Проблемы ультрабольших контейнеровозов - Морские вести России

Проблемы ультрабольших контейнеровозов

20.07.2017

Морской транспорт

Контейнеры давно применялись различными видами транспорта для объединения относительно небольших грузовых мест. Например, в годы Второй мировой войны правительством США использовались стандартные контейнеры для ускорения доставки снабжения экспедиционных войск. Первая попытка морских контейнерных перевозок была предпринята 26 апреля 1956 г. На палубе танкера типа Т-2 «Идеал Х» из Нью-Йорка в Хьюстон было отправлено 58 груженых контейнеров.

Владимир Мотрич, капитан, старший государственный инспектор по судоводителям морской квалификационной комиссии службы дипломирования экипажей судов службы капитана порта Владивосток ФГБУ «Администрация морских портов Приморского края и Восточной Арктики»

После дебюта

Идея всем понравилась, и удалось скомплектовать партию груза в контейнерах для перевозки в обратном направлении. Так возникла первая морская контейнерная линия, а ее оператор ныне носит название Sea-Land Services.

Следующим логическим шагом в работе по превращению контейнера из средства упаковки грузов в средство их транспортировки была унификация их размеров и конструкции по стандартам, принятым Международной организацией по стандартизации в 1961 году.

Спустя 10 лет после дебюта первого контейнеровоза в Америке, 23 апреля 1966 г. компания Sea-Land отправила свой пароход Fairland с 236 контейнерами на борту в первый международный рейс из США в Нидерланды.

Конец 1960-х годов вошел в историю как годы «беби-бума» на новые контейнеровозы, причем в 1968 году были построены 18 судов, способных принять 1000 контейнеров, в 1969 году уже 25 судов имели контейнеровместимость 2000 единиц. В 1972 году в Гамбурге сошло со стапелей судно, предназначенное для перевозки 3000 контейнеров со скоростью 26 узлов.

Рис. 1. Эволюция контейнеровозов (источник Wijnolst N., Wergeland Т., Shipping Innovation. IOS Press, Amsterdam, 2009)

Ячеистые контейнеровозы – наиболее распространенный тип контейнерных судов. Трюмы ячеистых контейнеровозов оборудованы специальными направляющими из стального проката, образующими решетчатую конструкцию вертикальных шахт или ячеек, откуда и название этих специализированных судов. Основное количество контейнеров (около 70%) принимают в трюмы, для перевозки контейнеров на палубе предусматривают специальные крепления – закладные замки поворотного типа и полуавтоматические пружинные замки типа «твистлок», прутковые, цепные и тросовые оттяжки и талрепы для их натягивания. Иногда и на палубах устанавливают ячейки из стальных уголков съемного или раздвижного типа.

Основой эксплуатационно-технических характеристик контейнеровозов является контейнеровместимость, которая во всех странах определяется в 20-футовом исчислении (TEU – Twenty-foot Equivalent Unit). Можно встретить и другую единицу – 40-футовый эквивалент (FEU – Forty-foot Equivalent Unit).

Преимущества контейнерных перевозок по сравнению с традиционным тарно-штучным способом, когда товары на своем пути от производителя к потребителю по нескольку раз перегружались, повреждались, расхищались, стали настолько очевидны, что судовладельцы, морские порты, смежные виды транспорта всего мира вложили в это дело миллиарды долларов. Продолжительность стоянки судна в порту сократилась в 5-8 раз, в 7-10 раз снизилась себестоимость грузовых работ, в 10-15 раз уменьшилось количество грузчиков, резко сократились сроки доставки грузов, в 8-10 раз увеличивается пропускная способность портов. Далее развитие контейнерных перевозок продолжалось по экспоненте, и этот процесс получил название контейнерной революции.

Размеры судов продолжали увеличиваться и в XXI веке. С 1990 года контейнерные перевозки в двадцатифутовом исчислении увеличились в пять раз. Средняя контейнеровместимость новых ячеистых контейнеровозов, сданных в эксплуатацию в 2007 году, составила 3291 двадцатифутовую единицу. В 2007 году крупнейшими новыми полностью ячеистыми контейнеровозами были пять судов вместимостью 12 508 двадцатифутовых единиц, построенных в Дании для датской компании «Маерск», а самыми мелкими, спущенными на воду контейнеровозами были судна вместимостью 136 ДФЭ, построенные во Вьетнаме для датской компании «Эрриа», и два судна вместимостью 241 ДФЭ, построенные в Индонезии для национальных компаний.

