陶学宗 ，戴东生，吴琴，张秀芝

1. 上海海事大学 交通运输学院；2. 伦斯勒理工学院 工程学院；3. 宁波市现代物流规划研究院

0 引 言

集装箱海铁联运是指以集装箱为载体，利用铁路将内陆出口货物运到沿海港口后装船出境，或是进口货物由船舶运抵沿海港口后再利用铁路运至内陆腹地的一种现代化联运模式。相比“海运+公路”的海公联运模式，海铁联运在能源效率、排放强度、运输能力、安全性等方面具有明显优势。就宁波舟山港而言，发展集装箱海铁联运不仅有利于其拓展港口腹地、提升港口综合竞争力，而且能够有效节约能源、减少排放，推动区域货运结构调整，对于浙江省打造港口经济圈、推进港口名城建设和贯彻落实国家三大战略（“一带一路”、长江经济带和京津冀协同发展）具有重要意义。2009年以来，宁波舟山港按照“上级推动、地方主动、铁路互动、内陆联动、企业行动”的发展思路[1]，大力推进集装箱海铁联运发展，取得了卓越的成绩。在交通运输业节能减排压力日益增大的背景下，很有必要对宁波舟山港集装箱海铁联运的节能减排效果进行客观评价，以便及时掌握集装箱海铁联运发展对绿色交通运输体系建设的贡献，为宁波舟山港制定下一步海铁联运发展计划提供决策参考。

1 宁波舟山港集装箱海铁联运发展概况

宁波舟山港集装箱海铁联运起步于2009年，当年完成0.17万TEU。之后，宁波市政府建立了专门的组织机构，通过强化部门联动、强化规划研究、加快创新模式、加大扶持引导等手段助推集装箱海铁联运发展[1]。与此同时，宁波舟山港股份有限公司成立了海铁联运中心，并通过建设内陆无水港、实施费率优惠和补贴政策、加强市场开发和信息化建设等措施统筹协调推进海铁联运业务的发展。此外，中国铁路总公司制订了集装箱海铁联运运价下浮政策，船公司推出了诸多海铁联运便利化措施，货运代理企业、集装箱运输车队等相关企业也积极主动参与集装箱海铁联运业务。在多方共同努力下，宁波舟山港集装箱海铁联运业务遂步入正规，并得到了快速发展。

2010年，甬温集装箱五定班列开通；2011年，“宁波—华东地区”集装箱海铁联运通道被列为全国首批6个示范通道之一，上饶—宁波集装箱五定班列开通；2012年，上饶五定班列延伸至鹰潭，并被原铁道部列为全国“百千快捷班列”之一[2]；2013年，台州—宁波集装箱海铁联运班列“天天班”运行，义乌—宁波集装箱海铁联运班列恢复运行；2014年，鹰潭/上饶—宁波集装箱海铁联运“天天班”运行，绍兴—宁波集装箱海铁联运班列启动；2015年，绍兴班列实现“天天班”稳定开行，兰溪—宁波海联运集装箱班列“天天班”常态化运行；2016年，宁波舟山港-浙赣湘（渝川）集装箱海铁公多式联运示范工程入选全国第一批多式联运示范工程项目，金华—宁波、义乌—宁波集装箱海铁联运班列“天天班”运行；2017年，宁波舟山港国家集装箱海铁联运物联网应用（宁波港）示范工程通过验收，马士基、东方海外等义乌—宁波海铁专列开行；2018年，义乌—宁波海铁联运“一天两班”模式实现常态化运行，并开启“一天三班”试运行模式，9月份单月业务量破万箱。

图1 2009～2017年宁波舟山港集装箱海铁联运发展趋势

截止2018年9月，宁波舟山港在北仑港区、镇海港区已开设2个铁路集装箱办理站，年作业能力接近100万TEU，正常运行线路12条，业务覆盖15个省级区域的44个城市，实际从事集装箱海铁联运业务的各类企业超过200家，累计完成集装箱海铁联运业务量达160.88万TEU。2009～2017年宁波舟山港集装箱海铁联运发展趋势如图1所示。

2 宁波舟山港集装箱海铁联运节能减排评价方法

2.1 集装箱海铁联运的节能减排原理

宁波舟山港集装箱海铁联运的节能减排原理如图2所示。可以看出，海铁联运和海公联运的海运段均由集装箱船舶运输，并无本质差异，但内陆工厂（仓库）与宁波之间的内陆段运输则完全不同，前者为铁路运输，后者则为公路运输。由于公路运输能耗强度高、排放量大，铁路运输能耗强度低、排放量小，因此在外贸集装箱由海公联运转为海铁联运后，相应能耗降低，排放量随之减少，从而达到了节能减排的目的[3]。进一步分析可知，集装箱海铁联运的节能贡献主要取决于由海公联运转为海铁联运的集装箱业务量，公路、铁路之间的能耗强度差异，以及公路、铁路所消耗能源的排放系数。

2.2 集装箱海铁联运的节能减排评估方法

根据2.1的分析可知，宁波舟山港集装箱海铁联运的节能量（减排量）等于相同运量下的公路能耗（排放）与铁路能耗(排放)的差值。由于宁波舟山港海铁联运业务涉及到15个省级区域的44个城市，缺乏系统、详细的能耗统计数据，故本文采用基于活动的方法[3]估算集装箱海铁联运的节能量，具体计算过程如下：

