论北极航线的合理开发利用及其问题思考

祝鸿，毕修颖，刘传润

（广州航海学院，广东 广州 510725）

近年来，北极部分海域可通航时间逐步增加，合理开发利用北极航线成为当前热点。在经济全球化、区域一体化不断深入发展的背景下，北极在经济、航道、资源等方面的价值不断提升，根据《中国的北极政策》白皮书和《“一带一路”建设海上合作设想》，以中国沿海经济带为支撑，密切与沿线国合作，积极推动共建经北冰洋连接欧洲的蓝色经济通道[1]。北极航道作为贯通欧洲、美洲与东亚沿海国的海上通道，实现商业通航对北极区域经济、能源和航运业产生重要影响。

2012 年8 月我国“雪龙”号科考船实施北极东北航道首航任务顺利完成，为我国商船后续航行探明航路。2013 年8 月，中远海运集团所属“永盛”轮顺利完成北极东北航道首航任务，我国商船第一次成功经由北极东北航道到达欧洲港口。截至2020 年，中远海运集团共派出33 艘船舶执行了42 个北极航次[2]。虽然北极航道的开发带来了一定经济效益和社会效益，但因北极地理区域的特殊性，因此在探究北极航线上要科学、合理开发，船舶在北极海区安全航行，仍应考虑船舶航行安全的潜在问题。

1 合理开发北极航线

1.1 北极通航窗口期

根据《北极航行指南（东北航道）》（2014）研究，北极航线通航时间只有五个月（每年7月份至11月份）[3]。北极海区除了五个月的通航期之外，一年的其余时间里冰层平均厚度可达1.6 米，因此，北极海区的通航环境使得船舶运输更加困难和危险。参照俄罗斯政府《北方海航路水域航行规则》有关要求，不同冰级船舶能够在不同时段在北极东北航道（北方海航段）航行，具体要求有所不同。船舶冰级根据航段海区结冰程度在冰区航行方式分为独自航行和破冰引导，无冰级及冰级低的船舶通航期每年7 月至11 月15 日，冰级较高的船舶通航期每年7 月至11 月。因此，合理利用北极海区通航窗口期，对北极航线开发和提升北极区域经济起着重要作用，但不同冰级船舶也限制了北极航线的通航能力。

1.2 合理设计航线

北极航线主要分为北极东北航道、北极极点中航道和北极西北航道。目前，北极水域通航较多的是北极东北航道，自2009 年7 月德国布鲁格航运公司的货船从韩国装货出发，途径俄罗斯符拉迪沃斯托克港(海参崴)后，在无俄罗斯破冰船引导的情况下，成功穿越北极东北航道，到达俄罗斯西伯利亚扬堡港，最后抵达目的港荷兰鹿特丹。2014 年9 月隶属加拿大船公司货船从加拿大迪塞普申港出发，成功穿越北极西北航道，最后抵达营口港鲅鱼圈。

从航线设计上看，厦门以北的港口通过北极航道进入欧洲，相比于经由南海、印度洋、红海和地中海航线的航程有很大程度缩短，而通过北极航线的西北航线到达北美东岸的航程，与穿过巴拿马运河航线的航程相比也有较大缩短。尤其以上海以北的港口节省最为明显。例如从上海高桥经印度洋、苏伊士运河到伦敦的总航程约为10410 海里，而经“东北航线”航程仅为8050 海里，航程可缩短2000 余海里；从上海横越太平洋途经巴拿马运河到格陵兰努克港，总航程约为13105 海里，若经“西北航线”，航程仅为6075 海里，航程缩短了至少7000 海里[4]。

因此，船舶在设计航线时，要根据始发港和目的港使用传统习惯航线与通过北极航道航线比较，确定是否选择北极航道。

1.3 航线的社会效益

北极航线的开发，与传统航线比较，明显缩短航程，航运企业节约了经营成本，同时减少碳排放，还可以避开航经海盗高风险区域的亚丁湾海域、东南亚地区海域，且目前北极通航密度较低，船舶航行发生碰撞可能性更低。

1.3.1 企业节省成本

例如，中远海运集团“永盛”轮2015 年7 月从江阴出发，航经北极东北航道，抵达瑞典的瓦尔贝里（VERBERG）港。“永盛”轮使用北极东北航道西行瑞典与假定使用传统航线航行从装货港至卸货港的营运效益进行比较，如表1 所示：

