（轮机工程专业论文）船舶降速航行的经济性和排放变化分析.pdf

中文摘要 摘要 在当前的形势下，随着世界航运业的不断发展，市场经济机制的引入，我国 的航运企业面临着激烈的市场竞争，当前燃油价格变幻莫测和不断攀高，燃油成 本已经成为船舶运输成本中最大的支出项，并且所占比列不断增重。因此，航运 企业为了能够在竞争激烈的市场中保持强有力的竞争力，必须在燃油成本控制上 下功夫。 由于螺旋桨所消耗的功率大约与主机转速的立方成正比，故航速的少量降低 便可节省大量的燃油消耗。所以，在市场不景气、燃油价格偏高、市场运价长期 低迷时，降速航行是最普遍最有效的节能措施。但航速并不是越小越好，因为航 速降低后，货运周转量下降，运力降低，相应的营运收入就降低，因此船舶的航 速是经济和技术的综合反映，存在一个最佳盈利航速，t i p ：最佳航速。本文将首 先通过对船舶运输成本的分析寻求控制成本的有效途径；然后，从分析航速、主 机功率、油耗量三者之间的关系出发，阐述降速节能的原理，对船舶降速航行时 船舶经济性作出分析，分析营运船舶应如何选择最佳航速。 在保证营运船舶能够取得最佳经济效益的同时，本文还将分析船舶降速航行 后，主机排放的变化。主要是n 0 x 的排放变化，具体举例计算分析船舶降速航 行后每海里n o x 的排放量，定量计算出船舶节能减排的年效益。这在 m a r p o l 7 3 7 8 公约”附则对船舶n o x 的排放进行严格控制生效后有着重要 的环保意义和实际意义。 接着，从船机桨工况匹配和管理的角度出发，对船舶降速航行进行优化分析； 最后，运用实例对单船进行了各方面的经济性和排放变化分析，包括航速选择、 经济效益定量评估、n 0 x 排放计算等。通过一系列的分析计算最终得出结论： 在航运市场不景气，燃油价格偏高，运价长期低迷的情况背景下，降速航行不仅 能取得更好的经济效益，同时还能够明显地起到节能减排的环保效益。 关键词：船舶；降速航行；燃油经济性；n o 。排放；实例分析 英文摘要 a n a l y s i so ne c o n o m ya n d e m i s s i o nc h a n g eo fn a v i g a t i o na t r e d uc e ds p e e d a b s 仃a c t i nt h ec u r r e n ts i t u a t i o n , a st h ew o r l d s s h i p p i n gi n d u s t r yd e v e l o p s ，t h e i n t r o d u c t i o no fm a r k e te c o n o m ym e c h a n i s m s ，c h i n e s es h i p p i n gc o m p a n i e sa r ef a c e d w i t hi n t e n s em a r k e tc o m p e t i t i o n , t h ec u r r e n tv o l a t i l ef u e lp r i c e sa n de v e rr i s i n g ，a n d t h ef u e lc o s t sh a sb e c o m et h ec o s to fs h i p p i n gt h el a r g e s te x p e n d i t u r ei t e m s ，a n ds h a r e t h ee v e ri n c r e a s i n ge m p h a s i so no u t t h e r e f o r e ，t h es h i p p i n gc o m p a n yi nt h eh i g h l y c o m p e t i t i v ei no r d e rt ob ea b l et om a i n t a i nas t r o n gm a r k e tc o m p e t i t i v e n e s sm u s t w o r kh a r dt oc o n t r o lf i l e lc o s t s a sar e s u l to ft h ep o w e rc o n s u m e db yt h ep r o p e l l e rf r o mt h em a i ne n g i n ei s d i r e c t l yp r o p o r t i o n a lt ot h ec u b eo ft h ep r o p e l l e rr e v o l u t i o n s oas a r n l lr e d u c t i o no f t h er e v o l u t i o no ft h ep r o p e l l e rc a l ls a v ea m o u n to ft h ef u e lc o n s u m p t i o n t h e r e f o r e ，i n t h em a r k e td o w n t u r n , h i g hf u e lp r i c e s ，t h em a r k e tp r