《極地規(guī)則》明年1月生效 中國造船業(yè)將破冰前行

由國際海事組織(IMO)海事安全委員會通過的《極地規(guī)則》，將于2017年1月1日生效并實施。屆時，航行在極地區(qū)域的除公務(wù)船以外的船舶將需要獲取相關(guān)資格證書。據(jù)悉，2015年，全球極地船舶的建造數(shù)量超過10艘，并有多種極地新船型和配套設(shè)備問世，較往年明顯活躍。其中，由我國廣船國際有限公司建造的世界首艘極地甲板運(yùn)輸船“奧達(dá)克斯(AUDAX)”號，引起了業(yè)界廣泛關(guān)注。極地規(guī)則和極地船舶的研發(fā)和建造，正在成為我國船舶工業(yè)新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

極地資源誘人

航線開發(fā)日趨活躍

極地泛指地球南北兩端緯度66.5度以上的區(qū)域，即南極和北極，而國際海事界討論的極地規(guī)則主要涉及北極。北極的重要性主要表現(xiàn)在油氣資源豐富、關(guān)涉戰(zhàn)略“瞰制”及航道控制。根據(jù)美國、俄羅斯等國家的研究，北極區(qū)域蘊(yùn)儲著地球上25%左右未探明的石油和天然氣資源。在地理位置上，北極距離世界所有大國都很近，如果在北極部署彈道導(dǎo)彈，相當(dāng)于對所有大國實施了有效“瞰制”。隨著全球變暖導(dǎo)致北極地區(qū)冰蓋融化，北極的“東北航道”(又稱北方航道)常年通航成為可能，這將是連接大西洋和太平洋以及俄羅斯歐亞兩部分的最短航線。據(jù)測算，從荷蘭的鹿特丹到中國的上海，如果取道北極，比經(jīng)過蘇伊士運(yùn)河的傳統(tǒng)航線可以縮短航程5000公里，節(jié)省約一半的時間。

由于常年冰封雪蓋，惡劣的氣候環(huán)境使北極航線一直難以得到有效開發(fā)和利用。直到2009年，俄羅斯開始提供較為優(yōu)惠的破冰和引航服務(wù)，才吸引來勇敢的嘗試者。當(dāng)年夏季，德國Beluga公司的兩艘貨船裝載著發(fā)電廠設(shè)備，從韓國出發(fā)，經(jīng)白令海峽向西進(jìn)入東北航道，最終到達(dá)俄羅斯鄂畢灣，完成了首次北極商業(yè)航運(yùn)。次年9月，挪威Tschudi公司的1艘散貨船，自挪威希爾克內(nèi)斯港出發(fā)，沿俄羅斯北海岸線航行，向中國北方港口運(yùn)送了4萬噸鐵礦石。由于該航次是首次在非俄羅斯管轄港口之間進(jìn)行的航行，被視為開啟了北極航線國際運(yùn)輸?shù)男聲r代。此后，東北航道的貨運(yùn)航次不斷增多，從2010年的4次增長到2013年的71次，年貨運(yùn)量也逐步增長到100萬噸以上。其中，2013年由挪威開往日本的兩艘液化天然氣(LNG)船，是北極航線首次出現(xiàn)LNG運(yùn)輸船。中國遠(yuǎn)洋運(yùn)輸(集團(tuán))總公司2萬噸級散貨船“永盛”號于2013年8~9月從太倉港出發(fā)，通過東北航道到達(dá)鹿特丹，航程7800多海里，航行27天，成為第一艘完成北極航線的中國商船。2015年7月，中遠(yuǎn)集團(tuán)“永盛”號再航北極，并首次實現(xiàn)雙向通行。

據(jù)記者了解，近兩年來，由于國際航運(yùn)市場持續(xù)低迷，加之中國采購石油、鐵礦石的渠道發(fā)生改變，北極東北航道的航次有所減少。另外，東北航道目前在雙向運(yùn)輸上較為缺失，返航配載的需求較少，從而打壓了該航線在經(jīng)濟(jì)性方面的吸引力。如中遠(yuǎn)集團(tuán)“永盛”號首航返航時就仍選擇了途徑蘇伊士運(yùn)河的傳統(tǒng)航線。

極地航運(yùn)規(guī)則問世

安全與環(huán)保備受重視

目前，盡管北極航線無論在自然環(huán)境還是市場發(fā)展上均“堅冰重重”，但其戰(zhàn)略及經(jīng)濟(jì)價值已被國際社會高度重視。據(jù)韓國海事機(jī)構(gòu)預(yù)測，到2030年，25%的亞歐航線船舶將從東北航道通過;中國極地機(jī)構(gòu)曾預(yù)測，到2020年，15%的中國集裝箱船將選擇這一航道;俄羅斯機(jī)構(gòu)預(yù)測，到2021年，東北航道的貨運(yùn)量將達(dá)到4000萬噸。

