Статья: Решение проблемы круглогодичного использования акватории Северного Ледовитого океана для морского транзита грузов Юго-Восточная Азия – Западная Европа за счет приоритетного использования подводных транспортных судов

· Ядерная энергетическая установка и средства обеспечения её безопасности не соответствуют требованиям большинства грузовых портов.

3. Лихтерная схема движения

Основным способом решения проблемы погрузки-разгрузки в портах должно стать использование лихтерной схемы перевозок, когда на погрузку в порт заходят надводные лихтеры, а загрузка лихтеров в подводные суда осуществляется в открытом море (с применением свободноплавающих погрузчиков или подводных погрузочных станций).

· Надводные лихтеры могут полностью соответствовать погрузочно-разгрузочным стандартам надводных судов.

· В порты на загрузку-разгрузку заходят лихтеры на 1000-2000 контейнеров и по поверхности следуют в сторону зоны льдов.

· До начала зоны льдов лихтеры загружаются в подводные транспортные суда и перевозятся подо льдами до свободной воды по другую сторону от зоны льдов (рис. 2).

Лихтеры проектируются и строятся согласно требованиям морских портов, предъявляемых к надводным судам для обеспечения возможности эффективной механизированной погрузки-разгрузки.

Основная техническая проблема использования лихтеров - их загрузка в подводное судно для преодоления ледового участка маршрута.

Рисунок 2. Схема движения по маршруту.

Требования к подводным судам состоят:

1. в обеспечении возможности подводной транспортировки лихтеров;

2. в создании системы эффективной погрузки-разгрузки лихтеров на подводные суда.

Выполнение этих требований, учитывая значительные размеры лихтеров, представляет собой сложные инженерные задачи. Но высказанные выше новые идеи позволяют их решить.

Возможность изготовления корпусов подводных транспортных судов из армо- и железобетона и открытия-закрытия люков для загрузки лихтеров в подводном положении обоснованы в [2].

Отдельно необходимо отметить значительный прогресс в области создания композитных материалов на основе бетона, который произошёл в последние 20-30 лет. Существенный вклад в общемировой процесс совершенствования технологий производства и использования бетона вносят отечественные исследования, например, [5-7].

Применение железобетона в судостроении имеет 150-летнюю историю, позволившую получить опыт и сформировать требования к железобетонным судам. В России эти требования закреплены в [8]. Лидером железобетонного судостроения в России является АО «Центральное конструкторское бюро «Монолит» [9]. Национальной особенностью развития практических работ в области железобетонного судостроения является учёт возможности их применения в ледовой обстановке Северного Ледовитого океана (например, [10]).

Необходимость формирования составов подводных транспортных судов связана с требованиями достижения экономической эффективности перевозок, которая возможна только при перевозке больших партий грузов, порядка 10000 и более стандартных контейнеров.

Размеры подводных транспортных судов всегда будут уступать размерам надводных гигантов. Реальными можно считать следующие размеры подводного судна цилиндрической формы: длина 100-200 м, диаметр цилиндра 20-25 м. На других маршрутах диаметр может быть немного больше, но необходимость прохождения Берингова пролива, глубина фарватера которого составляет 35 м не позволяет рассчитывать на большие вертикальные размеры. В подводное судно приведённых выше размеров можно поместить порядка 1-2 тысяч стандартных контейнеров (TEU).

Такой объём перевозимого груза недостаточен для конкурирования с крупными контейнеровозами на 15-19 тыс. TEU. Для обеспечения возможности перевозки большего количества контейнеров за один рейс необходимо формировать составы из нескольких подводных судов («вагонов»), управление движением которых осуществляет «локомотив» (рис. 3).

Рисунок 3. Состав из нескольких подводных судов.

Во-вторых, состав может одним рейсом доставлять «вагоны» не в единственный порт назначения, а в несколько расположенных по соседству портов. Аналогично и формироваться состав может из нескольких терминалов. Создание подводных составов - сложная техническая задача, но её успешное решение позволит получить дополнительные преимущества при перевозках.

В первую очередь это распараллеливание погрузки/разгрузки относительно небольших «вагонов», что позволит осуществлять её быстрее, чем сосредоточенную в одном месте обработку грузов огромных надводных судов. Более того, как это принято на ж/д транспорте, «вагоны» могут достигать своего назначения передвигаясь последовательно в нескольких составах.

Кроме перечисленных логистических преимуществ организация подводных судов в состав позволит заметно снизить лобовое сопротивление, что выльется в значительные повышение скорости движения и экономию топлива.

Управление движением подводных транспортных судов может осуществляться различными средствами. Это и регулировка плавучести, и управляющие поверхности, и силовые приводы сочленений.

Технические проблемы, связанные с особенностями движения и навигации подводных транспортных судов, и необходимые для их решения высокотехнологичные решения подробно рассматриваются в [2].

4. Оценки экономической эффективности реализации проекта строительства и эксплуатации подводного транспортного флота

В качестве примера рассматриваются оценки возможных затрат при строительстве флота подводных судов для решения конкретной задачи коммерческих перевозок: захват 5-10% рынка евро-азиатских контейнерных перевозок. По разным оценкам за год по маршруту ЮВА - Европа ежегодно перевозится порядка 10-20 млн. TEU. Соответственно для захвата 5-10% рынка необходимо иметь флот, способный по данному маршруту за год перевезти 1 млн. TEU - круглая цифра, удобная для проведения оценочных расчётов.