i c eo fl o n g - t e r md o w n t u r n ，t h e d e c e l e r a t i o ni st h em o s tc o n l m o nn a v i g a t i o no ft h em o s te f f e c t i v ee n e r g y - s a v i n g m e a s u r e s b u ts p e e di sn o tt h es m a l l e rt h eb e a e lb e c a u s el o w e rs p e e d ，t h ef r e i g h t v o l u m ed e c l i n e d ，r e d u c i n gc a p a c i t y , t h ec o r r e s p o n d i n gl o w e ro p e r a t i n gi n c o m e ，s ot h e s h i p ss p e e di s t h ee c o n o m i ca n dt e c h n o l o g i c a lc o m p r e h e n s i v er e f l e c t i o no ft h e e x i s t e n c eo fo n eo ft h eb e s tp r o f i ts p e e d ，n a m e l y ：t h eb e s ts p e e d t h i sa r t i c l ew i l lf i r s t t h r o u g ht h ea n a l y s i so ft r a n s p o r t a t i o nc o s t st os e e ka ne f f e c t i v ew a yt oc o n t r o lc o s t s ； a n dt h e n ，b e g i nw i t ht h ea n a l y s i so ft h er e l a t i o n s h i po ft h es h i p ss p e e d , m a i ne n g i n e p o w e r , f u e lc o n s u m p t i o na n ds t a t et h ed e c e l e r a t i o ne n e r g yc o n s e r v a t i o np r i n c i p l e ， a n a l y s et h ee c o n o m i dp r o p e r t yo ft h ed e c e l e r a t i o no fs h i p ，t h a ts h i ps h o u l db eh o wt o c h o o s et h eb e s ts p e e d i ne n s u r i n gt h eo p e r a t i o no ft h es h i pt oa c h i e v et h eb e s tv a l u ef o rm o n e ya tt h e s a m et i m e ，t h ep a p e rw i l la l s oa n a l y z et h ed e c e l e r a t i o no fn a v i g a t i o no fs h i p s ，t h e m a i ne n g i n e sc h a n g e si ne m i s s i o n s n o xe m i s s i o n sa r em a i n l yc h a n g e si n t h e s p e c i f i ca n a l y s i so ft h es h i p ，f o re x a m p l ed e c e l e r a t i o np e rn a u t i c a ln a v i g a t i o nn o x e m i s s i o n s ，aq u a n t i t a t i v ec a l c u l a t i o no ft h es h i p sa n n u a le n e r g y - s a v i n ge m i s s i o n r e d u c t i o nb e n e f i t s t h i s m a r p o l 7 3 7 8c o n v e n t i o n ”v is u p p l e m e n t a r yp r o v i s i o n s o ft h es h i pt oc a r r yo u ts t r i n g e n tn o xe m i s s i o n sc o n t r o li si m p o r t a n ta f t e rt h ee n t r y 英文摘要 i n t of o r c eo ft h ee n v i r o n m e n t a ls i g n i f i c a n c ea n dp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c