《極地規則》明年1月生效 中國造船業將破冰前行

由國際海事組織(IMO)海事安全委員會通過的《極地規則》，將于2017年1月1日生效并實施。屆時，航行在極地區域的除公務船以外的船舶將需要獲取相關資格證書。據悉，2015年，全球極地船舶的建造數量超過10艘，并有多種極地新船型和配套設備問世，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輸船“奧達克斯(AUDAX)”號，引起了業界廣泛關注。極地規則和極地船舶的研發和建造，正在成為我國船舶工業新的機遇和挑戰。

極地資源誘人

航線開發日趨活躍

極地泛指地球南北兩端緯度66.5度以上的區域，即南極和北極，而國際海事界討論的極地規則主要涉及北極。北極的重要性主要表現在油氣資源豐富、關涉戰略“瞰制”及航道控制。根據美國、俄羅斯等國家的研究，北極區域蘊儲著地球上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彈，相當于對所有大國實施了有效“瞰制”。隨著全球變暖導致北極地區冰蓋融化，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。據測算，從荷蘭的鹿特丹到中國的上海，如果取道北極，比經過蘇伊士運河的傳統航線可以縮短航程5000公里，節省約一半的時間。

由于常年冰封雪蓋，惡劣的氣候環境使北極航線一直難以得到有效開發和利用。直到2009年，俄羅斯開始提供較為優惠的破冰和引航服務，才吸引來勇敢的嘗試者。當年夏季，德國Beluga公司的兩艘貨船裝載著發電廠設備，從韓國出發，經白令海峽向西進入東北航道，最終到達俄羅斯鄂畢灣，完成了首次北極商業航運。次年9月，挪威Tschudi公司的1艘散貨船，自挪威希爾克內斯港出發，沿俄羅斯北海岸線航行，向中國北方港口運送了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行的航行，被視為開啟了北極航線國際運輸的新時代。此后，東北航道的貨運航次不斷增多，從2010年的4次增長到2013年的71次，年貨運量也逐步增長到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LNG運輸船。中國遠洋運輸(集團)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，通過東北航道到達鹿特丹，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，中遠集團“永盛”號再航北極，并首次實現雙向通行。

據記者了解，近兩年來，由于國際航運市場持續低迷，加之中國采購石油、鐵礦石的渠道發生改變，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濟性方面的吸引力。如中遠集團“永盛”號首航返航時就仍選擇了途徑蘇伊士運河的傳統航線。

極地航運規則問世

安全與環保備受重視

目前，盡管北極航線無論在自然環境還是市場發展上均“堅冰重重”，但其戰略及經濟價值已被國際社會高度重視。據韓國海事機構預測，到2030年，25%的亞歐航線船舶將從東北航道通過;中國極地機構曾預測，到2020年，15%的中國集裝箱船將選擇這一航道;俄羅斯機構預測，到2021年，東北航道的貨運量將達到4000萬噸。

2013年，俄羅斯亞馬爾LNG項目正式開工，預計其年產1650萬噸LNG，將主要通過東北航道供應亞洲市場。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營，并解決困擾其已久的東北航道基礎設施建設資金問題，從而提升東北航道的航運量。

北極航線所帶來的利好固然令人欣喜，但其惡劣的自然環境對航行船舶、通航時間、航行成本、航行技術以及生態環境保護等，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開發活動的增多，制定和實施極地航行規則勢在必行。

2010年2月，IMO正式啟動《極地規則》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制性的《極地水域船舶航行國際準則》，簡稱極地規則，這標志著國際社會在保護船舶以及船員在極地水域航行方面進入了一個歷史性的新階段。該極地準則將于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則有關要求。

根據IMO發布的聲明，該極地規則覆蓋了與極地船舶航行相關的眾多內容，包括船舶設計、建造、設備、操作、培訓、搜救和環保等，并在對極地航行安全及防污染有關的法規、公約和指南進行整合的基礎上，針對南北兩極水域多冰、低溫、偏遠、高緯度等特殊風險，提出了極地水域船舶操作安全和環保附加要求。該極地規則規定“在南北極劃定水域內”航行的船舶應申請極地船舶證書。該證書將船舶分為A、B、C三類：A類至少能在中等當年冰(也可能包括陳冰)的極地水域航行;B類能在當年薄冰(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，簽發極地船舶證書前需要進行相關評估，內容包括操作限制和應對事故的計劃或程序、額外的安全設備等。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、經營人員、船長和船員的船舶操作能力及限制等相關信息。