表1 东北航道西行成本效益比较

按照当时8 月份同类型船期租金8500 美元/天计算，燃油市场价每吨260 美元计算；通过对比，北极航线相较于传统航线节省支出约18.8 万美元[5]。

通过北极航线与传统习惯航线比较，从我国上海以北的港口经白令海峡，沿北极东北航道往西到达西欧各港，比通过马六甲海峡、苏伊士运河的传统航线缩短航程近3000 海里，可节省了近40%航行时间或10 天左右航行时间。若是上海以北的港口至俄罗斯位于北极圈内港口可节省55%航程，约24～30 天航行时间。

1.3.2 减少环境污染

根据中远海运集团2013 年至2020 年北极东北航道航次统计，共有42 个航次航经北极航道，节省航程162657海里，减少二氧化碳排放量46248 吨[2]。北极航线不仅大幅度缩短航程、节省船期，且减少船舶燃油消耗和二氧化碳排放，提高能源效率、减少环境污染。据测算我国沿海港口到欧洲港口的单航次能耗下降约35%。

1.3.3 航行安全性

北极航道航行安全主要表现：第一，北极航道自2009 年商船能够通航，每年船舶通航逐年增加，根据Tschudi（挪威楚迪航运）和中远海运集团统计，2020年有307 艘商船航行，通航密度不大，且船舶驾驶人员在冰区航行特别谨慎，又受海冰影响，船舶航速不高，因此船舶在航行中发生碰撞可能性很低。第二，从目前商船通航来看，没有海盗袭击报告，相比传统航线通过海盗高风险区域的马六甲海峡、亚丁湾、索马里、西非沿海，几乎没有海盗风险。第三，商船没有航经苏伊士和巴拿马运河，不会因运河拥堵影响船舶通航；2021年3 月“长赐”轮在苏伊士运河搁浅，直接导致运河堵塞并致使400 余艘船舶滞留运河；2023 年巴拿马运河枯水季导致运河通行能力受限，几百艘船等待通航。因此，北极航道的开发，有利于商船航行安全。

1.4 利于北极圈经济开发

北极蕴藏着丰厚的能源资源，分别占全球13%和30%未探明石油、天然气储量，且拥有大量金刚石、煤炭、金、铀等矿藏资源和丰富的水产资源。位于北极的挪威白雪公主油田通过油船和液化天然气船运输到世界各地，俄罗斯的亚马尔项目在北极东北航线附近，年产油气量约550 万吨，为将油气运送至欧洲和亚洲，虽然建有管道运输，但仍受环境条件制约，因此合理利用北极航线也势在必行。2018 年1 月发表《中国的北极政策》白皮书中就指出[6]，支持企业通过各种合作形式，在保护北极生态环境前提下参与北极油气和矿产资源开发。

2 问题思考

虽然北极航线有明显的优势，但因地理环境、气候、通航条件及潜在风险等诸多因素，值得探索和思考。

2.1 船体结构及材料

商船通过北极航道，与船舶本身的冰级有十分密切关系。我国船级社在《钢质海船入级规范》中规定，不同冰级标志代表着船舶在不同冰况下具有正常航行和是否需要破冰船辅助的能力，及存在着不同的通航风险性。船舶在冰区安全航行，受冰块挤压作用，比起在常规海上航行，增加船壳外板相互作用力，必须适当加强船体结构，抵抗冰载荷破坏作用。

船舶在北极航行，船舶结构应设计为抵御预见冰况下的预期总体和局部结构载荷，需要对船舶冰级加强。但在增强船体在冰区的结构，其一，导致船舶建造成本提高；其二，增加了船舶重量，导致船舶航行平均油耗增加；其三，船舶载货量会减少；其四，船舶在冰区航行，受冰块挤压，增加船壳、螺旋桨叶损坏的频率，导致船舶维修保养成本加重。因北极通航窗口期有限，若船舶结构具有加强冰级，不经常或偶尔在北极航行，势必增加企业经营成本负担。若船舶结构无冰级或冰级低，在北极航行，需要申请破冰引导，增加营运成本，且破冰服务也不一定随时得到，可能导致航行延期，船舶在冰区受困对船体也造成潜在的风险。

北极区域环境寒冷，船舶结构建造材料在北极水域航行时船体钢板受水域低温影响易发生脆性断裂，且船体受冰块不断挤压和碰撞，船舶燃油舱要抵抗低温的条件，以防止油舱受损，压载水舱、甲板管线、救生消防设备及生活区等设施也要做好防冻结、防破损措施。