e t h e n ，f r o mab o a tp r o p e l l e rp l a n em a t c h i n gc o n d i t i o na n dm a n a g e m e n tp o i n to f v i e w , n a v i g a t i o no f t h es h i pt oo p t i m i z et h ed e c e l e r a t i o na n a l y s i s ；f i n a l l y , e x a m p l e so f s i n g l e - u s ev e s s e l so fv a r i o u sa s p e c t so ft h ee c o n o m yc h a n g e sa n de m i s s i o n sa n a l y s i s ， i n c l u d i n gs p e e ds e l e c t i o n ，c o s t - e f f e c t i v eq u a n t i t a t i v ea s s e s s m e n t ，n o xe m i s s i o n s c a l c u l a t i o n t h r o u g has e r i e so fa n a l y s i su l t i m a t e l yc o n c l u d e dt h a t ：i nt h es h i p p i n g m a r k e td o w n t u m ，h i ! g hf u e lp r i c e s ，f r e i g h tr a t e st h es i t u a t i o ni nt h ec o n t e x to f l o n g t e r ms l u m p ，t h ed e c e l e r a t i o no fn a v i g a t i o nc a nn o to n l ya c h i e v eb e t t e re c o n o m i c e f f i c i e n c y , b u ta l s oc a nc l e a r l yp l a yt h ee n v i r o n m e n t a lp e r f o r m a n c eo fe n e r g y - s a v i n g e m i s s i o nr e d u c t i o n k e yw o r d s ：s h i p ；n a v i g a t i o na tr e d u c e ds p e e d ；f u e le c o n o m y ；e m i s s i o na b o u t n o x ；a n a l y s i so ne x a m p l e 大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果， 撰写成博士硕士学位论文：丝塑隆速魈堑数经渣丝塑挂趑变丝坌扳：。除论文 中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文 中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体己经公 开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名： 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学 位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论 文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本 学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到中国优秀博硕士 学位论文全文数据库( 中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社) 、中国学位论文 全文数据库( 中国科学技术信息研究所) 等数据库中，并以电子出版物形式出 版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。 黼撇矗螅写凳帮 船舶降速航行的经济性和排放变化分析 第1 章绪论 1 1 研究背景 国际航运市场与全球经济发展密切相关、相互依存。随着我国经济体制的改 革和市场经济的发展，中国航运市场逐步形成并步入了国际市场，航运业对外开 放的范围在不断扩大，开放程度日益加深，整个中国航运市场呈现出全面开放、 开放度大、航运市场准入度高和外资航运企业在中国无歧视性的特征。我国航运 企业外部生存环境发生了很大的变化。国内外市场环境的变化既对我国发展国际 货物运输起了积极的促进作用，也给我们带来了新的挑战。各类航运企业对自身 的经济效益日益关心。他们总是想方设法在不影响社会效益的前提下，最大限度 的提高其经济效益。 