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为什么“多式联运”正在拯救我们的供应链:欧洲货运已达极限

为什么“多式联运”正在拯救我们的供应链:欧洲货运已达极限

为什么“多式联运”能够拯救我们的供应链:欧洲货运已达极限——创意图片:Xpert.Digital

货运场不再令人感到幽闭恐惧:这项技术正在彻底改变运输业。

绝妙的构想:为什么未来物流集装箱将搬进全自动摩天大楼

多式联运 (CT) 是欧洲经济中默默无闻的支柱。它结合了铁路长途运输无可比拟的成本优势和气候友好特性,以及卡车在最后一公里配送中不可或缺的灵活性。然而,支撑我们供应链的这套系统正接近极限:陈旧且超负荷运转的转运码头日益成为瓶颈,延误运输,并危及欧盟雄心勃勃的气候目标。地缘政治危机和不断上涨的通行费加剧了该行业的压力,物流业正寻求一种可能彻底改变货运方式的革命性解决方案:全自动高架集装箱仓库。了解为什么物流的未来不仅在于新的轨道,还在于垂直空间利用效率、智能数字化和彻底的结构重组——以及这为经济和环境带来的巨大机遇。.

多式联运:欧洲货运物流的支柱

联运(CT)是鲜为人知的运输系统之一,尽管它构成了洲际贸易的经济支柱。简而言之,联运是一种运输方式,其中货物本身并非由货物运输,而是由其容器(例如垃圾箱、可互换车厢或半挂车)在不同运输方式(主要是公路和铁路)之间进行转运。实际运输由铁路完成,而卡车仅负责短途的装卸。这种看似简单的技术手段,其经济影响却至关重要:联运是唯一一种能够将铁路的规模经济与公路的广泛覆盖相结合,且无需对货物本身进行重新包装的运输方式。.

几十年来,欧洲的铁路联运系统经历了显著的增长。2010年至2023年间,联运货运量增长了59%,联运车辆增长了40%。目前,欧洲铁路货运总量的约50%由联运完成,其中52%的联运线路为跨境线路。在德国,2023年联运货运量约为570亿吨公里,占铁路货运总量的45%。这些数据清晰地表明:任何想要加强铁路货运的人都必须加强联运——两者在结构上几乎密不可分。.

联运并非一种统一的技术。它可分为无人联运(UCT)和有人联运(ACT)。无人联运仅将装载单元(不含驾驶员)装载到铁路货车上,而有人联运(ACT)又称“移动公路”,则将包括驾驶员在内的整辆卡车装载到铁路货车上。无人联运通常更具成本效益,并在欧洲铁路网络中占据主导地位;而移动公路在阿尔卑斯山区的运输中具有独特的优势,因为山区道路交通管制、行车记录仪规定以及地形障碍进一步增加了公路运输的成本。.

距离经济学:何时改用其他交通方式才划算?

多式联运的核心经济问题是:在多远距离上,系统优势才能抵消双重转运带来的额外成本?答案已明确:在500公里及以上的距离上,多式联运与纯公路运输具有竞争力;在阿尔卑斯山区,300公里起即可实现这一点。原因在于铁路在长距离运输中的物理优势:钢轮在钢轨上的滚动阻力远低于橡胶轮胎在沥青路面上的滚动阻力,从而使每吨公里能耗降低约五倍。一列货运列车相当于约52辆卡车的运力,从而优化了推进能源的利用。.

在低于此距离阈值时,公路运输在结构上占据主导地位。终端成本——即货物在始发站和目的地站的处理成本——是固定的,只能通过铁路运输节省的里程来弥补。这种成本模式也解释了为什么历史上多式联运通常集中在长途线路:例如鹿特丹-意大利北部、汉堡-慕尼黑、法兰克福-维也纳。运输距离越长、线路越集中,铁路在成本和时间方面就越占优势。每个装载单元的终端成本因设施、自动化程度和产能利用率的不同而差异很大,但通常在每次装卸作业80至150欧元之间——在一条800公里的铁路线上,通过节能和避免通行费,这笔费用可以多次收回。.

