船舶排放控制区对琼州海峡航运企业的影响研究

◎刘新亮 广东海洋大学海运学院 杨晓华 湛江二中港城中学

1.引言

随着人们物质生活的不断提升，对环境舒适度的追求不断增加，这也是“中国梦”的一个具体体现。现在越来越多的国家和地区建立排放控制区，以控制当地的空气污染。我国政府对于排放控制区的设置起步较晚，这意味着低标准船舶将可能涌入我国市场。为此，交通运输部水运局陆续出台了排放控制区执行方案，建立中国自己的排放控制区，并依靠法律推行。国内关于对船舶ECA对航运业的影响及应对措施颇为关注，采取有效的措施降低船舶尾气对大气的污染成为研究的重点。我国的学者对船舶ECA的执行进行了研究，同时对实行排放控制后航运企业应当采取的措施也有所涉猎，但是针对性不强，不能引起航运企业足够重视，以至于采取行动迟缓。国外一些学者还对应对船舶ECA所采取的措施，进行科学实验，验证其效果；但是没有对各种有效策略进行经济性分析，有些方法长期经济效益差，避免航运企业盲目行动。

海南自由贸易试验区建设，中央支持海南推进自由贸易港建设，海南发展势不可挡，湛江也将成为对接海南经济发展的前沿基地，作为连接海南和湛江的黄金水道-琼州海峡备受关注，架在两地之间不是桥梁，而是行驶在这条黄金水道上的50几条客滚船。但是，琼州海峡客滚船给大气环境所造成的污染却被人们所忽视，因此，采取适当的措施降低船舶排放废气对环境的破坏更是无从谈起。截至2020年初，由于船舶排放废气已占到全部空气污染物排放总量的12%以上，世界环保组织和国际海事组织也开始关注海上交通运输工具所造成的大气污染问题，在全球范围内划定了船舶排放控制区（简称ECA）。我国为了减少船舶排放废气造成的大气污染，也陆续划定船舶排放控制区。2016年1月1日起，交通运输部制定的《船舶排放控制区实施方案》陆续实施，2019年交通运输部的调整方案中，明确排放控制区范围包括琼州海峡水域（如：图1），而且对于排放要求逐步提高。琼州海峡客滚船运输在中国经济发展中占据极为重要的地位，排放控制区的建立和实施对琼州海峡航运业的影响不容小视。琼州海峡客滚运输给琼州海峡带来的环境污染问题急需解决，琼州海峡航运企业必须考虑使用其他燃料替代传统燃油或者使用其他应对措施，通过灵活和前瞻性的应对措施，积极履行MARPOL公约所制定的关于硫排放控制区和氮排放控制区的相关规章和要求，逐步降低琼州海峡客滚船废气排放对大气环境所产生的不利影响。

图1 琼州海峡船舶排放控制

2.船舶ECA对琼州海峡航运企业的影响数学模型

在这一节里，我们建立多元线性船舶排放控制区对琼州海峡航运企业的影响数学模型。设：

p：ECA对航运企业年收入减少百分比；

p：ECA对码头企业年收入减少百分比；

p：ECA对船舶设备制造企业年收入减少百分比；

p：EC A 对船东年收入减少百分比；

p：ECA对粤琼企业年收入增加百分比；

q：船舶排放控制区对琼州海峡航运市场的影响指数（定义为琼州海峡航运业年收入减少百分比）；

则多元线性船舶排放控制区对琼州海峡航运企业的影响数学模型为：

式中a为权重系数，k=1,2,..M.M=5为船舶排放控制区影响企业种类数，ε为服从均值为零，方差为σ的正态分布N(0,σ)。设观察值为 (q ,,,...,)，k=1,2,..,N,代入线性模型，有：