运输企业提高经济效益的途径是多方面的，包括船型选择、船队规模、航线 结构、挂港、选货等运输组织与管理方面的渠道，也包括设备更新、技术开发、 优质服务、增收节支或多种经营等其他渠道。而每一艘船舶都是航运企业的基本 组成单位，它们一般都是独立经济核算的实体。以前，船舶为了取得良好的经济 效益，就必须在“快”字上多下功夫。而船舶航速对船舶的经济效益有着非常敏感 的影响，主要反映在两方面：假如提高船舶航速，一方面使船舶周转加快，在同 一时期内能完成的货运量增加，运费收入增多；另一方面会使主机功率消耗增加， 造成燃油费用支出大幅增多。如今在燃油价格不断上涨的形势背景下，船舶越来 越“慢 了，这是因为：船舶的燃油成本占营运总成本的比例越来越大，而要控 制燃油成本的最直接最有效的措施就是降低船舶航速【1 翻。 虽然，船舶在设计航速时己充分考虑了船舶营运的经济性，但是由于船舶在 实际使用过程中所处的营运环境和经济条件往往随时在发生变化，燃油价格涨 跌、航线变更、货源充乏、靠挂港口不一、装卸效率高低以及运输费率的浮动是 经常发生的，因此船舶设计航速并不一定是最佳营运航速，取得的经济效益不一 定是最大的，船舶的营运航速必须根据实际使用情况进行相应的调整，以获得良 好的经济效益。 然而，由于国际燃油价格逐年攀高，燃油费所占船舶营运成本比例不断增大， 并且已经成为各项成本中最大的支出项目。2 0 世纪的6 0 7 0 年代，船用燃油价格 低廉，市场境况好，航运业利润大，多耗几吨油算不了什么。此后，燃油价格一 第1 章绪论 涨再涨。尤其是近几年来，从2 0 0 6 年5 5 美元桶的年平均价格跃至2 0 0 7 年9 0 美元桶的年平均价格，2 0 0 8 年更是曾一度飙升至1 4 7 美元桶。虽然，近半年来 在全球金融危机的影响下，暴跌至最低时约3 4 美元桶，但燃油价格上涨趋势并 未改变，如今又快速反弹至约7 0 美元桶。通过燃油成本变动趋势分析结果表明， 燃料成本占船舶营运总成本的比重也由2 0 年前的1 3 越升到如今的4 0 ，油轮 甚至超过6 0 。燃油成本包括油价和附加费两部分，油价是指燃油的本身价格， 造成油价变动的主要因素有政治( 战争) 、经济、自然灾害和石油输出国组织的行 动等。附加费包括运费、加班费、待时费、港线外费用等。 尤其近年来燃油价格的大幅上涨，严重触痛了航运企业的神经，严峻的成本 压力下，国际航运界积极响应。我们知道，螺旋桨所消耗的功率大约与转速的立 方成正比，所以少量的降低航速便可节省大量的燃油消耗，因此，在严峻的形势 下，为了降低燃油成本，很多的船东公司采取了降速航行的措施，并取得了明显 的实效。一般条件下，降低船舶航速1 0 ，可以减少船用燃料油消耗量至少2 5 。一艘6 2 0 0 t e u 集装箱船舶的主机在每分钟转速达到9 2 5 ( r p m ) 的时候，主机 负载率为8 5 ，船舶速度可以达到2 5 3 节。但是当同样这艘6 2 0 0 t e u 集装箱船 舶的主机每分钟转速合理化地降低到8 6 7 ( r p m ) 的时候，船舶航行速度为2 4 - 3 节， 该集装箱船舶燃料油消耗量可以减少1 7 。德国船级社战略研究和开发部主任 皮埃尔萨姆斯在美国纽约对美国托运人杂志记者曾指出：如果船公司合情 合理地降低其经营管理的集装箱船队班轮航行速度，平均货物价值为4 万美元的 集装箱运输成本至少可以降低约1 0 ，合理化降低集装箱班轮航行速度还可以 强化船舶航行安全，避免船舶事故和因为违反法规和破坏环保条例而遭到处罚。 由此可见，适当或者合理地降低船舶速度，并非像有些人所想的那样会严重 影响船期，即使有影响也可以减d , n 忽略不计，例如安排班轮适当提前离港，在 船期安排方面有一个提前量，避免航行途中迫使船舶加速赶赴下一个港口等，在 指定时间内航行船舶必须赶赴到苏伊士运河和巴拿马运河入口处排队的情况经 常会发生，但是所节约下来的燃料油总量却十分可观，其中还没有包括船舶变得 更加环保，船舶主机等动力设施设备工作寿命延长等实用价值。 理论上，船舶航速主要有三种：以快速性为主的船舶设计航速：以节油为目 的的经济航速；以获得最大盈利为目的的最佳航速，亦称盈利速。经济航速和最 佳航速是目前研究的重点，是选择船舶柴油主机运行方式的依据、实现节能的研 2 船舶降速航行的经济性和排放变化分析 究热点，在目前燃油价格不断攀升的形势下，选择的最佳航速远远低于设计航速 和服务航速，也就是船舶要降速航行，降速航行不但能达到船舶经营效益的最大 化，同时也能实现降低废气污染物排放的目的。 同时，随着环境污染的日益加剧，人们对环境污染的敏感程度与日俱增，船 舶防污染的法规、技术也在近几年发生非常大的变化，世界各港口国对船舶防污 染管理与设施的检查日趋严格，这些都使得防止海洋船舶污染问题受到从未有过 的重视。保护海洋环境免遭污染损害，避免船舶因污染问题引起不必要的扣押或 经济损失，已经成为国内航运界的共识。“国际海事组织( i n t e r n a t i o n a lm a r i t i m e o r g a n i z a t i o n ，缩写为i m o ) 从9 0 年代初就开始着手研究船舶对空气的污染控制 问题。