第二节 世界散货船发展概况
散货船是从杂货船中分离出来的一种船型。1852年世界上诞生了第一艘散货船的“雏形”——“SS John Bowes”号运煤船(见图1-9)。该船采用铁质船体,蒸汽机动力,用海水压载水取代砂包压载,并以这些特点在运煤市场中取胜。
图1-9 “SS John Bowes”号运煤船
散货船正式问世为20世纪初。第二次世界大战后世界经济高速发展,海上散货运输量大增,散货船的设计建造水平迅速提高,在船舶装卸中普遍应用抓斗、链斗、皮带传送机、吸扬机等机具,运输的货种也从最初的铁矿石、煤炭扩展到原本由杂货船运输的散装固态货物品种,主要包括质地均匀、无须包装的货物,如粮食、谷物、化肥、水泥、钢材等。
第二次世界大战结束后,由于杂货船吨位过剩,船东购得大量廉价杂货船,这种情况一直延续到20世纪50年代中期。因此,在这一时期,散货船建造较少。只有矿砂船例外,钢铁业、炼铝业的发展使矿砂船运输量迅速增加,极大地推动了远洋矿砂船的发展,也促进了码头和船上装卸设备的更新。1954年,美国建造了矿砂运输船“Ore Chief”号,船长230.4米、型宽35.36米、吃水11.76米、方形系数0.828,载重量60 457吨。该船是当时最大的矿砂船,成为现代大方形系数、浅吃水船的先驱。
随着矿砂船和运煤船的发展,水泥、化肥、木材、糖等也开始采用散装运输方式,第二次世界大战后第一艘普通散货船“Enterprise”号于1956年交付,其载重量18 400吨,航速15节。相比当时主流的从战争中留存下来的“自由”轮杂货船,油耗大大降级,运价也更有优势。它的出现开创了远洋散货船的新时代。
随后,散货船应用范围和船队规模迅速扩大。世界散货船保有量由1954年的61艘、116.7万载重吨(其中矿砂船占70%)增至1960年的471艘、871.1万载重吨(其中矿砂船占57%)。此后,散货船数量以更高的速度增长,在1960—1990年的30年间,散货船艘数增长9.8倍,载重吨数增长27倍。在1960—1975年的15年里,散货船数量急剧增长;20世纪80年代前半期,散货船数量快速增长。在1986—1990年间,散货船数量有所下降,但此后又呈现稳定增长态势。
在世界商船船队中,散货船保有量仅次于油船,位居第二。1978年底散货船保有量占世界船舶总量的20.7%,1985年底达30%,至2003年稳定在30%~35%之间,至今基本保持在40%的水平。
纵观散货船发展,其趋势主要体现在主尺度、航速和船型上。
1.散货船大型化趋势
现代造船技术能造出越来越大的船舶,这标志了造船科学技术的进步。散货船是典型的大型化运输船船型。大型运输船的单位造价低、单位运输成本小,即通过规模效应能提高运输的经济性。10万吨级矿砂船的单位运输成本仅为1万吨级矿砂船的23%。然而,船舶大型化会受到航道、港口条件对船舶长度、宽度及吃水的限制和码头装卸效率的限制。
散货船向大型化发展的趋势明显,平均吨位增长较快,20世纪60年代,散货船平均载重吨为2.0万吨,20世纪80年代中期达到3.5万吨,2002年底为5.2万吨,2020年达到7.4万吨。
促进灵便型散货船大型化的原因之一,是国际船级社协会(International Association of Classification Societies,IACS)强化了散货船的安全性要求,规定在1998年7月以后订货的散货船在进水时仍能维持足够的船体强度和稳性。为此,各船厂对散货船设计加强了船体强度,大岛船厂等还采用了双壳结构。结合这一改进,许多船厂开发了更大型的大灵便型散货船。
20世纪90年代中期以前,大灵便型散货船基本上不超过4.5万载重吨,1998年则开发出了5万~5.2万吨载重吨散货船。大灵便型散货船型宽已加大到能通过巴拿马运河所允许的最大宽度,且吃水浅,以保持灵便型船舶的优点,可进入更多港口。例如佐野安船厂把原4.8万载重吨散货船扩大为5.2万载重吨级,吃水保持不变,设计吃水仍为10.75米,满载吃水仍为13.97米。灵便型散货船主要参数的演变如表1-3所示。
表1-3 灵便型散货船主要参数的演变