2013年，俄羅斯亞馬爾LNG項目正式開工，預(yù)計其年產(chǎn)1650萬噸LNG，將主要通過東北航道供應(yīng)亞洲市場。中國將每年采購其中的300萬噸。俄羅斯方面將通過亞馬爾項目獲得的收入，用來維持北極破冰船隊的運(yùn)營，并解決困擾其已久的東北航道基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)資金問題，從而提升東北航道的航運(yùn)量。

北極航線所帶來的利好固然令人欣喜，但其惡劣的自然環(huán)境對航行船舶、通航時間、航行成本、航行技術(shù)以及生態(tài)環(huán)境保護(hù)等，也都提出了更高的要求。隨著北極冰層的融化以及極地航行和商業(yè)開發(fā)活動的增多，制定和實施極地航行規(guī)則勢在必行。

2010年2月，IMO正式啟動《極地規(guī)則》的起草工作。2014年11月21日，IMO海事安全委員會第94屆會議正式通過了具有強(qiáng)制性的《極地水域船舶航行國際準(zhǔn)則》，簡稱極地規(guī)則，這標(biāo)志著國際社會在保護(hù)船舶以及船員在極地水域航行方面進(jìn)入了一個歷史性的新階段。該極地準(zhǔn)則將于2017年1月1日生效，適用對象為生效后建造的新船舶，在此之前建造的船舶被要求在2018年1月1日之后，通過首次中期檢驗或換證檢驗來滿足極地規(guī)則有關(guān)要求。

根據(jù)IMO發(fā)布的聲明，該極地規(guī)則覆蓋了與極地船舶航行相關(guān)的眾多內(nèi)容，包括船舶設(shè)計、建造、設(shè)備、操作、培訓(xùn)、搜救和環(huán)保等，并在對極地航行安全及防污染有關(guān)的法規(guī)、公約和指南進(jìn)行整合的基礎(chǔ)上，針對南北兩極水域多冰、低溫、偏遠(yuǎn)、高緯度等特殊風(fēng)險，提出了極地水域船舶操作安全和環(huán)保附加要求。該極地規(guī)則規(guī)定“在南北極劃定水域內(nèi)”航行的船舶應(yīng)申請極地船舶證書。該證書將船舶分為A、B、C三類：A類至少能在中等當(dāng)年冰(也可能包括陳冰)的極地水域航行;B類能在當(dāng)年薄冰(也可能包括陳冰)的極地水域航行;C類能在開放水域或者冰況沒有A、B兩類嚴(yán)重的水域中航行。考慮到極地水域中可能存在的危險和所需要的操作條件，簽發(fā)極地船舶證書前需要進(jìn)行相關(guān)評估，內(nèi)容包括操作限制和應(yīng)對事故的計劃或程序、額外的安全設(shè)備等。通過極地水域的船舶須攜帶《極地水域操作手冊》，手冊上需提供船主、經(jīng)營人員、船長和船員的船舶操作能力及限制等相關(guān)信息。

中國積極參與

極地船舶研制屢獲成果

進(jìn)入改革開放新時期以來，中國積極參與全球事務(wù)，在極地領(lǐng)域也不例外。1996年，中國加入北極國際科學(xué)委員會，2007年成為北極理事會的永久觀察員，2013年成為該組織的正式觀察員。盡管目前還沒有投票權(quán)，但中國能夠獲取北極理事會會議和各類活動的邀請，在參與相關(guān)活動時有機(jī)會影響其決策過程。

有關(guān)專家認(rèn)為，盡管中國在北極和南極不擁有任何主權(quán)權(quán)利，但國家提出在“十三五”期間要積極參與“極地規(guī)則”的制定，是基于現(xiàn)實局面的合理訴求。一方面，隨著全球氣候變暖，兩極冰蓋消融可能會帶來更多的極端天氣，將進(jìn)一步影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)甚至糧食產(chǎn)量，因此需要和其他國家一起共同應(yīng)對極地氣候變化的影響。另一方面，氣候變化導(dǎo)致北冰洋冰面融化，其適航的時間和漁業(yè)捕撈季節(jié)也將大大加長;對于正在進(jìn)行的“一帶一路”建設(shè)來說，未來的北極航道也有可能成為中國海上通道新的選擇，因為通過北冰洋，連接上海、紐約以及鹿特丹的航線，比經(jīng)過馬六甲海峽和蘇伊士運(yùn)河都要短。