式中：ΔEn为集装箱海铁联运的节能量（万tce）；V为集装箱海铁联运业务量（万TEU）；为集装箱海铁联运的加权平均运距（km）；en-truck、en-train分别为公路和铁路的能耗强度（kgce/TEU·km）；Qtruck为集卡的百公里平均油耗（L/100 km）；tdsl为柴油的标准煤折算系数（kgce/L）；Qe-locomotive为电力机车的万吨公里平均电耗（kWh/104t·km）；ξ为全国铁路的平均电气化率（%）；telec为电力的标准煤折算系数（kgce/L）；Qd-locomotive为内燃机车的万吨公里平均油耗（L/104t·km）；w为宁波舟山港空重箱平均箱重（t/TEU）。

图2 宁波舟山港集装箱海铁联运节能减排原理

类似地，集装箱海铁联运的减排量评估仍可采用基于活动的方法，与估算节能量的不同之处在于，需要把燃料的标准煤折算系数替换为不同排放物的排放系数，具体如式（2）所示。考虑到二氧化碳（CO2）是主要的温室气体（对温室效应的贡献度大约为55%左右），柴油货车的氮氧化物（NOx）和颗粒物（particulate matter，PM）排放量占汽车总排放量的比例较高（分别为57.3%和77.8%）[4]等实际情况，本文重点评价CO2、NOx、PM等三种排放物的减排情况。

式中：δ为排放物类型，取1表示CO2，取2表示NOx，取3表示PM；ΔEδm为集装箱海铁联运的减排量，δ=1或2时单位为万t，δ=3时单位为t；em-truck、em-train分别为公路和铁路的排放强度，δ=1时单位为kg/TEU·km，δ=2或3时单位为g/TEU·km；、分别为集卡、内燃机车所用柴油的排放系数，δ=1时单位为kg/L，δ=2或3时单位为g/L；电力的排放系数，δ=1时单位为kg/kWh，δ=2或3时单位为g/kWh；π为质量换算系数，δ=1或2时取10-3，δ=3时取10-2。

3 宁波舟山港集装箱海铁联运节能减排效果

3.1 数据采集

通过查阅中国交通年鉴、交通运输统计年鉴、国研网、中国区域电网基准线排放因子、《港口能源消耗统计及分析方法》、浙江省地方标准《燃煤电厂大气污染物排放标准》、《道路机动车大气污染物排放清单编制技术指南（试行）》、《重型商用车辆燃料消耗量限值(GB 30510-2018)》、《非道路移动污染源排放清单编制技术指南（试行）》，结合宁波舟山港实地调研和既有文献[3][5]，最终得到相关参数如表1所示。

3.2 结果分析

将表1数据代入公式（1）和（2），计算得到2009年～2018年9月宁波舟山港集装箱海铁联运的节能减排效果如图3所示。近10年来，宁波舟山港共完成集装箱海铁联运业务量160.08万TEU，节能20.44万tce，减排CO2、NOx、PM分别为58.18万t、0.27万t、76.66 t，为交通运输业节能减排作出了重要贡献。具体到单位周转量的节能减排效果，单位周转量大约可节能0.177 kgce，减排CO2、NOx、PM分别为0.505 kg、2.309 g、0.067 g。

表1 宁波舟山港集装箱海铁联运节能减排评价参数值

图3 宁波舟山港集装箱海铁联运节能减排效果

根据《宁波市海铁联运发展财政扶持政策绩效评估》（简称《绩效评估》），2009～2016年集装箱海铁联运共完成79.8万TEU，节能7.41万tce，减排15.96万t CO2、2 562 t NOx，平均每TEU·km节能0.186 kgce，减排CO2、NOx分别为0.400 g、6.421 g，与本文所得结果存在一定差异。其中，本文所得总节能量、CO2和NOx减排量相对较高，主要是因为本文评估的时间跨度较长，完成的集装箱海铁联运业务量、海铁联运平均运距（新疆、西安、兰州、重庆等远程运量增长所致）、集卡百公里油耗等指标高于《绩效评估》。《绩效评估》中每TEU·km的节能量、NOx减排量相对较高，主要原因在于《绩效评估》的节能量直接用节约燃油量折算，未考虑铁路能耗和排放；CO2减排量相对较低，主要原因在于《绩效评估》仅考虑了节约燃油量带来的CO2减排，但未考虑燃料的生命周期排放。

4 结束语

本文回顾了宁波舟山港集装箱海铁联运发展历程，综合考虑铁路机车能源结构、柴油和电力排放，基于活动的方法建立了海铁联运节能减排评价模型，对宁波舟山港集装箱海铁联运的节能减排效果进行了评估。研究发现，宁波舟山港集装箱海铁联运具有显著的节能减排效果，近十年累计完成集装箱海铁联运业务量160.08万TEU，节能20.44万tce，减排CO2、NOx、PM分别为58.18万t、0.27万t、76.66 t，为交通运输行业节能减排作出了较大贡献。未来，应逐步细化海铁联运内陆段运输网络，采集更为详细的分线路运量和运距信息，进一步提高评估结果的准确性。