Рис. 2. Рост контейнеровместимости флота с 1968 года

Контейнерные перевозки: день сегодняшний

Сегодня на контейнерные перевозки приходится более 16% мирового объема морских перевозок и более половины их стоимостного объема. За период с 1980 года их удельный вес в мировом флоте вырос почти в восемь раз. В 2008 году суммарная вместимость всех контейнеровозов мира достигла 12 млн единиц двадцатифутового эквивалента, что в 35 раз больше, чем в 1974 году.

Рис. 3. Самые большие суда в мире (из Книги рекордов Гиннесса, 2014 г.)

Рис. 4. Самые крупные контейнеровозы 1970-2013 гг. (источник Wijnolst N., Wergeland T., Shipping Innovation. IOS Press, Amsterdam, 2009)

Мировой парк контейнеров насчитывает 17 млн единиц. Цепочкой из этого количества контейнеров можно трижды опоясать земной шар по экватору.

Контейнеровозы в зависимости от их вместимости подразделяются на поколения. В первом приближении поколение определяется числом тысяч TEU, перевозимых судном: до 1000 – первое поколение, от 1000 до 2000 – второе и т.д. Но когда контейнеровместимость судов превысила десяток тысяч, счет поколений был потерян и контейнеровозы стали классифицировать, ориентируясь на размеры шлюзов Панамского канала.

Отметивший в 2014 году свое столетие, Панамский канал является стратегическим транспортным узлом в международной торговле и ключевым активом на путях между восточным побережьем Соединенных Штатов и портами Мексиканского залива до Азии, Океании и развивающих стран Американского континента.

Рис. 5. Шлюзы Панамского канала до (слева) и после (справа) реконструкции (источник Large Container Ships & NPX. Lloyd's Register and Ocean Shipping Consultants Ltd., 2007)

Через Панамский канал проходит более 144 морских маршрутов, связывающих 160 стран и свыше 1700 портов мира. В 2012 году Панамский канал прошли 12 862 судна, в том числе 3331 контейнеровоз. За указанный год через канал перевезено более 300 млн тонн грузов. Морские суда, имеющие предельно допустимые размерения для прохода шлюзов Панамского канала, относятся к классу «панамакс». Их ширина не должна быть более 32,2 м, а длина и осадка не должны не превышать 275 м и 12,04 м соответственно, габаритная высота – 57,9 м. Размеры шлюзов Панамского канала длительное время ограничивали максимальные размерения контейнеровозов. Поэтому вместимость большинства контейнеровозов мирового флота не превышала 5000 контейнеров в 20-футовом исчислении.

Первое судно, ширина которого превысила 32,2 м, контейнеровместимостью 4500 TEU было введено в строй компанией American President Line в 1988 г. Суда класса Post-Panamax используют судоходные пути, не проходя Панамский канал, поэтому их контейнеровместимость к 1996 году возросла до 6600 TEU и более.

Табл. 1. Семь классов судов-контейнеровозов

Класс

Контейнеро-вместимость (ДФЭ)

Длина

Ширина

Осадка

Судно класса

Ultra Large Container Vessel (ULCV)

Свыше 14 501

Более 366 м

Более 49 м

Свыше 15,2 м

Maersk McKinney Moller, Emma Maersk

New Panamax

10,000-14,500

366 м

49 м

15,2 м

COSCO Guangzhou

Post-Panamax

5,101-10,000

Panamax

3,001-5,100

294,13 м

32,13 м

12,04 м

Providence Bay

Feedermax

2,001-3,000

Trans Atlantic

Feeder

1,001-2,000

Small Feeder

Up to 1,000

Рекорды контейнеровместимости

С учетом быстро растущих объемов международной торговли, заставляющих канал работать в очень напряженном режиме, в 2006 году началось осуществление проекта расширения канала стоимостью $5,25 млрд. В результате осуществления этого проекта в системе канала появилась третья нитка шлюзов, углублены и расширены существующие каналы. 26 июня 2016 года началась коммерческая эксплуатация новых шлюзов длиной 427 м, шириной 55 м и глубиной 18,3 м. Так появился еще один класс судов New Panamax – контейнеровозы вместимостью до 13 000 TEU. Если все контейнеры с такого судна перегрузить на железнодорожные платформы, то получится поезд длиной 44 мили, или 71 км.