中國積極參與

極地船舶研制屢獲成果

進入改革開放新時期以來，中國積極參與全球事務，在極地領域也不例外。1996年，中國加入北極國際科學委員會，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，但中國能夠獲取北極理事會會議和各類活動的邀請，在參與相關活動時有機會影響其決策過程。

有關專家認為，盡管中國在北極和南極不擁有任何主權權利，但國家提出在“十三五”期間要積極參與“極地規則”的制定，是基于現實局面的合理訴求。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，將進一步影響農業生產甚至糧食產量，因此需要和其他國家一起共同應對極地氣候變化的影響。另一方面，氣候變化導致北冰洋冰面融化，其適航的時間和漁業捕撈季節也將大大加長;對于正在進行的“一帶一路”建設來說，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，比經過馬六甲海峽和蘇伊士運河都要短。

經略極地，同樣需要裝備先行，船舶工業責無旁貸。據了解，近年來，我國針對IMO發布的極地規則已經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極地規則的制定，從維護航運安全和國家利益的角度出發，提出了許多合理化建議，并積極跟蹤極地規則的有關技術問題，聯合國內外有關機構、企業進行專題研究。2015年，由CCS牽頭、中國船舶重工集團公司第七○二研究所等參與的國家高技術船舶科研計劃項目“國際極地水域船舶安全規則應用研究”啟動。據了解，該研究項目包括冰區航行阻力、推進、冰載荷應用及船體結構強度研究等子項，將推進我國極地船舶設計以及配套規范標準的發展。

另一國家高技術船舶科研計劃項目“極地自破冰科學考察船基本設計關鍵技術研究”，由中國船舶工業集團公司第七○八研究所牽頭，中國極地研究中心、江南造船(集團)有限責任公司和哈爾濱工程大學等單位共同研發。據了解，該項目將圍繞北極海冰形態與海況環境、IMO極地規則和IACS極地船舶指導性文件、自破冰船型概念設計、破冰能力數值模擬和冰池船模試驗、船舶結構設計技術、動力類型及推進裝置配置、螺旋槳特殊要求、特殊功能及綜合布置設計、防凍設計技術等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考察破冰船詳細設計合同。根據國務院確定的中外聯合設計、國內建造的原則，該船由芬蘭阿克北極技術公司提供基礎設計，具有艏艉雙向破冰能力，船舶結構強度滿足PC3級極地級標準要求，可在厚度不低于1.5米加0.2米雪的極區海冰中以2～3節的速度連續破冰航行。該船還將配備能夠掃描全海深的聲吶系統，可釋放有纜或無纜潛水機器人等先進設備。無論在船型設計、破冰能力還是在綜合調查能力等方面，該船的技術水平都位居世界前列。

此外，由南通中遠川崎船舶工程有限公司承擔的中遠集團“極地多用途船關鍵技術儲備研究”科研項目，去年也已通過專家組驗收。據介紹，南通中遠川崎在充分吸收多用途船設計建造經驗以及國內外極地船舶有關技術的基礎上，最終取得高冰級極地船型線、冰區加強型結構、動力裝置、防凍技術等多方面的關鍵技術成果，并申報了多項專利。該項目組還對極地船舶進行了經濟性分析，這對于我國極地船舶研究、建造及航運等相關領域均具有重要的參考價值。

另據了解，近年來，中船重工第七○一研究所和武漢理工大學、華中科技大學等單位，也在開展極地航行環境條件與海冰力學特性、極地船舶冰載荷預報技術、極地船舶冰水動力學與結構性能、極地環境下船舶機電系統適應性與可靠性、極地船舶總體關鍵基礎技術等方面的研究，并已擬定未來3~5年相關的科研目標與資助重點。

2014年11月，由上海江南造船廠建造的“雪燕02”號極地運輸登陸艇也已順利完工。該船將跟隨“雪龍”號極地科考船征戰南北極，承擔相關物資及設備的運送任務。此前，該廠還建成交付了極地考察訓練艇“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輸船“奧達克斯”號交付，這也是我國在極地船舶建造領域取得的重大突破。該船船體外形與推進器的優化布置，使其在平整冰層及碎冰中具有良好的操作性，達到DNV polar 3級和極地冰級符號PC3的相關要求，冰區等級達到俄羅斯規范中的最高冰區等級Arc7，可常年在極地冰區航行，能在1.5米冰厚的海況下保持2節的航速，比我國現役極地科考船“雪龍”號的破冰性能還要強。據悉，該船是目前唯一可以在北冰洋冬春冰凍季節連續運輸LNG大型設備模塊至薩倍塔港的船舶，對于整個亞馬爾項目的開發具有決定性的作用。