經(jīng)略極地，同樣需要裝備先行，船舶工業(yè)責(zé)無旁貸。據(jù)了解，近年來，我國針對IMO發(fā)布的極地規(guī)則已經(jīng)開展了多方面的研究，并在實船建造上取得了多項突破。

中國船級社(CCS)一直積極參與IMO極地規(guī)則的制定，從維護(hù)航運(yùn)安全和國家利益的角度出發(fā)，提出了許多合理化建議，并積極跟蹤極地規(guī)則的有關(guān)技術(shù)問題，聯(lián)合國內(nèi)外有關(guān)機(jī)構(gòu)、企業(yè)進(jìn)行專題研究。2015年，由CCS牽頭、中國船舶重工集團(tuán)公司第七○二研究所等參與的國家高技術(shù)船舶科研計劃項目“國際極地水域船舶安全規(guī)則應(yīng)用研究”啟動。據(jù)了解，該研究項目包括冰區(qū)航行阻力、推進(jìn)、冰載荷應(yīng)用及船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度研究等子項，將推進(jìn)我國極地船舶設(shè)計以及配套規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展。

另一國家高技術(shù)船舶科研計劃項目“極地自破冰科學(xué)考察船基本設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究”，由中國船舶工業(yè)集團(tuán)公司第七○八研究所牽頭，中國極地研究中心、江南造船(集團(tuán))有限責(zé)任公司和哈爾濱工程大學(xué)等單位共同研發(fā)。據(jù)了解，該項目將圍繞北極海冰形態(tài)與海況環(huán)境、IMO極地規(guī)則和IACS極地船舶指導(dǎo)性文件、自破冰船型概念設(shè)計、破冰能力數(shù)值模擬和冰池船模試驗、船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)、動力類型及推進(jìn)裝置配置、螺旋槳特殊要求、特殊功能及綜合布置設(shè)計、防凍設(shè)計技術(shù)等9個專題深入開展。而在此之前，七○八所已與中國極地研究中心簽訂了我國新建極地科學(xué)考察破冰船詳細(xì)設(shè)計合同。根據(jù)國務(wù)院確定的中外聯(lián)合設(shè)計、國內(nèi)建造的原則，該船由芬蘭阿克北極技術(shù)公司提供基礎(chǔ)設(shè)計，具有艏艉雙向破冰能力，船舶結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足PC3級極地級標(biāo)準(zhǔn)要求，可在厚度不低于1.5米加0.2米雪的極區(qū)海冰中以2～3節(jié)的速度連續(xù)破冰航行。該船還將配備能夠掃描全海深的聲吶系統(tǒng)，可釋放有纜或無纜潛水機(jī)器人等先進(jìn)設(shè)備。無論在船型設(shè)計、破冰能力還是在綜合調(diào)查能力等方面，該船的技術(shù)水平都位居世界前列。

此外，由南通中遠(yuǎn)川崎船舶工程有限公司承擔(dān)的中遠(yuǎn)集團(tuán)“極地多用途船關(guān)鍵技術(shù)儲備研究”科研項目，去年也已通過專家組驗收。據(jù)介紹，南通中遠(yuǎn)川崎在充分吸收多用途船設(shè)計建造經(jīng)驗以及國內(nèi)外極地船舶有關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上，最終取得高冰級極地船型線、冰區(qū)加強(qiáng)型結(jié)構(gòu)、動力裝置、防凍技術(shù)等多方面的關(guān)鍵技術(shù)成果，并申報了多項專利。該項目組還對極地船舶進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)性分析，這對于我國極地船舶研究、建造及航運(yùn)等相關(guān)領(lǐng)域均具有重要的參考價值。

另據(jù)了解，近年來，中船重工第七○一研究所和武漢理工大學(xué)、華中科技大學(xué)等單位，也在開展極地航行環(huán)境條件與海冰力學(xué)特性、極地船舶冰載荷預(yù)報技術(shù)、極地船舶冰水動力學(xué)與結(jié)構(gòu)性能、極地環(huán)境下船舶機(jī)電系統(tǒng)適應(yīng)性與可靠性、極地船舶總體關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)等方面的研究，并已擬定未來3~5年相關(guān)的科研目標(biāo)與資助重點。