24 февраля 2013 г. в Корее был спущен головной контейнеровоз серии из 20 судов класса Tripple E Maersk McKinney Mоller вместимостью 16 000 TEU, на постройку которого израсходовано столько стали, сколько хватит для постройки восьми Эйфелевых башен. На этом судне достаточно места для стоянки 36 000 автомобилей и на нем можно перевезти 863 млн банок зеленого горошка или 528 млн бананов. Линейные характеристики судов класса Tripple E (400х59х16 м) уже превышали размеры шлюзов Панамского канала, поэтому этот класс назвали Post-New Panamax. В ноябре 2014 года для китайской судоходной компании China Shipping Container Lines был заказан контейнеровоз CSCL Globe, рассчитанный на перевозку 19 100 TEU. Общая площадь, отведенная под размещение контейнеров составляет 25,6 тыс. кв. м. Это примерно как четыре футбольных поля. Всего в серии будет 5 таких контейнеровозов.

Но и этот рекорд вскоре был побит. В январе 2015 года судостроительная компания Daewoo Shipbuilding and Marine Engineering передала заказчику головной в серии из трех судов контейнеровоз MSC Oscar еще большей вместимостью 19 224 TEU. Длина судна 395,4 м, ширина 59 м, осадка 16 м. Следует отметить, что новые контейнеровозы имеют высокую энергоэффективность и улучшенные экологические параметры. Их двигатели хотя и в 1000 раз мощнее автомобильного мотора, но выделяют в 40 раз меньше двуокиси углерода, чем реактивный авиалайнер, и в три раза меньше, чем большегрузный грузовик.

Рис. 6. Сравнение контейнеровоза MSC Oscar с крупнейшими сооружениями мира (источник www.largestships.com)

Ведущие классификационные общества уже не видят технических барьеров для дальнейшего роста контейнеровместимости. Эксперты Регистра Ллойда полагают, что в ближайшем будущем возможно появление контейнеровоза вместимостью 24 000 TEU.

Недостатки перевозок

К недостаткам перевозок грузов в большегрузных контейнерах можно отнести потери полезного объема за счет стенок контейнеров и неплотности укладки в них груза. Судно контейнеровместимостью 18 000 TEU перевозит 40 000 т «тары».

Вместе с ростом размеров судов растет и их стоимость. Самыми дорогими сооружениями на сегодняшний день являются круизные суда. Построенный в 2013 году контейнеровоз Maersk McKinney Mоller обошелся судовладельцу в $185 млн, что соизмеримо со стоимостью круизного лайнера. Поэтому организация морских линейных контейнерных перевозок не под силу отдельным фирмам. Уже в 1966 г. начали создаваться судоходные консорциумы, объединившие несколько судоходных компаний. Самыми крупными контейнерными операторами на 1 января 2014 г. были:

1. Mediterranean Shipping Co. – 461 судно, 2 609 181 TEU.

2. Maersk Line – 456 судов, 2 505 935 TEU.

3. CMA CGM – 348 судов, 1 508 007 TEU.

4. Evergreen – 229 судов, 1 102 245 TEU.

5. COSCO – 163 судно, 879 696 TEU.

Самой оживленной линией мира считается линия между портами Северной Америки и Азии, где за год было перевезено 7,52 млн контейнеров и в обратном направлении – 14,42 млн. За год контейнеровоз, работающий на этой линии, проходит столько миль, каково расстояние от Земли до Луны.

По мере увеличения размеров судов сверх определенных пределов растут сопутствующие расходы на развитие инфраструктуры. Из ограничений эксплуатационного характера наиболее серьезным является состояние портового хозяйства и обеспечение достаточных глубин в портах и на подходных каналах.

Контейнеровозы вместимостью 1000 TEU в среднем имеют осадку 8,3 м, а осадка судна класса Post-Panamax вместимостью 11 000 TEU достигает 16 метров. На движущемся в канале судне осадка еще больше за счет проседания. Количество портов в мире, способных безопасно принимать суда Post-Panamax, – не более трех десятков.

Чтобы брать больше груза при ограничениях по осадке, суда должны быть шире. Ширина контейнеровоза-девятитысячника обычно составляет 42 м. На вступивших в строй контейнеровозах Tripple E ширину увеличили почти до 60 метров, зато осадка стала ненамного больше. Такие суда более остойчивы, но у слишком широких судов возникают проблемы при выгрузке.

Рис. 7. Число портов с причалами глубиной 15 м и более (по данным Lloyd's Register)

В наши дни большинство контейнеровозов не имеют грузовых устройств в расчете на то, что специализированное погрузочно-разгрузочное оборудование будет обеспечиваться морскими портами.