散货船大型化还表现在大吨位船舶所占比重的提高,20世纪70年代初,好望角型船占25.59%,2007年6月上升到33.2%。在散货船大型化发展中,好望角型船和巴拿马型船总吨位持续增长,小灵便型船持续萎缩。敦刻尔克型散货船在1995年以前建造的基本上均未超过17万吨,一般为15万~17万吨,而近几年建造的一般均为17万吨以上,最大的已达到18万吨。对于超敦刻尔克型散货船,21世纪初最大的为20万吨以上,较多为17万~19万吨。
21世纪前,国际上对矿砂的需求一直是稳定的,所以矿砂船的发展一直没有大的突破,数量也很有限。这一时期的矿砂船基本上是20世纪80年代由日本和韩国的船厂建造的,其中最大的是1986年由韩国现代造船公司为挪威船东建造的364 767吨“博克斯坦”(BERGE STAHL)号矿砂船,此船用于巴西PDM港和法国敦刻尔克港之间运输铁矿石。同期我国没有建造过大型矿砂船,国内也一直没有开展大型矿砂船的研究工作,因此超大型矿砂船主要技术一直由日本、韩国掌握。
进入21世纪,我国经济迅速发展,对钢铁的需求不断增加,矿砂进口激增,并且亚洲其他国家,如韩国、日本,近年来对矿砂的进口需求也日益增加,因此亚洲市场对矿砂船的需求大量增加。这就极大地刺激了超大型矿砂船的发展,订船数量明显增多,大型化的发展趋势十分明显。
矿砂船在大型化的同时也兼顾节能环保设计。2010年日本商船三井推出32万吨级的环保型矿砂船“维信三世”号,降低船舶二氧化碳排放量的关键技术多达7种。2011年,韩国大宇造船海洋建成的超大型矿砂船被评选为“2011年全球优秀船型”。大宇造船海洋为淡水河谷公司建造的 40万吨级超大型矿砂船,船型经过优化,满足了高效装载要求。
2.散货船航速发展
随着石油价格波动,散货船经历了航速先提高又降低的过程。20世纪60年代以后,随着造船技术进步,散货船航速不断提高,以1973年交货的4.3万吨大舱口散货船为例,其设计航速为16.5节,日耗油量55吨。1980年设计的类似船航速为14节,日耗油量低于30吨。之后的散货船航速一般设计为14~15节,旨在追求最优化的航速和油耗等能效指标。
3.散货船船型发展
在专用散货船出现之前,都是用普通杂货船运输散货。粮食、水泥等散货的流动性比液体小,都有一定的休止角,船舶在海上发生横摇后,易横倾,在风浪中很容易发生倾覆事故。据统计,20世纪50年代,全世界有150余艘散货船发生海损事故。为了解决这个安全问题,逐步形成了现在广泛应用的典型专用散货船结构。这种散货船的出现,较好地解决了运输途中散货流动的问题,改善了散货运输的安全性,使海上散货船运输进入一个新的发展阶段。
由于运量大、货源充足、航线固定、装卸效率高等因素,散货船具有良好的经济效益。从船型看,灵便型、巴拿马型和好望角型一直是散货船队中的主流船型。
20世纪末,散货船的发展体现出船型标准化、系列化等趋势。船舶的船长趋向缩短,船宽和型深增加,长宽比(L/B)相应下降,灵便型散货船长宽比为5.5~5.8,船体短肥,但载重量和航速却不断增加,而且由于国际船级社协会等机构对船体安全性问题越来越重视,不断推出各种新要求和规则,船体的空船重量也不断增加。因此研究这一类标准化系列化船型的快速性、操纵性、耐波性、船体结构的安全性、防污染性能以及综合节能等,是当时航运界和造船界一个相当重要的课题,目的是追求船舶营运的经济性,降低造价,使船东以最小的初始投资获得最大的经济效益。
21世纪初,国际散货船发展史上出现的重大变化是双舷侧散货船的推出。由于20世纪中后期,一些大吨位单舷侧散货船不断出现海损事故,事故中船舶极高的灭失率引起国际航运界和造船界的高度重视。根据历年散货船事故的研究表明,2万吨以上散货船因外板破损而造成的事故占46%,这一弱点极易造成单壳货舱进水,是导致船舶灭失的重要原因之一。
经过多年酝酿和讨论,2003年国际海事组织建议自2007年7月1日起新建的船长150米以上,装载货物比重超过1.0吨/立方米的散货船应是双舷侧散货船。若建造船长150米以上的单舷侧散货船,也必须按新规对船舶进行加强。这一建议在国际航运业掀起订造新的大型双舷侧散货船的高潮。为应对双舷侧散货船这一趋势,许多设计公司、造船公司抢先开发出多种这类货船,如挪威Ole Jacob Libæk公司开发的Optima 2000好望角型双壳散货船,丹麦CarlBro设计公司与Graig航运公司联合开发的大灵便型双壳散货船,韩国大宇造船海洋工程公司推出双壳散货船,日本的大岛、今治等造船公司也开发了双壳散货船。此外,各国船级社也在协助一些船厂开发双壳散货船。