然而,这种竞争格局远比表面看起来脆弱。货运列车轨道使用费的上涨、主要干线的建设以及结构性延误都在推高盈亏平衡点。因此,行业协会发出警告:他们要求冻结2026年的轨道使用费,并保证主要干线至少90%的现有运输能力。结构性问题显而易见:如果由于铁路监管成本的增加,多式联运的成本上升,它将失去相对于公路运输的决定性优势。气候效益将荡然无存,欧盟的运输方式转型目标也将失去意义。.

关键瓶颈:为什么终端决定一切

即使是最高效的铁路网络,如果公路和铁路之间的换乘点运作不畅,也毫无价值。多式联运枢纽是联合运输系统的关键环节,但多年来一直存在结构性运力不足的问题。在德国,德国铁路交通运输公司(DUSS)运营着领先的多式联运枢纽网络;德国铁路基础设施公司(DB InfraGO)代表联邦政府负责规划和实施新的设施及扩建项目。枢纽是衡量整个系统效率的关键所在:卡车等待时间过长、起重机系统超负荷运转以及轨道运力不足,都可能导致原本运行良好的铁路运输作业失败。.

问题真实存在,并且已经显现。据报道,在斯图加特附近的科恩韦斯特海姆(Kornwestheim)的DUSS货运站,卡车司机每天要等待两到三个小时,无法完成第二次运输——这是运力超负荷的直接后果。货运站的货物吞吐量越大,瓶颈问题就越严重,周边高速公路的交通拥堵时间就越长,运输前后的环节也就越难以预测。这是一个典型的系统性故障案例,单一的瓶颈就能破坏整个运输链的稳定性。目前正在建设中的科恩韦斯特海姆第三期工程计划到2026年将运力提升近50%,但考虑到预计的货运量增长,这是否足以满足需求仍值得怀疑。.

乌尔姆-多恩施塔特案例展现了铁路行业如何应对这一瓶颈压力。德国铁路基础设施公司(DB InfraGO)正在此地建设第二个自动化转运模块,投资额约为1.48亿欧元,由德国联邦政府和欧盟共同出资。到2028年,该码头的吞吐能力预计将从目前的每年12万个装卸单元提升至30万个装卸单元,增幅高达150%。在现有码头西侧近8万平方米的土地上,正在建设四条额外的转运轨道、三台全自动龙门起重机以及大型仓储通道。该设施位于莱茵-多瑙河运输走廊上,这条走廊从斯特拉斯堡延伸至黑海,是欧洲最繁忙的货运走廊之一。仅通过将货物运输转移到铁路,预计每年就能减少超过1.67万吨的二氧化碳排放;此外,每年还将减少2200万公里的卡车运输里程。.

气候法案:铁路作为系统性杠杆

铁路货运相对于公路货运的生态优势已得到科学证实并可量化。按吨公里计算,铁路货运产生的温室气体排放量比公路货运减少约80%。德国铁路货运公司(DB Cargo)的铁路网络每年可替代约2000万次公路运输,从而减少600万吨温室气体排放。其物理原因在于铁路的低滚动阻力以及利用多列火车运输大量货物的能力。此外,电气化也发挥着至关重要的作用:在已实现电气化的基础设施中,德国铁路货运公司在其铁路电力结构中已使用约70%的可再生能源,并已明确表示将在2038年实现100%使用绿色电力。.

2023年,德国交通运输部门的二氧化碳当量排放量约为1.46亿吨,占总排放量的22%。因此,将货运大幅转向铁路并非权宜之计,而是实现气候目标的系统性杠杆。德国铁路研究所(UIRR)的一项研究表明,与仅依靠公路运输相比,将货运转向铁路平均可减少55%的二氧化碳排放;而铁路联运(Rolling Highway)还能在此基础上再减少18%。对于受范围3排放报告要求约束的企业而言,联运不仅符合生态原则,而且正日益成为法规的强制性要求。.