Причальные контейнерные перегружатели весьма сложные и дорогостоящие объекты. Для снижения цикла перегрузки они имеют грузоподъемность до 120 тонн, повышенную скорость подъема и передвижения грузовой тележки (до 200 м/мин), системы предотвращения раскачки, высокую надежность (время простоя от неполадок не более 0,5% в год), стабильность и жесткость. Однако перегружатели достают лишь до 23-го ряда по ширине судна и лимитированы по высоте. Ультрабольшие контейнеровозы эффективны только при высоком уровне использования, и на сегодняшний день в мире существует немного компаний, которые в состоянии обеспечить таким судам полную загрузку.

Контейнерная система требует согласованного развития всех видов транспорта – постройки нового подвижного состава, модернизации существующих и постройки новых специализированных портов, создания большегрузных типов автомобилей и реконструкции шоссейных дорог, т.к. габариты и вес контейнеров более чем в 10 раз превосходят габариты тарно-штучных грузов. Необходим также контроль за передвижением контейнеров в пути, согласованность стран-партнеров по торговле, что еще более усложняет проблему, превращая ее, в сущности, в глобальную.

Тяжелые аварии как следствие «болезней роста»

Контейнеровозам, как и другим крупным судам, не удалось избежать «болезней роста», которые приводили к тяжелым авариям. При этом приходят на память американские суда «либерти» и танкеры проекта Т-2. Из 4063 сварных судов этих типов, построенных в США к 1945 году, 23 разломились пополам, а 1054 имели настолько серьезные повреждения, что потребовали немедленного ремонта и переделок.

Как только на голубые дороги вышли контейнеровозы, вместимость которых превысила 5 тыс. «ящиков», история повторилась.

Днем 18 января 2007 г. в проливе Ла-Манш разломился на две части построенный в 1991 году на южнокорейской верфи «Самсунг» контейнеровоз MSC Napoli вместимостью 4419 TEU. Экипаж успел пересесть в шлюпку и был спасен вертолетами. Само судно оказалось годным только на слом, но еще долго море на радость местному населению прибивало контейнеры с промтоварами, парфюмерией и мотоциклами в смазке на песчаные пляжи Девоншира.

После долгого расследования установили, что судно подверглось ударам волн (слемингу) и вторичным вибрациям (еще недостаточно изученному эффекту виппинга). Из 660 контейнеров 137 единиц были перегружены по крайней мере на 3 тонны сверх нормы. В результате произведенного скрининга классификационными обществами 1500 контейнеровозов подобных проектов были обнаружены 12 судов, требующих немедленного подкрепления корпусов, и у восьми судов продольная прочность вплотную приближалась к такому же состоянию.

Построенному в 2007 году в Румынии контейнеровозу MSC Monterey повезло больше. В предновогоднюю ночь 2013 года экипаж обнаружил расползающуюся по палубе трещину. Судно в то время проходило Ньюфаундленд, где и нашло убежище.

А следующая авария уже коснулась российских граждан. 17 июня 2013 года в Аравийском море в 200 милях от побережья Йемена разломился надвое океанский контейнеровоз MOL Comfort вместимостью 8110 двадцатифутовых единиц. Хотя это случилось за тысячи миль от наших берегов, жители Приморья следили за разворачивавшейся трагедией с тревогой в душе и сердце. Ведь на борту гибнущего судна находилось 11 парней из Владивостока.

Построенное в 2008 году в Японии судно следовало из Сингапура в Джидду с неполным грузом 7000 контейнеров. При не самом сильном в данном районе волнении высотой 6 метров корпус контейнеровоза получил трещину по мидель-шпангоуту и в трюм хлынула вода. Вдобавок к этому несчастью загорелись контейнеры, набитые опасным грузом. Экипаж из 26 человек успел перейти на шлюпку и два спасательных плота. Затем всех подобрало подошедшее судно Yantian Express. MOL Comfort недолго продержался на плаву и 11 июля 2013 года затонул на глубине 3000 метров.

Расследование аварии было завершено администрацией государства флага в сентябре 2015 года, но не было обнаружено ничего нового: тот же перегруз контейнеров и на всех 11 судах этой серии вертикальные деформации до 20 мм секций корпуса по среднему шпангоуту. Изучив обстоятельства последних аварий и промоделировав возможные ситуации, Международная ассоциация классификационных обществ разработала новые унифицированные требования к прочности контейнеровозов вместимостью 8000 TEU и более с учетом влияния латеральных нагрузок на бортовую обшивку и набор и эффекта виппинга. Выработанный ИМО кодекс для признанных организаций повысил стандарты проведения освидетельствований судов. Лучшая безопасная практика эксплуатации контейнеровозов обобщена Международной палатой судоходства в издании «Безопасная транспортировка контейнеров».