Оценка состава флота

10 составов по 10 "вагонов" на 1000 контейнеров:

Время в пути по транзитному коридору -- порядка 2 недель, оборачиваемость -- 1 месяц (путь туда-обратно). Будем считать (для простоты!), что 1 состав за год успеет сделать 10 рейсов туда-сюда.

Если планировать регулярные перевозки (для захвата устойчивой доли рынка), то необходимо хотя бы раз в три дня отправлять очередной состав. В месяц -- 10 разных составов, потом вернётся первый отправленный.

Чтобы за год (10 месяцев!) перевезти 1 млн. TEU, каждый месяц необходимо перевозить 100 тысяч контейнеров и каждые три дня отправлять по 10000 контейнеров с одним составом. Это может быть 5 лихтеров на 2000 TEU или 10 лихтеров на 1000 TEU. Второй вариант удобнее для проведения оценочных расчётов.

10 лихтеров могут стоять в порту под загрузкой/разгрузкой. Не обязательно всем лихтерам всё время находиться в акватории, можно разгрузиться, погрузиться и выйти на рейд в ожидании локомотива, который появится с прибытием очередного состава. Прибывший состав (из 10 лихтеров) уйдёт на разгрузку/погрузку, а загруженные лихтеры можно отправлять в рейс. Поскольку локомотив с ДВС тоже требует время на заправку и обслуживание, возможно, будет необходимо иметь для каждого состава свой локомотив.

Перед началом ледового участка маршрута лихтеры необходимо загрузить на подводные транспортные суда (по одному на судно) и подводный локомотив с ядерной энергетической установкой (ЯЭУ) осуществит их транспортировку на другую сторону от ледового участка маршрута.

Итого нужно иметь 100 лихтеров в движении, 20 лихтеров под загрузкой, 50 подводных транспортных судов и 12 локомотивов, 7 на двигателе внутреннего сгорания (ДВС), для движения по поверхности, и 5 с ядерной энергетической установкой (ЯЭУ) для движения под водой.

И следует предусмотреть расходы на станции загрузки/разгрузки подводных транспортных судов (стационарные или плавучие) и организацию навигации и служб спасения вдоль транзитного коридора.

a. Стоимость строительства флота

Все предполагаемые затраты на реализацию проекта сведены в таблицу 1. Весь флот составляют 182 судна, из которых 55 являются подводными.

Таблица 1

Кроме строительства флота в расчёт расходов вошло создание подводных станций для обеспечения погрузки-разгрузки лихтеров и средства навигации и связи. Остальные связанные с проектом расходы, такие как НИР и ОКР, создание аварийной ремонтной службы, средств спасения, организация медицинского обслуживания экипажей и прочие отнесены к непрямым расходам, на которые предполагается потратить более 15 млрд. руб. Поскольку все цифры оценочные, правильнее говорить о порядке стоимости проекта, в пределах 100-200 млрд. руб.

b. Оценка стоимости перевозок

Цена перевозки одного контейнера по маршруту ЮВА - Западная Европа в последние 2 года колеблется в пределах $600-$1000. В последние месяцы стоимость перевозки стандартного контейнера (TEU) Шанхай-Северная Европа находилась в пределах $700-$900 (рис. 4).

Рисунок 4. График средней стоимости доставки стандартного контейнера из Шанхая в 2017-18 г. (Shanghai Containerized Freight Index) от 12 октября 2018 г.

Поскольку сроки доставки грузов по транзитному коридору через Северный Ледовитый океан предполагаются на 15-20 суток короче южных маршрутов, то можно предположить, что рыночная цена таких перевозок будет выше.

Насколько выше может быть цена более быстрой доставки?

Товар в пути омертвляется вместе с деньгами, затраченными на его производство. При ставке кредита в 3,65% годовых на его обслуживание расходуется 0,01% от его суммы ежедневно.

При средней стоимости товара в контейнере в $150000, каждый день пребывания контейнера в пути обходится его владельцу в $15 на обслуживание кредита.

За 15-20 дней набегает $225-$300 на 1 TEU.

Владельцу контейнера выгоднее заплатить дополнительные $200 за более быструю доставку, чем тратить лишние $225- $300 за обслуживание кредита.

Кроме того, более быстрая доставка даёт ряд конкурентных преимуществ на товарном рынке, например, уменьшается время (в 2 и более раз) оборачиваемости контейнеров (что позволяет обойтись меньшим парком TEU) и есть другие причины выгодности более быстрой доставки.

Итого: к стандартной цене доставки $800 можно добавить $200, что в сумме составит $1000 за перевозку одного TEU по маршруту Шанхай-Северная Европа через транзитный коридор в Северном Ледовитом океане.

c. Статьи эксплуатационных расходов

Эксплуатационные расходы складываются из затрат на топливо, погрузку/разгрузку, портовых сборов, прочих издержек, куда входят техническое обслуживание, зарплата экипажу и службам, непредвиденных трат.

Таблица 2