政治环境也反映了这一需求。2023年,欧盟委员会通过了一项指令草案,旨在修订多式联运的法律框架。其中一项关键要求是,多式联运服务的外部成本必须比纯公路运输方式至少降低40%。同时,所有货运前后阶段的卡车运输均不受周末禁行令的限制,成员国有义务在七年内将多式联运的总体成本至少降低10%。这是一个雄心勃勃但又必不可少的目标,它将从根本上改善码头投资的框架。.

高山运输是一次压力测试:压力下的转换

阿尔卑斯山脉的运输是欧洲多式联运难度最大的路段,同时也是最重要的运输走廊。连接北欧和地中海地区的跨阿尔卑斯山货运汇聚于几条关键线路,即使短至300公里,多式联运也具有竞争力。圣哥达基线隧道全长57公里,是世界上最长的铁路隧道,自开通以来,显著改善了铁路货运的运营条件:线路更加平坦,无需多机牵引,运输时间也更短。几十年来,瑞士的运输方式转型政策成功地将货运量从公路转移到铁路;自2000年以来,多式联运不仅吸收了所有新增货运量,还额外贡献了三分之一的运输方式转型量。.

但这一成功正面临压力。随着瑞士取消运营补贴以及德国提高轨道使用费,跨阿尔卑斯山联运的竞争力受到威胁。在这种情况下,阿尔卑斯山联运物流最多只能实现新建基线隧道预期生产力提升的一半。因此,像Hupac这样构成瑞士独立联运骨干的行业运营商呼吁政府提供直至2030年的长期政治保障。其逻辑很简单:那些建设货运站、订购列车和组织物流链的企业需要两年以上的规划确定性。.

高架仓库:码头演进的下一个阶段

如果说货运站是多式联运的关键基础设施,那么其技术发展就不是学术问题,而是关乎运营的核心问题。目前最先进的技术是使用龙门起重机在货运列车和卡车之间转运集装箱——这种方法虽然提高了吞吐量,但需要占用大量空间,并且在货物的中间存储方面存在局限性。而这正是源于内部物流的一项技术发挥作用的地方,这项技术如今正进军大规模货物装卸领域:高位集装箱存储系统(HBS)。.

这一原理直接借鉴了仓储技术:集装箱不再像传统方式那样平放堆叠,仅堆叠三到六层,而是存储在全自动货架系统中,每个集装箱都拥有独立可寻址的货架空间。与传统堆垛方式的关键区别在于直接存取:在高架仓库中,无需重新堆放任何集装箱即可取用其他集装箱。然而,在传统码头,重新堆放占所有集装箱移动量的30%到60%——这些移动本身并不增加任何运输价值,仅仅是为了方便取用下方的集装箱。.

该领域的市场领导者是迪拜环球港务集团 (DP World) 与德国 SMS 集团合资成立的 BOXBAY 公司。其技术核心是全自动存储和检索设备,这些设备沿存储通道运行,每小时最多可移动 22 个集装箱。地下托盘输送系统连接各个通道,确保高架仓库不同区域之间的无缝衔接。该概念最初由 SMS 集团的子公司 AMOVA 开发,用于全自动存储重型钢卷——这些钢卷重量可达 50 吨,并需在高达 50 米的货架上全天候搬运。将这项成熟的技术应用于集装箱运输是一个合乎逻辑但又充满挑战的进一步发展。.

 

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LTW内部物流解决方案 – 多式联运 – 图片:LTW内部物流有限公司

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风险、回报与现实:自动化集装箱存储值得吗?

在多式联运背景下,集装箱高架仓库的七大优势

高架仓库作为多式联运码头的基本组成部分,其优势可以从七个方面来描述:

首先,BOXBAY系统的空间利用率极高:在相同占地面积下,其容量是传统堆场的三倍——或者说,在不到三分之一的面积上实现相同的容量。这对于位于城市或地形受限地区的联运码头而言,无疑是一项决定性的优势。BOXBAY计划在伦敦港门户建造的高架仓库将可容纳16层集装箱——而传统方案最多只能容纳6层。在相当于几个足球场大小的占地面积上,该系统可容纳27,000个标准箱(TEU)。.