经过6 年多的努力，1 9 9 7 年9 月召开的i m o “m a r p o l 7 3 7 8 防污公约 缔约国大会批准了修订“m a r p o l7 3 7 8 防污公约”的1 9 9 7 年议定书，该议定 书为“m a r p o l 7 3 7 8 防污公约 新增了一个附则，即“防止船舶造成大气污染 规则”，其中第1 3 条对柴油机规定了n o x 排放的限制值。还通过“船用柴油机 氮氧化物释放控制技术规则”( t e c h n i c a lc o d eo i lc o n t r o lo fe m i s s i o no f n i 仃o g e n o x i d e s f r o mm a r i n ed i e s e le n g i n e s ) 。该附则现已正式实施，将追溯至2 0 0 0 年1 月1 日，即对2 0 0 0 年1 月1 日或以后建造的船舶，柴油机功率超过1 3 0 k w 的， 其氮氧化物排放应控制在限制范围内，其次有关s 0 2 限值，限制使用的燃油硫分 不大于1 5 。一些经济高度发达的国家对柴油机排放的限制尤为苛刻，其处罚 也尤为严厉。“m a r p o l 7 3 7 8 防污公约 附则对硫氧化物的一般要求规定， 船舶使用的任何燃油的含硫量质量分数不得超过4 5 ，在s 0 2 排放控制区的船 舶所使用的任何燃料中，硫含量质量分数均不得超过1 5 。船舶可使用经主管 机关按i m o 制订的导则认可的废气净化系统将船舶的硫氧化物总排放量( 按s o x 排放的总重量计) 减少至6 0g ( k w h ) 或以下。也可使用其他技术将硫氧化物总 排放量限制在同等水平，但应经主管机关按i m o 导则认可。附则v i 指定波罗的 海为s o x 排放控制区【”】。 i m o 排放规则的实施，对柴油机和船舶均是一个很大的挑战，为满足排放 法规的要求，在取得主管机关签发的国际防止空气污染证明时，必须按法规的程 序和规定的分析仪器对柴油机排放进行测量。 m a r p o l 7 3 7 8 防污公约”附则 规定的n o x 排放标准为柴油机单位制动功率排气中n o x 的比排放( g ( k w h ) ) ， 因此要想对被测试的柴油机的n o x 排放进行判定，必须得到排气中n o x 的质量 3 第1 章绪论 流量和柴油机的制动功率，然后通过计算，与公约中的标准进行比较。由于大功 率船用柴油机本身所固有的体积大、排气流量大、测量困难等特点，使得排气中 n o x 的质量流量不能直接测量，只能通过测量n o x 的体积浓度并确定排气质量 流量或体积流量，才能计算出n o x 的质量流量。目前对实船n o x 排放的逐项参 数测量需要很多人力和物力，而且还存在着测量精度不太高、测量方法没有统一 标准等问题。 1 2 研究的内容和意义 本文研究的内容主要从两大方面展开分析研究，一是船舶降速航行的经济性 分析；二是船舶降速航行后的排放变化分析。 一般而言，船舶运输成本可分为船舶的运营固定成本和变动成本两部分，固 定成本计算和控制比较简单，本文不再论述和分析，本文主要是分析船舶营运的 变动成本，分析燃油成本对船舶营运收益的影响。船舶燃油成本与船舶自身的装 置有着密切的联系。要使船舶营运的燃油成本尽可能的降低，必须要在船舶自身 装置上下功夫，也就是要提高船舶动力装置的经济性。降速航行正是目前燃油价 格暴涨的形势下最为直接、简单、有效的降低燃油成本的措施。 因此，本文首先从航速、主机功率、油耗量三者相应关系、主机功率与转速 关系出发，阐述降速航行节能原理，对船舶降速航行时船舶经济性作出分析，并 分析营运船舶应如何选择最佳航速。这在当今燃油价格趋势不断攀升的形势下有 着十分重要的意义。 然后从排放的角度出发，基于“m a r p o l 7 3 7 8 防污公约”附则的严格要求， 分析研究降速航行后船舶主机的排放变化，尤其是氮氧化合物排放的变化。这对 今后船舶废气排放的研究控制有着重要的参考意义。 接着从船舶装置工况匹配特性对航速的影响出发，对船舶降速航行进行优化 分析。从轮机管理的角度出发，分析选择降速航行后，存在的技术问题及相应的 对策。 最后运用实例对单船进行降速航行的经济性分析和排放变化分析，为以后船 舶降速航行以及废气排放的控制研究提供实例依据和研制参考。 船舶降速航行的经济性和排放变化分析 第2 章船舶降速航行的经济性分析 船舶营运航速的确定是一项非常复杂的工作，涉及的问题是多方面的，包括 初始的主机方面的选型、螺旋桨的匹配，营运过程中航运市场的变幻莫测，以及 燃油价格的起伏波动等等，这些因素都将对船舶营运航速产生相应的影响。这就 要求航运公司在管理上能够把准市场脉搏，在竞争激烈的市场想方设法降低营运 总成本。而在当今，营运总成本中燃油成本所占的比例逐年增大，势必要求船公 司重点在燃油成本控制上下功夫，燃油成本的控制重中之重就是选择合理的营运 航速。本章就是着重分析在目前的航运市场行情下如何选择最佳航速。 2 1 船舶运输成本 2 1 1 船舶运输成本的概述【5 】 运输船舶的成本是航运企业的一定时期内，从事船舶运输经营活动所支付的 一切费用的总和。它是航运企业生产经营活动的一项综合指标。在航运企业的生 产经营活动中，劳动生产率和船舶使用效率的高低，燃料和材料消耗的节约与否， 管理费用的多少，资金的占用情况等，最终都集中反映在运输成本中。