Рис. 8. Так на волне переломился MSC Napoli

Проведенные ИМО исследования состояния контейнеров для перевозки опасных грузов выявили, что 5% контейнеров имели дефекты. Это означает, что в любой момент в пути находится 15 тыс. дефектных контейнеров с опасным грузом внутри. Более того, лишь 15% транспортно-экспедиционных агентств руководствуются правилами и рекомендациями ИМО и МОТ по безопасной загрузке контейнеров, а в 77% агентств даже не знали о существовании этих рекомендаций. Часто загрузку контейнеров поручают людям без профессиональной подготовки. Фактический вес контейнера не всегда соответствует заявленному в сопроводительных документах, а опасные грузы в них не декларируются. Превышение норм загрузки создает опасность для людей при перевалке контейнера в порту или при штабелировании на борту судна – особенно когда тяжелые контейнеры ставят сверху на более легкие или когда масса груза в контейнерах превышает допустимую.

Суровая статистика и невеселый прогноз

Согласно статистике Всемирного совета судоходства, судоходная отрасль с 2008 по 2013 год теряла в среднем 546 контейнеров в год. Эти данные не учитывают контейнеры, которые отрасль теряла в результате катастроф. Если суммировать и их, то в среднем получится 1679 ед. в год. В 2013 году линейное судоходство осуществило доставку около 120 млн контейнеров с общей оценочной стоимостью более $4 трлн. Число потерянных контейнеров серьезно варьируется в зависимости от тех или иных происшествий. В 2011 году потери составили 1514 контейнеров, в 2013 году утонуло 5578 контейнеров, 77% которых пришлись на ситуацию, связанную с судном MOL Comfort.

Рис. 9. Сечение по мидель-шпангоуту контейнеровоза MOL Comfort (источник Final Report of Committee on Large Container Ship Safety, Japan, March 2015)

10% утерянных за борт контейнеров содержали опасные для морской жизни химические грузы. Приняв во внимание эти тревожные тенденции, Комитет по безопасности на море ИМО на 94-й сессии в ноябре 2014 года принял поправки к Международной конвенции СОЛАС, которые уже вступили в силу с июля 2016 года. С этой даты масса грузов в контейнеры должна быть верифицирована отправителем, либо взвешиванием загруженного контейнера с использованием калиброванного и сертифицированного оборудования, либо взвешиванием всех мест и статей нагрузок, включая массу палет, прокладочного и крепежного материала в контейнере и добавления массы тары контейнера к сумме одиночных масс с использованием сертифицированного метода, одобренного компетентными властями государства, в котором осуществлена загрузка контейнера. Отправитель контейнера должен обеспечить заявление верифицированной массы брутто в отгрузочных документах.

А дальше – больше. Проходя Суэцкий канал, едва не затонул новейший гигант Emma Maersk с грузом 14 000 контейнеров на борту.

Из-за местного разрыва металла забортная вода начала поступать в туннель гребного вала, и через несколько минут водонепроницаемая переборка не выдержала давления и мощный поток хлынул в машинное отделение. До полной остановки электрогенераторов капитан успел предупредить местные власти и суда в караване. Только дав полный аварийный ход, судну удалось дойти до Порт-Саида, где ему оказали помощь спасатели.

Станут ли безопаснее мегаконтейнеровозы – покажет время. По крайней мере, первые шаги к тому сделаны. А пока страховщики готовятся к новым потерям и прогнозируют сценарии миллиардных убытков. Так, если затонет новый контейнеровоз на 19 000 TEU, застрахованный на $200 млн и загруженный на 80%, то возмещение убытков от потери груза составит:

$19 000 х $35 000 за контейнер х 80% = $532 млн.

Спасательные операции и удаление затонувших обломков обойдется еще примерно в $300 млн (в случае MSC Napoli на это было затрачено $190 млн, а на удаление обломков крушения контейнеровоза Rena – $425 млн). Вот вам и миллиард долларов. А ведь есть и сценарии покруче.

Что будет, если столкнутся и вместе с грузом погибнут от пожара и взрыва два ультрабольших собрата?

Морской флот №6 (2016)

ПАО СКФ
IV ежегодная конференция ежегодная конференция: «SMART PORT: ЭФФЕКТИВНОСТЬ, БЕЗОПАСНОСТЬ, ЭКОЛОГИЧНОСТЬ»
Восточный Порт 50 лет
НПО Аконит
Подписка 2024
Вакансии в издательстве
Журнал Транспортное дело России
Морвести в ТГ

12.03.2024

Транспортная политика

28.02.2024

Транспортная политика

30.01.2024

Транспортная политика