其次,消除低效的重新堆垛作业:由于每个集装箱都位于独立的隔间内,因此整个堆场清理流程都被取消。这显著减少了机器循环次数和能源消耗。BOXBAY 将这种改进量化为比传统堆场效率提升 65%。.

第三,100%利用率:传统集装箱堆场由于运营原因,最多只能利用其容量的70%到80%,而高架仓库理论上可以实现100%利用率,因为每个存储空间都可直接使用。对于码头运营商而言,这意味着基础设施投资回报率将显著提高。.

第四,并行装卸流程:在多式联运码头环境中,由 rXp InterregioCargo 系统与 LTW Intralogistics 联合开发的集成式高架仓库可实现火车和卡车的同步自动化装卸。装卸轨道直接集成到高架仓库中,无需中间缓冲即可实现铁路和公路之间的无缝衔接。每 100 米长度仅 12 米的宽度即可存储多达 100 个 13.60 米长的可互换车厢。.

第五,能源效率和脱碳:电动存储和检索设备不产生直接排放。由于BOXBAY系统可以设计成将货架结构的顶部用作太阳能电池板,因此在极端情况下可以完全依靠可再生能源实现能源自给自足。这使得高层仓库成为少数几种可以朝着能源中和运营方向发展的物流系统之一。.

第六,数字化集成能力:高架仓库本质上是数字化控制系统。每一次集装箱移动都由数据驱动,每一个存储位置都有明确的标识,并且可以直接与仓库管理系统和数字化货运平台对接。欧盟对多式联运的资金要求规定必须使用电子运输信息平台(eFTI),而配备集成式高架仓库的码头在结构上更有利于满足这些要求。.

第七,模块化可扩展性:高架仓库系统通常采用模块化设计。综合运输枢纽可以从初始模块开始,逐步扩展容量,而不会中断现有运营。这具有重要的经济意义,因为它将高额的初始投资分摊到多个阶段,并将容量增长与实际需求紧密挂钩。.

高架仓库系统的局限性:技术的极限在哪里

严谨的分析还必须指出其局限性和风险。集装箱高架仓库并非适用于所有多式联运码头的通用解决方案。首先,其投资成本远高于传统码头设备。伦敦门户码头的BOXBAY项目价值9170万欧元,而该设施仅用于存储空集装箱。投资回报很大程度上取决于容量利用率:只有在吞吐量高且存储空间需求旺盛的情况下,投资才能在可接受的时间范围内收回成本。.

其次,这项技术需要高度可靠的IT和控制基础设施。在最坏的情况下,高架仓库的系统故障会导致整个码头运营瘫痪。传统的移动式正面吊可以通过重新分配货物来弥补单个设备的故障;但在全自动高架仓库中,冗余规划要复杂得多,成本也高得多。第三,该系统主要针对标准化装载单元进行了优化。可互换车厢、半挂车和标准尺寸集装箱可以高效处理;而非标准单元、重型集装箱或特殊货物则需要单独的处理流程。第四,该方案需要足够的垂直空间——在机场附近或建筑高度限制严格的区域,高架货架的全部潜力无法得到充分发挥。.

新一代千伏终端:以集成为范式

未来的多式联运码头不再仅仅是一个简单的转运点,而是一个完全一体化的物流系统。自动化龙门起重机、码头区域内的无人驾驶运输、数字化闸口管理,以及最终解决方案——高架集装箱仓库,共同打造了一个整体性能远超各部分性能之和的系统。自动化程度不仅关乎成本,更关乎质量:可预测的周转时间、可靠的运力保障以及实时数字化透明度,是货运代理和托运人选择多式联运而非直接卡车运输的先决条件。.