取：

则有矩阵表达式：

根据最小二乘法，取误差最小，得到系数向量A的计算式：

误差向量的值取为：

各因素之间的相关矩阵为：

式中E(P)表示随机变量P的数学期望，D(P)表示随机变量P的方差。在知道观察值的情况下，可以通过如下公式得到数学期望和方差：

其计算过程为：

（1）收集数据；

（2）对数据进行归一化处理，并进行线性化检验；

（3）计算相关系数矩阵；

（4）回归计算；

（5）对结果进行分析。

3.影响指数计算研究

为了求出上面线性模型中的系数，本文选N=332个观察数据，应用SPSS统计软件，计算得回归方程为：

由上面公式，可知航运企业年收入减少百分比的系数值最大，它是对琼州海峡航运市场的影响指数贡献最大的实体。船舶设备制造企业年收入减少百分比对琼州海峡航运市场的影响指数影响最小。如果仅计算航运企业年收入减少百分比的情况下，上式转变成：

类似，只考虑单因素时，有：

则回归方程写为无量纲形式：

下面我们将给出计算的结果并且就结果给予分析。

4.计算结果及分析

根据上面计算公式，我们计算了船舶排放控制区对琼州海峡航运市场的影响指数随航运企业，码头企业，船舶设备制造企业，粤琼企业变化，其结果绘于图1。图中星号是实测的数据，实线是计算的值。这里有5张子图。图2(a)，为船舶排放控制区随航运企业琼州海峡航运市场的影响指数之间存在的关系。图2(b)为琼州海峡航运市场的影响指数随码头企业的变化，图2(c)为琼州海峡航运市场的影响指数随船舶设备制造企业，图2(d)为琼州海峡航运市场的影响指数随船东企业的变化，图2(e)为琼州海峡航运市场的影响指数粤琼企业的变化。

图2 琼州海峡航运市场的影响指数随航运企业，码头企业，船舶设备制造企业，粤琼企业的变化

计算船舶排放控制区对琼州海峡航运市场的影响指数与实测数据之相关系数为0.9521，各类企业之间的相关矩阵见表1。由表可知，相关系数矩阵是对称的，这是由计算公式决定而得到。由表可知，航运企业年收入减少百分比与ECA对码头企业年收入减少百分比的相关系数为0.45309，ECA对码头企业年收入减少百分比与粤琼企业年收入增加百分比的相关系数为0.4141，ECA对船舶设备制造企业年收入减少百分比与ECA对船东年收入减少百分比为0.4625，它是最大的相关系数。最小的是ECA对航运企业年收入减少百分比与ECA对船东年收入减少百分比的相关系数为0.0219。

表1 各类企业之间的相关矩阵

对数据分析可知，在公式（19）中可以知道航运企业的权重系数最大，说明航运企业受到的影响最大；另一方面，从相关矩阵可以得到琼州海峡航运业受粤琼企业的冲击很大。这为定量计算航运企业受影响的程度做下铺垫，解决“是否有影响的问题”。

5.结论

本文根据统计理论，琼州海峡排放控制区方案的陆续执行，琼州海峡航运企业将受到较大影响，但是相关企业重视度不足，本研究建立了排放控制区对相关航运企业综合效益影响指数计算模型，找出影响因素并得到关联度系数，提高企业的重视度。建立了排放控制区对相关航运企业效益的影响数学模型，给出了综合效益影响指数多元线性计算公式，根据实际数据进行无量纲分析，将数据换化为无量纲形式，求出不同企业的影响权重，给出了相关矩阵及计算结果与实测结果的相关系数，其数值达0.95以上，得出了受到船舶排放控制区影响的企业。航运企业受到的影响最为严重，本文可以提高航运企业对排放控制区造成影响的重视，为企业的绿色发展和可持续发展助力。研究成果的实施，不仅可以有效降低船舶排放控制区ECA对琼州海峡航运业的影响，减小船舶对琼州海峡大气环境的污染，助力琼州海峡航运业绿色发展和可持续发展。同时，为琼州海峡航运企业应对船舶排放控制区ECA提供科学有效的应对措施，提升了琼州海峡客滚船运输的竞争力，降低了环保带来的压力。对腹地经济将会起到重要的促进作用，是湛江对接海南自由贸易港的需要，同时能够促进海南自由贸易区、环北部湾地区和湛江经济社会发展。将会使湛江以更加积极的状态融入“一带一路”。同时本研究也对湛江抢抓国家实施海洋强国和“一带一路”两大战略，建设国家战略支点城市，北部湾中心城市，广东副中心城市，建设海洋经济强市有着积极的作用。