加强成本 的管理与控制，降低成本，是提高企业营运经济效果的主要途径。 i s 0 9 0 0 4 标准明确提出一个组织( 企业) 的质量体系有两个相互关联的方面， 即满足顾客组织的需要和期望。对顾客而言，则“需要组织具备交付期望的质 量，并对一持续保持该质量的能力建立信任”；对组织而言，则“需要在经营上 以适宜的成本达到并保持所期望的质量，为达到此目的，关系到有计划地、有效 地利用组织可获得的技术、人力和物质资源”。为此该标准又引出了对顾客和企 业都具有重要意义的利益、成本和风险的考虑。航运企业在此方面的考虑应为： 利益：考虑提高利润和市场占有率。 成本：考虑由于营销和经营中的缺陷等发生的费用。 风险：考虑由于服务不周、不被认可、或陷入服务陷阱等可能导致的形象或 信誉的损失，丧失市场、意见、索赔责任、人力和财力资源的浪费等风险。 按该标准的描述，企业存在的目的就是“为了实现价值和增殖，因此，任 何企业在正常的生产经营过程中都围绕着“利益最大化，成本最佳化，和风险最 小化而做文章，不断地从失误中总结经验和教训，去追求三者的最佳配合，而 第2 章船舶降速航行的经济性分析 完善的质量管理体系正是在“考虑利益、成本和风险的基础上使质量最优化。 按i s 0 8 4 0 2 标准所给的定义，质量成本应描述为：为了确保和保证满意的 质量而发生的费用以及没有达到满意的质量所造成的损失。 关于质量成本的科目划分，i s 0 9 0 0 4 标准根据p a f 成本模型分析将其划分 为：预防成本、鉴定成本、内部故障成本、外部故障成本。若定义r 为船舶运输 服务的有效率；贝l j ( 1 r ) 为无效服务，令f 为单位运输服务产品的损失性成本，则 单位有效服务负担的质量损失性成本为：乃= ，! ，设单位有效服务负担的 ， 预防和检验成本为y 2 ，且随r 的变化需追加的预防检验成本为一常数k ，则 儿= k 七，以y 表示单位有效服务所负担的质量成本，则： l 一，。 y = y l + 奶= ，。旦! + x 。_ l ， 图2 1 成本函数 f i g 2 1c o s tf u n c t i o n 对质量成本函数y 求极限，0 0 令a y 。= 0 ，则可以得出以下结论： 口， 1 ) 当y l = 儿时，存在最优质量成本点。 2 埔髓删略锨莉= 痞1 + f = 3 ) 最优质量成本l j - - e 孚拯导 航运企业开展质量成本研究的意义在于： 船舶降速航行的经济性和排放变化分析 1 ) 促进管理曾重视运输服务质量和质量管理，提高企业质量只能的有效 性。 2 1 是降低运输总成本，提高经济效益的重要途经。 3 1 确定质量成本的最佳水平，提高社会资源的利用率。 4 ) 有利于质量责任制的贯彻实施。 而运输企业是特殊的物质生产部门，不生产有形的物质产品，因而运输成本 与生产物质产品的工农业生产部门的生产成本相比，有以下几个特点： 1 、无形性 海运企业在耗费了包括燃油、船员劳动和船舶损耗等各种成本后，完成的只 是某些物资的位置转移，并不形成有形的产品，因此成本无法归结到某一具体的 实物产品上；而一般生产型企业，往往是将消耗了的各种材料成本转移到某种有 形的产品上面，很容易辩识和归结。 2 、非直接相关性 一般生产型企业在生产过程中，生产成本的高低与完成的产品数量一般直接 相联系，而船舶运输成本则不同，船舶运输成本主要取决于航行距离而非客货量， 这是因为占船舶运输总成本6 0 一7 0 的固定成本并不受运量的影响。 3 、无需储存性 海运企业的产出是运输服务，其生产过程和消费过程是同时进行的，运输产 品不象一般生产型企业生产的产品那样需要储存，因而储存费用在一般船舶运输 成本中并不存在。 同时，对船舶运输成本的分析与研究对提高运输企业经济效益有着重要的作 用，这是因为运输成本是反映运输企业生产和经营管理水平及企业经济效益的综 合性指标，包括着运输企业在完成运输服务过程中所消耗的各项费用，运输生产 过程中的每一个环节进行的状况如何，都会影响运输成本的高低。运输成本低， 企业在运输生产的营运组织中所消耗的物化劳动与活劳动就少，取得的经济效益 就大；反之，运输成本高，就意味着运输生产中所消耗的物化劳动与活劳动多， 取得的赢利就小，甚至会亏本。另外，运输成本也是运输企业进行决策的重要依 据，无论是运输企业的投资决策，还是管理决策，都必须考虑成本这一重要因素。 第2 章船舶降速航行的经济性分析 2 1 2 船舶运输成本的结构与分犁6 】 运输成本各项目占成本的比重称之为成本结构。从成本结构我们知道船舶运 输成本的特点，不同航运企业，同一企业不同船类，其成本各项目的比重往往有 很大的差别，按以下几种不同的情况可将其分类。 1 、直接成本和间接成本 直接成本是指每艘船舶直接计算的费用，包括折旧费、修理费、船员工资、 燃料费、润料费、运河费、港口费、代理费以及其他航行费用等；间接成本是指 以某种方法分摊到船上的费用，包括行政管理费、财务费用、办公用品费及其它 岸上的费用。 2 、航次成本和非航次成本 所谓航次成本是指船舶在航次营运过程中为运输货物所发生的费用。该类费 用的大小与航距、挂靠港口、货物种类和数量、航速燃油消耗，以及航次中航行 和停泊时间的比例等种种因素有关，并随不同航次情况而变动。