即C=ks3（C為日燃油消耗量）。

假設只考慮船舶收入和成本情況下以日毛利潤最大化為目標并當運費水平在800美元/TEU時，根據(jù)不同燃油價格所對應的最佳航速（以上海―鹿特丹航線8 000 TEU的集裝箱船為例，見圖3）可以看出，當燃油價格在400美元/t時，最佳航速為;當油價達到600美元/t時，最佳航速為21 kn;如果油價到了800美元/t，最佳航速降至18 kn。

圖3 不同燃油價格情況下日毛利潤與最佳航速的關系

（運費收入減去船舶成本、營運和燃油成本）

3.3 船舶成本

船舶成本包括船舶、集裝箱等設備資金成本和船舶的人工、保險、維修等營運成本。船舶成本因船型、船齡、船價、船員構成等因素的不同而不同。對于一艘特定的船舶來說，其成本僅是受時間影響的固定成本。如果一個航次的運費收入是固定的，日毛利潤最大化就是這兩個成本比較的結果。航次收入不變，航速越慢，航次燃油費用越低，但航次船舶成本越高。因此，船舶日成本高的船其最佳航速就會高于船舶日成本低時的船。船舶和集裝箱的購置價對船舶成本的影響最大。當購買船舶和集裝箱等設備的資金是通過貸款形式籌集時，利率水平也直接影響船舶成本的高低。

假設在航次運費收入固定、燃油價格為650美元/t、利息率為3%的情況下，船公司以航次成本最小化為目標，根據(jù)不同船舶日成本所對應的最佳航速（以上海―鹿特丹航線8 000 TEU的集裝箱船為例，見圖4）可以看出，當該成本在2萬美元/天水平時，最佳航速為14.3 kn;而當成本上升到5萬美元/天時，最佳航速會變?yōu)?7 kn。這一速度低于目前絕大部分集裝箱船舶慢速航行的速度是因為在計算中采用了較低的利率（3%），而且未考慮貨物的價值。

圖4 不同的船舶航次總成本與最佳航速的關系

3.4 貨物價值

對于貨主來說，慢速航行會提高其貨物庫存成本。對于班輪而言，這通常意味著將推遲1周或2周到貨。但是，當慢速航行伴隨著較低運價時，貨主就會在減少的運價與增加的庫存成本之間進行比較。由于庫存成本受利率影響，近期國際硬通貨利率普遍走低，同時運費的跌幅又比較大，貨主特別是低價值貨的貨主，對慢速航行是持接受態(tài)度的。對于高價值貨或者當銀行利率較高時，貨主就很自然希望使用航速更高的服務，哪怕是支付更高的運費。

假設航次運費是固定的，在利率為3%、燃油價格為650美元/t且貨主所追求的目標是額外的庫存成本不大于減少的運費時，不同的平均貨物價值對應不同的最低航速（以上海―鹿特丹航線 TEU的集裝箱船為例，見圖5）。在貨物價值為5萬美元/TEU時，最低航速為14.5 kn;當平均價值為15萬美元/TEU時，最低航速為21 kn。也就是說，對于某個貨物價值，當船舶低于相應的最低航速時，貨主會愿意支付更多的運費使用更高航速的船舶。

圖5 不同的貨物價值（平均標箱）與最佳航速的關系

3.5 利率水平

無論是船舶和集裝箱的資金成本還是貨物的庫存成本，通常都直接受貸款利率水平的影響。本文在討論關于船舶和貨物成本對最佳航速影響時，是按照3%的利率水平計算的。這一利率基本符合當前的世界主要硬通貨低利率市場。如美元的1年期LIBOR在2013年時只有0.35%，而在20世紀80年代曾高達16%。當利率發(fā)生變化時，船舶和貨物成本自然也會發(fā)生變化。

假設航次總收入是固定的，船舶和集裝箱設備價值為1.2億美元，船舶營運成本為美元/天，平均貨物價值為6萬美元/TEU，燃油價格為650美元/t。如果以最低航次成本為追求目標的話，不同的銀行利率對應不同的最佳航速（以上海―鹿特丹航線8 000 TEU的集裝箱船為例，見圖6）。當利率為1%時，最佳航速為13.5 kn;當利率為2%時，最佳航速為15.5 kn;當利率為4%時，最佳航速為19.5 kn;當利率上升到8%時，最佳航速達到近24 kn。也就是說，如果航速低于最佳速度，延時產(chǎn)生的以額外利息形式表現(xiàn)的資金成本就會大于節(jié)約的燃油成本，船舶、貨物的成本壓力會導致航速提高;反之，額外的燃油成本將大于節(jié)約的資金成本。因此，最佳航速就是當這兩個成本相等時。