2.2 航行设备

北极航道处于北极附近，磁差随地理位置变化迅速变化或存在磁暴现象，磁罗经可靠性大大降低，磁罗经液要更换适合环境温度的液体。陀螺罗经指向力矩随纬度升高而变小，靠近北极，电罗经丧失水平指向性，纬度达到约85°时，陀螺罗经会失去指向作用[3]。光纤罗经使用极地算法较好解决了这一问题，为极地航行船舶提供了保障。船舶雷达受制于北极航道内冰的大小、范围和反射面的角度等因素，雷达屏幕上显示的信息准确性受到影响，雷达测量结果只能是作为参考方式。测深仪可能因船舶底部流冰引起噪声干扰，造成测量轨迹不连续、回声测深仪的扫描线可能消失、误差较大，影响航海人员对水深判断，对航行安全产生潜在风险。因此，充分考虑船舶航行设备局限性，或配备新式可靠性设备，以提高船舶在北极海域通航安全性。

2.3 航行风险

船舶在北极航道内冰区航行，航线上冰情不确定性和不可预测性给船舶安全操作带来风险，气象变化、海冰影响给船舶操作带来不可预知的风险。船舶在冰区航行，如何安全操作船舶有效避开航线上的冰脊、冰丘、浮冰等潜在风险，尤其夜间航行值得探索和思考。

北极水域海图资料少，海图缺乏或海图信息不充分，大部分海图基于航空摄影制图，除了在较少地方能够开展现代测量外，均没有精确系统测量水深、探明海底地质；而高纬地区海图采用的投影方式可能发生变化，与航海人员通常使用的墨卡托海图不同，海图坐标系、海图基准面的不同产生定位误差。这些航用海图的不足或缺乏，给船舶在北极航道航行带来潜在风险，对北极水域的开发是当前亟待解决的问题。

2.4 应急服务

在北极水域，虽然沿岸国家成立了应急服务机构，为过往船舶提供紧急救助服务，但因北极水域的冰情、气象和水文条件，以及应急机构的设施设备完整性、对应急反应程度、通信联系等因素影响，导致应急服务不能及时提供，对北极水域的开发受一定制约。因此北极水域内的救助和应急设备操作需要进一步改善，确保船舶人员安全和预防北极环境污染。

2.5 通航设施

北极某些沿岸航行区域，天然物标虽众多，但难以识别，对航海人员来说作用十分有限，难以在海图上标定。并且沿岸有许多的凸角和岛屿十分相似，许多地理特征上都覆盖着厚厚的积雪，所以岸线看上去和实际也区别很大，识别困难。人工助导航设施，由于北极水域长年受冰雪影响，除沿岸通航部分导航设施外，几乎没有海上助航设施[7]。即便已经存在的助航标志，可能受海冰或者恶劣天气影响从海图标示的位置移走，给船舶安全航行带来潜在的威胁。近年来，随着北极水域的开发，北极沿岸国家着手建设新的北极航线运输和物流系统的结构和设计特点，以便未来北极航线能够满足船舶通航的安全性、可靠性。因北极航区助航设施稀少和不完善，对北极航线发展受到一定的限制。

2.6 环境影响

近年来，北极航线通航船舶逐渐增多，呈递增趋势，船舶在北极水域航行时燃油消耗产生的废气排放量同增加趋势，废气中二氧化碳、硫氧化物（SOx）、氮氧化物（NOx）和细颗粒物等对北极区域的气候、环境等产生局部影响，可能导致北极冰雪融化加快。北极航行船舶数量增多，船舶航行产生海水搅动和机器噪音等，以及船舶生活污水、压载水等排放，会对北极海域的海生物、鱼类、鸟类等构成威胁，甚至可能影响整个北极区域的生物链。因此，在开发北极水域航道时，考虑船舶航行、污染防护和港口建设等对北极区域的环境影响，避免对北极海洋环境产生破坏。

3 结论

综上所述，利用北极通航的窗口期，合理开发北极航线，不仅缩短船舶经北极航道到达欧洲或美洲的航程，节省航运企业经营成本，还可以避开海盗高风险海区、绕开国际政治敏感的新加坡马六甲海峡重要通道。但在科学合理开发北极航线时，要考虑及适时解决通航船舶的船体结构要求、航行设备的风险、航行中潜在威胁、应急服务改善、通航设施完善及北极海洋环境影响等方面的问题，确保船舶在北极安全通航和北极区域的绿色发展。