它由以下费用构 成：燃油费、港口费( 货物装卸作业费用及各种使费) 、运河费、垫舱物料费、 佣金、事故损失费和其他变动费用等。航次成本通常亦称为变动成本。非航次成 本是指为维持船舶的营运状态所发生的费用。在一定的时间与运力范围内，其发 生总额不受运量增减变动的影响而相对固定。通常亦称其为固定成本，它由以下 费用构成：船员工资及伙食津贴等附加、船舶折旧费、船舶修理费、船用物油费、 船舶保险费、船舶企业管理费用、其他固定费用等。对集装箱班轮公司来说，还 应包括集装箱折旧费、修理费、保管费、租费、保险费、底盘车费用、清洁费、 熏箱费等。 3 、可控成本和不可控成本 可控成本与不可控成本是相对一不定期的时空范围和技术水平而言的，是相 对而非绝对的。例如，船舶资本折旧在营运当时不可控而在整个计划期内的折旧 量则可控，岸基管理费对船员来说不可控而对公司来说可控，由于技术水平影响， 某成本在此公司不可控而在彼公司可控。总之成本发生的空间越大，时间越长， 可控性越小；反之，可控性越大。而对同一成本而言，经营管理及技术水平越高， 可控性越大；反之，可控性越小。 4 、资本成本、经营成本和管理成本 资本成本归属于船东，即船舶所有权的取得者：经营成本归属于船舶的经营 8 船舶降速航行的经济性和排放变化分析 者，即经营权的取得者；管理成本归属于船舶管理者，即船舶管理权的取得者。 2 1 3 船舶运输成本的控制 船舶成本的控制是指船舶在生产经营活动中，对影响船舶成本的条件及因素 的控制，对船舶实际发生的费用严格控制在计划标准之内。及时了解并反馈生产 经营中的耗量信息，严格控制船舶经营生产中的浪费现象，以达到节约船舶成本 的目的。成本控制可分为广义与狭义的成本控制。广义的成本控制是指着眼于企 业长期经济效益的发展而对成本进行的一种全面的综合性控制，对成本进行事 前、事中、事后的控制。狭义的成本控制是指按成本计划中确定的成本目标值， 在营运生产过程中，采用一定的方法对各项消耗的发生进行严格的监督和控制， 及时矫正偏差，保证成本费用发生额不超过既定的目标值的一种成本管理活动， 是成本的事中和事后控制。 船舶成本的是否可控取决于企业自身与外界因素的影响。对于航运企业来说 可控的因素有船舶的工作效率、船舶燃油消耗、运输安全及货运安全质量的控制、 劳动生产率及船岸人员的工资水平、企业生产组织与管理水平等等。 船舶管理人员应首先确保船舶安全，没有安全就没有一切；其次，应该不断 提高管理水平，重视安全却不能保证船舶盈利的船长，也不是称职的船长。因此， 对船舶进行成本控制，应将成本计划及成本控制要求落实到甲板、机舱部门中， 明确经济责任，找差距，重落实。对于重点项目应严格把关，重点控制并向有关 方面反馈信息，是确保船舶盈利的重要管理环节【l 】。 对船舶运输成本的控制主要是对航次成本的控制，而航次成本主要分为燃油 费和港口使费，所以应从这两方面着手分析，并对其提出有效的控制方法。 2 1 3 1 燃油成本 l 、燃油成本分析 燃油成本是船舶在航行、停泊、装卸作业时所消耗的各种燃料费用之和。目 前世界上绝大多数船舶均采用柴油机作为船舶主机，主要使用重油作为燃料油。 在燃料己定的条件下，每一航次的燃料成本取决于船舶航速和燃料消耗。随 着石油价格的不断上升，燃料成本己成为航次成本最重要的项目。燃料的质量和 可用性己成为一个重要的因素，那些能够使用廉价的燃料油的船舶比其他船舶具 有明显的有利性【刀。 9 第2 章船舶降速航行的经济性分析 燃油价格：决定燃料成本的最主要因素是燃油价格。国际原油价格在过去近 两年时间里，经历了一个跌宕起伏的过程。自0 7 年的上半年的7 0 美元每桶一路 飙升至0 8 年7 月份最高近1 5 0 美元每桶，随后，受美国金融危机的蔓延影响， 国际原油价格在不到半年的时间内又狂泻至最低的3 4 美元每桶。随后，又逐渐 反弹至如今的近7 0 美元每桶左右。原油价格在这次全球金融危机中的风云变幻 可谓是历史罕见。 而燃油价格的变化能够直接影响船舶的营运成本，世界范围的油价变化又是 不可控因素。在当今国际燃油价格总体趋势不断攀升的形势下，燃油成本己经成 为航次变动成本中的最大支出项目，据统计，船公司若节约1 0 的燃油成本将使 节约总成本由原来的1 3 上升到4 5 ，当然不同的财务计算方法所得的比例不 尽相同，但燃油的实际消耗量是客观存在的，燃油成本仍然是船公司营运成本的 重要影响因素之一j 所以节约和控制燃油成本仍是航运企业和期租租船人降低航 次成本的重要手段。 通常航运企业所采取的措施如下：油价方面，对网点定油价格的监督，网点 定油价不得高出市价；在质优价廉的港口尽量多加油；做好燃油市场的分析研究 工作，强化信息的作用；抓住市场机遇，作好部分燃油的套期保值工作，锁定市 场风险。油质方面，定期和不定期进行油样的化验，做好加油现场的督导，减少 争议，维护公司利益；劣质油燃用的经济性及管理方法等。绝大多数都是定性的 指导原则，在定量方面的应用和研究还有很大的余地。故此，笔者将在总结和分 析当前量化控制理论的基础上，以节能为切入点进行经济技术分析。 船舶耗油率：对一条现有的船舶，耗油率的高低是船舶管理水平的一个综合 体现。首先体现在船舶技术状况，如果一条船的机务管理水平高，可以使船舶设 备处于高效率的运转状态，使船体、推进器处于最小的阻力状态，达到节约能源 降低耗油率的目的。