3.6 環(huán)境影響成本

到目前為止，對于由航行速度帶來的環(huán)境成本，即溫室氣體效應，國際航運業(yè)還不認為其是一個“實際”成本，或者說還沒有相關部門向多排放了溫室氣體的船舶收取額外的費用。減少排放也只是間接的收益，并沒有實質的成本降低，但環(huán)境成本還是應該成為確定最佳航速的一個考慮因素。原因在于，一方面，IMO正在討論用市場機制控制船舶溫室氣體排放，這也就意味著排放將存在實際成本;另一方面，大眾輿論、企業(yè)形象、社會責任等方面的壓力也使得節(jié)能減排有越來越多的實際效益。

在IMO討論燃油稅時，有人提出按燃油30美元收取，消耗1 t船用燃油通常排放CO2 3 t多。在歐洲的CO2排放權交易市場上，近10年來CO2的單位價格變化很大，最高達到45美元/t，最低則跌到3美元/t。假設在航次總收入、利率、船箱價值、船舶經(jīng)營成本、燃油價格等都不變的情況下，如果以船公司日毛利潤最大化為目標，則不同的環(huán)境成本（CO2價格），將對應不同的最佳航速（以上海―鹿特丹航線8 000 TEU的集裝箱船為例，見圖7）。當CO2價格為5美元/t時，最佳航速為20 kn;當價格為25美元/t時，最佳航速為19 kn;當價格為45美元/t時，最佳航速就降至18 kn。由此可以看出，由于環(huán)境成本占航運總成本的比例很低，這個成本的變化對航速的影響有限。

圖7 不同CO2價格的船舶成本與最佳航速的關系

（日毛利潤最大化）

4 影響因素分析

影響最佳航速的6個因素是相互關聯(lián)的，但在短期內又是獨立變化的。如2005年前后的高費率高油價和2014年的低費率高油價的現(xiàn)象都曾發(fā)生。每個因素對航速的影響程度是不同的，因此，對其發(fā)展趨勢預測準確性的重要程度也不同，人們對它們的關注程度也應有所不同。在一個時期（如1年）內，對每個因素的發(fā)展趨勢預測主要應該考察2個方面：首先是該因素（i）發(fā)生變化的方向（€保┖統(tǒng)潭齲―i），以正負百分比來表示;其次是因素變化對航速的影響力（Ei），即每單位（如1%）的因素變化導致最佳航速百分之幾的變化。如果能夠得到每個因素未來某時期的預測值，i的重要性（Ii）可表示為

Ii=Di Ei（4）

在現(xiàn)實中，所有6個因素未來變化的幅度是很難準確預測的，特別是中、短期預測。例如，許多預測都顯示2014年航運市場會好轉，但這一情況并沒有發(fā)生。石油價格的變化同樣受很多因素的影響，以至于預測其走向幾乎是件不可能的事。雖然變化程度很難預測，但每一因素影響力卻是可以大致算出的。由于燃油成本與航速存在非線性關系，每個因素對航速的影響在不同航速下并不一樣。同時，每個因素在所有影響航速的要素總量中所占的比重不同，也就是說，在目標優(yōu)化的公式中每個因素的“體量”也不同，如運費收入這個因素在公式中就與所有其他成本因素的總和相當。利率是一個乘數(shù)，其變化會給船貨資金成本帶來很大的變化。顯然，在某一個確定的航速階段，比重越大的因素對航速的影響力也越大。也就是說，同一個比例的變化，體量大的因素會引起最佳航速更大的變化。

當以本文所采用的例子為基礎計算每個因素的影響力時，所得出的結論用指數(shù)形式表示就是：如果環(huán)境成本對航速的影響力為1，運費水平的影響力就為14，其他因素對最佳航速的影響力在兩者之間（見表1）。表1中的數(shù)字反映了6個因素影響力的差別。值得注意的是，利率變化的影響力大于燃油價格變化的影響力。

表1 6個因素對最佳航速的影響力指數(shù)

因此，所有受船舶最佳航速影響的人和機構，如船公司、船廠、投資方、貨主、燃油供應商、港口等，都應該對6個因素的發(fā)展賦予相應的關注。按其影響力大小，這種關注的順序應為：運費水平，利率水平，燃油價格，船舶成本，貨物價值，環(huán)境成本。

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（作者系世界海事大學教授、副校長，上海國際航運研究中心專家委員會主任）

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（作者系世界海事大學教授、副校長，上海國際航運研究中心專家委員會主任）