2014年11月，由上海江南造船廠建造的“雪燕02”號極地運(yùn)輸?shù)顷懲б惨秧樌旯ぁＴ摯瑢⒏S“雪龍”號極地科考船征戰(zhàn)南北極，承擔(dān)相關(guān)物資及設(shè)備的運(yùn)送任務(wù)。此前，該廠還建成交付了極地考察訓(xùn)練艇“雪燕01”號。

今年1月22日，由廣船國際有限公司建造的全球首艘極地重載甲板運(yùn)輸船“奧達(dá)克斯”號交付，這也是我國在極地船舶建造領(lǐng)域取得的重大突破。該船船體外形與推進(jìn)器的優(yōu)化布置，使其在平整冰層及碎冰中具有良好的操作性，達(dá)到DNV polar 3級和極地冰級符號PC3的相關(guān)要求，冰區(qū)等級達(dá)到俄羅斯規(guī)范中的最高冰區(qū)等級Arc7，可常年在極地冰區(qū)航行，能在1.5米冰厚的海況下保持2節(jié)的航速，比我國現(xiàn)役極地科考船“雪龍”號的破冰性能還要強(qiáng)。據(jù)悉，該船是目前唯一可以在北冰洋冬春冰凍季節(jié)連續(xù)運(yùn)輸LNG大型設(shè)備模塊至薩倍塔港的船舶，對于整個亞馬爾項目的開發(fā)具有決定性的作用。

極地船舶需求見增

把握重點方能贏得先機(jī)

七〇八所高級工程師吳剛在2015年年初參加了“雪龍?zhí)?rdquo;南極考察活動。作為中國新一代極地自破冰科考船的技術(shù)總師，他對極地船舶的技術(shù)發(fā)展有著較為深刻的認(rèn)識。不久前，在上海市船舶與海洋工程學(xué)會舉辦的論壇上，他為同行們作了細(xì)致的介紹。

吳剛認(rèn)為，極地船舶大致可分為過境航行、極地資源開發(fā)與運(yùn)輸、極地科學(xué)考察三種類型。其中，資源開發(fā)和運(yùn)輸是近年來極地船舶發(fā)展的主要動力。北極不僅油氣儲量巨大，還擁有豐富的煤炭、貴金屬、稀有元素等礦產(chǎn)資源，以及漁業(yè)、水力、電力、森林等自然資源。他指出，受北極資源開發(fā)及運(yùn)輸?shù)膸樱鶇^(qū)油船的破冰等級和載重量將有增長的趨勢。目前，船舶數(shù)量最多和噸位最大的還屬1A(PC7)冰級的阿芙拉型油船。芬蘭、瑞典均已開發(fā)出更高冰級的阿芙拉型油船和B-Max型26萬噸級原油船。未來，波羅的海油船噸位將可能從10萬噸級提升到27萬噸級，柏朝拉海域?qū)⑿枰?萬噸級的極地穿梭油船。同時，由于北極油氣資源中相當(dāng)一大部分為天然氣，冰區(qū)LNG運(yùn)輸船也將會是造船市場的新寵。亞馬爾項目訂造的一批17萬立方米LNG船，將具有Arc7(PC3)級的破冰能力，預(yù)計未來需要運(yùn)行于巴倫支海—亞馬爾半島的LNG船，其載貨能力將提升到20萬立方米。此外，針對加拿大海上補(bǔ)給和礦石運(yùn)輸?shù)男枨?，冰區(qū)靈便型和好望角型散貨船也在需求之列，具備高等級冰區(qū)加強(qiáng)的多用途船、集裝箱船和模塊運(yùn)輸船的研究設(shè)計正在加緊進(jìn)行中。

可節(jié)省油耗、降低排放、避免海盜的北極航線，還在催生冰區(qū)加強(qiáng)型船舶的需求。一旦北極航線全面貫通，全球海上運(yùn)輸格局將發(fā)生重大變革。而北極航線的商業(yè)運(yùn)作取決于利潤與風(fēng)險的評估、破冰船引航費(fèi)用、破冰功率增加導(dǎo)致的油耗增大、動力裝置加強(qiáng)導(dǎo)致的初始投資增大、破冰結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)重量增大和載貨量減少、防凍設(shè)計導(dǎo)致的建造成本增加和極地運(yùn)輸貨物保險費(fèi)用增加等制約因素。據(jù)測算，東北航道目前在冰蓋率低于50%的情況下，一年的可通航時間為20~30天，到2080年可達(dá)到90天，如果具有自破冰能力的船舶可通行在冰蓋率75%的航道中，那么，其通航時間就可達(dá)到150天。屆時，北極航線的經(jīng)濟(jì)性將更加凸顯。