选择最佳的营运航速是另一体现，根据不同的船舶、不同的 航线，从总成本的角度考虑，以船舶设备状况为基础制定最佳营运航速。 加油港的选择：主要考虑装货港、卸货港、第三港。具体选择哪个港主要考 虑燃油价格、加油港使费、绕航发生的成本及港口的吃水限制等因素。 加油量的确定：为了尽最大的能力装货，在装卸货港口吃水受限制情况下， 尽量少加油，按总航行时间耗油再增a n - 天的备用油。如果不受吃水限制，应该 尽量减少加油次数，在油价较低的港口尽量多加。 1 0 船舶降速航行的经济性和排放变化分析 燃油品种的确定：目前船用柴油机能使用的燃油品种较多，其价格不同，性 能也有差异。燃烧劣质燃油能较大幅度地降低燃油成本，但同时会带来备件和维 修费用的大幅度提升。因此，应合理地选择适当的燃油品种，并采取正确的轮机 管理措施。 2 、燃油成本的控制措旋 选择最佳营运航速：考虑主机技术状况所允许的转速范围、主机耗油率、油 耗量相适应的最佳转速；综合分析航运市场行情选择船舶的最佳航速。 使用劣质燃油：船舶使用劣质油是降低燃油费用的重要途经，但由于劣质燃 油品质和性能的下降，燃用劣质燃油的要求很高，维修保养周期相应缩短，备件 消耗和维修保养工作量大。因此，如果缺乏严格的科学管理，将会适得其反，达 不到低运输成本的目的。 合理选择加油港口和加油量：燃油价格对船舶成本的影响很大，了解世界各 国港口的燃油价格对减少船舶的经营成本有重要意义。由于影响价格的有政治、 经济等诸方面的因素，世界上的燃油价格在不断变化。总体来说，国内的油价偏 高，远东地区，新加坡、韩国的油价较低，其次是泰国曼谷、香港和台湾，而日 本、澳大利亚的油价相对较高。中东、北美、欧洲油价较低，非洲的油价较高。 燃油期货：燃油成本是航运公司总成本中的主要组成部分，当航运公司在增 收方方面遇到极大困难时，就要求在变动成本控制和管理方面下大功夫并力争有 所突破，才能提高其盈利水平。开展燃油期货套期保值业务可锁定燃油价格，部 分地控制燃油成本支出，降低或规避因价格上涨带来的风险，此外，便于进行成 本核算和签订长期的运输合同。因此，船公司应把开展燃油期货保值业务作为燃 油成本管理的一项主要工作，目的在于保值、控制成本支出。 2 1 3 2 港口使费 1 、港口使费分析 港口使费主要包括两部分：一部分是与船舶净吨以及港口费率水平直接相关 的费用，包括靠离泊位费、引航费、拖轮费、船舶吨税、港务费、代理费等；另 一部分是与船舶在港停泊时间直接相关的费用，包括停泊费、码头费等。 2 、港口使费的控制 港务费：船长提前同港口高度协商，明确进出港精确时间并尽可能采取白天 第2 章船舶降速航行的经济性分析 进港避免加班费；合理安排工班缩短装卸时间；仔细审核垫舱、绑扎等物料清单 等。公司商务部门认真审核使用权费吨和作业时数，费率及各种单据是否合理。 停泊费：公司计算好受载时间，通知船长以最佳航速控制抵港时间，航运部 门应积极同港口及收、发货人协调，避免移泊，因为在停泊费中移泊费用所占比 例甚大。 拖轮费：在抵、离港前，船长应明确向港口和引水提出申请，告知本轮的吨 位和吃水，需要拖轮艘数和马力以及拖轮开始作业到驶离本船的时间。当靠、离 码头作业中拖轮抵达后，应核实艘数及马力，适当提出建议，当船靠码头带妥舷、 舰两根缆后应及时让拖轮驶离并记下准确时间，签单时应核对。公司在审核拖轮 费发现有不恰当地方时，应及时提醒船长。 引水费：引水费的费率计算，除与船舶总吨位，引领时间有关外，还受船舶 吃水差及工作时段影响。因此，船长应尽可能控制引水员工作时间，尽量调平水 尺，设法避免引水员在加班时段工作。 代理费：公司应恰当选择代理商，争取优惠条件，避免过多过早支付预备金。 其它的控制在港使用权费的措施，如通讯费、浏览费的规定等应早通知代理。 2 2 最佳航速的选择 在具体的营运环境和经济条件下，采取不同的航速，船舶的营运经济效果是 不一样的：过慢，则使船舶的周转慢而失去应有的收益；过快，虽然可以加速船 舶的周转，增加营运收入，但由于燃油费用急剧上升，会得不偿失。船舶在设计 时选定航速虽然也充分考虑了船舶的营运经济性，但通常只能在某个特定的营运 环境及经济条件下考虑。而由于运输市场的不稳定性，船舶在实际使用过程中所 处的营运环境和经济条件会经常变化，如航线的更改、货源充足程度的变化、港 口装卸效率的提高、燃油价格的上涨等，这些都会影响船舶的营运经济性。这时 就要通过改变船舶原有的航速来保证其营运经济性。因此，在实际营运过程中， 要经常根据船舶的技术性能，结合当时的环境条件，研究其实际应该采用的最佳 航速，以提高船舶的营运经济效果。 2 2 1 航速、主机功率、油耗量三者之间的关系 船速、主机功率、油耗量三者之间的关系是在船舶设计时确定的船机浆之间 的静态工况匹配关系基础上得出的一个重要关系式。他们间的参数式在推进装置 1 2 船舶降速航行的经济性和排放变化分析 工作时的运动学和功力学关系。并且船机浆三者在运行工况下的相互联系和相互 制约，三者中任何个特性变化，必然会影响其他两者的运转状态，从而引起配 合工作特性的变化。船舶的正常航行是以螺旋桨推进特性进行的。 螺旋桨吸收的功率与其转速的关系式是： 0 = c 以p 3 ( 2 1 ) 式中：一螺旋桨吸收功率； 刀。一螺旋桨转速。 上式反映出螺旋桨运转特性，即浆的吸收功率与转速的三次方成正