極地船舶需求見增

把握重點方能贏得先機

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

吳剛認為，極地船舶大致可分為過境航行、極地資源開發與運輸、極地科學考察三種類型。其中，資源開發和運輸是近年來極地船舶發展的主要動力。北極不僅油氣儲量巨大，還擁有豐富的煤炭、貴金屬、稀有元素等礦產資源，以及漁業、水力、電力、森林等自然資源。他指出，受北極資源開發及運輸的帶動，冰區油船的破冰等級和載重量將有增長的趨勢。目前，船舶數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，柏朝拉海域將需要7萬噸級的極地穿梭油船。同時，由于北極油氣資源中相當一大部分為天然氣，冰區LNG運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，預計未來需要運行于巴倫支海—亞馬爾半島的LNG船，其載貨能力將提升到20萬立方米。此外，針對加拿大海上補給和礦石運輸的需求，冰區靈便型和好望角型散貨船也在需求之列，具備高等級冰區加強的多用途船、集裝箱船和模塊運輸船的研究設計正在加緊進行中。

可節省油耗、降低排放、避免海盜的北極航線，還在催生冰區加強型船舶的需求。一旦北極航線全面貫通，全球海上運輸格局將發生重大變革。而北極航線的商業運作取決于利潤與風險的評估、破冰船引航費用、破冰功率增加導致的油耗增大、動力裝置加強導致的初始投資增大、破冰結構導致的結構重量增大和載貨量減少、防凍設計導致的建造成本增加和極地運輸貨物保險費用增加等制約因素。據測算，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，其通航時間就可達到150天。屆時，北極航線的經濟性將更加凸顯。

自冷戰結束以來，國際性極地考察活動進入活躍時期。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、新規則發布以及經濟、政治戰略需求等因素，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、船體大型化。以歐盟最新投資研發的“北極”號科考船為例，該船的破冰能力將達到2.5米。

根據上述市場需求，吳剛提出，當前極地船舶的發展存在四大技術特點。其一，在有護航的前提下，冰區加強型船舶可季節性地在極地水域通航。據統計，近幾年成功實現商業航行的均為PC6或PC7冰級運輸船。因此，在新船設計中，B類極地船舶，即達到PC6、PC7級的冰區加強船型將成為重點優化方向。其二，極地運輸船舶的設計強調無冰(薄冰)航行與破冰航行的經濟平衡。目前，極地自破冰船舶廣泛采用基于電力推進、全回轉推進等新技術，可實現雙向航行的雙動設計技術(Double Acting)，其初衷是協調解決破冰航行和敞水航行的線型差異所帶來的經濟性問題。但由于電力推進的二次能量損失和冰區吊艙設備的成本影響，雙動技術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，未來低等級冰區加強型船舶的軸槳推進技術將是研究重點。其三，新型不對稱專業破冰船型的出現。由于專業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，傳統上一般在20米左右。但隨著運輸船舶和航道港口的發展，需要破冰引航的船舶寬度已經遠遠大于20米，這就需要兩艘破冰船同時作業，大大增加了破冰成本。由此，新型不對稱破冰船型將得以運用，它通過破冰時的斜向航行，可大大提高破冰寬度，被視為全回轉推進技術和破冰船型設計相融合的創新。2015年，芬蘭阿克公司已首次研發出不對稱型破冰救援與應急船。該船不僅可以前后破冰，還可以一定的傾角進行破冰，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臺全回轉推進器也呈不對稱排布，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，將在現有船型的基礎上提供破冰船和破冰穿梭油船的設計方案。其四，合理確定極區航行季節和時間，采取適當的防凍化設計。在極區航行中，船用設備系統將經受嚴酷環境的考驗，這對貨物系統、夾板機械、系泊設備、救生設備以及室外電器設備等，均提出更高的要求。而防凍化設計與船舶建造成本密切相關，特別是當航行時間越接近全年時，成本增加的速度就越快，因此必須謹慎對待。

對于我國極地船舶的發展，吳剛建議，應積極參與國際極地規則的制定，加快推進我國極地船舶規范以及相關配套設備的研究。他還呼吁，在時機成熟時建設我國自有的試驗冰池。同時，我國還應重視對現有非冰級船舶的升級改裝，并加快我國北極航道氣象、保險等服務的發展，讓極地真正成為我國的“聚寶盆”和“黃金航道”。