自冷戰(zhàn)結(jié)束以來，國際性極地考察活動進(jìn)入活躍時期。德國、俄羅斯、澳大利亞、美國、瑞典、日本等相繼建成第一代極地科考船并投入使用。吳剛指出，近年來，由于船舶生命周期、新規(guī)則發(fā)布以及經(jīng)濟(jì)、政治戰(zhàn)略需求等因素，各國正加快船舶更新步伐，開始建造第二代極地科考破冰船，其主要特征是破冰能力更強(qiáng)、船體大型化。以歐盟最新投資研發(fā)的“北極”號科考船為例，該船的破冰能力將達(dá)到2.5米。

根據(jù)上述市場需求，吳剛提出，當(dāng)前極地船舶的發(fā)展存在四大技術(shù)特點。其一，在有護(hù)航的前提下，冰區(qū)加強(qiáng)型船舶可季節(jié)性地在極地水域通航。據(jù)統(tǒng)計，近幾年成功實現(xiàn)商業(yè)航行的均為PC6或PC7冰級運(yùn)輸船。因此，在新船設(shè)計中，B類極地船舶，即達(dá)到PC6、PC7級的冰區(qū)加強(qiáng)船型將成為重點優(yōu)化方向。其二，極地運(yùn)輸船舶的設(shè)計強(qiáng)調(diào)無冰(薄冰)航行與破冰航行的經(jīng)濟(jì)平衡。目前，極地自破冰船舶廣泛采用基于電力推進(jìn)、全回轉(zhuǎn)推進(jìn)等新技術(shù)，可實現(xiàn)雙向航行的雙動設(shè)計技術(shù)(Double Acting)，其初衷是協(xié)調(diào)解決破冰航行和敞水航行的線型差異所帶來的經(jīng)濟(jì)性問題。但由于電力推進(jìn)的二次能量損失和冰區(qū)吊艙設(shè)備的成本影響，雙動技術(shù)在需要有破冰船引航、破冰等級較低的船型上仍采用較少，因此，未來低等級冰區(qū)加強(qiáng)型船舶的軸槳推進(jìn)技術(shù)將是研究重點。其三，新型不對稱專業(yè)破冰船型的出現(xiàn)。由于專業(yè)破冰船的特殊功能和功率需求，其船體尺度不可能太大，尤其是船寬，傳統(tǒng)上一般在20米左右。但隨著運(yùn)輸船舶和航道港口的發(fā)展，需要破冰引航的船舶寬度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于20米，這就需要兩艘破冰船同時作業(yè)，大大增加了破冰成本。由此，新型不對稱破冰船型將得以運(yùn)用，它通過破冰時的斜向航行，可大大提高破冰寬度，被視為全回轉(zhuǎn)推進(jìn)技術(shù)和破冰船型設(shè)計相融合的創(chuàng)新。2015年，芬蘭阿克公司已首次研發(fā)出不對稱型破冰救援與應(yīng)急船。該船不僅可以前后破冰，還可以一定的傾角進(jìn)行破冰，克服了船寬尺寸相對較小的不足。該船型寬為20.5米，船上的3臺全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器也呈不對稱排布，在斜向模式時能破出50米寬的航道。該公司已與俄羅斯Vyborg造船廠、韓國三星重工等簽訂了合同，將在現(xiàn)有船型的基礎(chǔ)上提供破冰船和破冰穿梭油船的設(shè)計方案。其四，合理確定極區(qū)航行季節(jié)和時間，采取適當(dāng)?shù)姆纼龌O(shè)計。在極區(qū)航行中，船用設(shè)備系統(tǒng)將經(jīng)受嚴(yán)酷環(huán)境的考驗，這對貨物系統(tǒng)、夾板機(jī)械、系泊設(shè)備、救生設(shè)備以及室外電器設(shè)備等，均提出更高的要求。而防凍化設(shè)計與船舶建造成本密切相關(guān)，特別是當(dāng)航行時間越接近全年時，成本增加的速度就越快，因此必須謹(jǐn)慎對待。

對于我國極地船舶的發(fā)展，吳剛建議，應(yīng)積極參與國際極地規(guī)則的制定，加快推進(jìn)我國極地船舶規(guī)范以及相關(guān)配套設(shè)備的研究。他還呼吁，在時機(jī)成熟時建設(shè)我國自有的試驗冰池。同時，我國還應(yīng)重視對現(xiàn)有非冰級船舶的升級改裝，并加快我國北極航道氣象、保險等服務(wù)的發(fā)展，讓極地真正成為我國的“聚寶盆”和“黃金航道”。