位于乌尔姆-多恩施塔特的DUSS码头正在建设的新模块,配备三台全自动龙门起重机和四条用于长货运列车的转运轨道,是朝着这个方向迈出的一步。该模块以龙门起重机技术为当前的技术基础。未来,集成高架仓库技术的扩建模块有望再次显著提高该码头的空间利用率,同时解决科恩韦斯特海姆等码头已经存在的仓储空间短缺问题。这些技术的系统性相互作用——用于实际转运的自动化龙门起重机、用于缓冲存储的高架仓库以及仓储空间管理——代表了未来十年物流的发展模式。.

2030 年前的市场动态和增长前景

尽管目前存在波动,但中期来看,多式联运的增长前景依然稳健。在经历了2023年货运量大幅下滑的挑战之后,国际铁路联运公司联盟(UIRR)报告称,2024年欧洲多式联运货运量将增长5.19%。国内多式联运发展尤为强劲,增长了10.6%,这得益于其不受边境互操作性问题影响的运营优势。.

德国铁路公司(DB)预测,在经历了多年的停滞之后,欧洲铁路货运将出现温和的积极发展,其中多式联运有望再次成为增长的主要驱动力。这符合结构性逻辑:在卡车通行费上涨、长途运输司机短缺日益严重、供应链环境、社会和治理(ESG)要求不断提高以及欧盟雄心勃勃的气候目标等诸多有利因素的背景下,多式联运受益于一系列系统性利好因素。然而,从监管措施的实施到实际货运量的增长,仍需经历漫长的过程,并且很大程度上取决于基础设施的质量。.

决定性因素仍然是码头吞吐能力。一个拥有350条跨境线路且每周都有班次的欧洲多式联运系统,需要一个高效可靠、运行稳定的转运设施网络。任何一个码头的吞吐能力瓶颈都会成为整个系统的瓶颈。因此,对码头的投资——无论是像乌尔姆-多恩施塔特码头那样的传统扩建项目,还是像伦敦BOXBAY那样颠覆性的高架仓库概念——都不应被视为基础设施成本,而应被视为对整个欧洲货运系统功能性的投资。.

地缘政治和供应链安全成为新的驱动因素

近年来,关于多式联运的讨论增添了一个新的维度:供应链的地缘政治韧性。乌克兰战争、胡塞武装袭击造成的红海航运中断以及太平洋地区的紧张局势,都向欧洲企业展示了长途海运的即时物流链是多么脆弱。在此背景下,利用铁路和多式联运的大陆陆路走廊正变得日益重要。莱茵-多瑙河走廊(乌尔姆-多恩施塔特枢纽就位于其中)连接着西欧的工业中心和东南欧的新兴经济体,是欧洲大陆最重要的陆路通道之一。.

与此同时,多式联运是降低货运对化石燃料依赖的有效工具。在能源价格波动剧烈、脱碳压力日益增大的今天,铁路运输提供了结构性保障:它可电气化,兼容可再生能源,并且能够根据列车载重灵活调整能源效率,这是任何卡车都无法实现的。因此,对于需要向客户证明其在范围3排放方面取得成效的物流供应商而言,多式联运正日益成为一种战略必然选择,而不仅仅是一种选择。.

该系统需要其整个链条

多式联运并非货运物流的利基产品,而是中长途运输在经济和生态方面更具优势的替代方案——前提是整个系统能够有效运作。薄弱环节始终是码头基础设施。像乌尔姆-多恩施塔特港1.48亿欧元的投资固然必要且恰当,但如果码头逻辑的技术发展不同步推进,这些投资只能暂时解决结构性运力问题。高架集装箱仓库并非未来概念,而是一项已投入使用且经过验证的技术,其在港口运营和工业物流中的实用性已得到充分证明。.

将高架仓库整合到多式联运码头中,可以解决码头物流的根本空间问题,消除低效的货物移动,将仓储空间利用率提升至接近100%,实现列车装卸和卡车装卸的并行作业,并为未来的码头管理奠定数字化基础。通往下一代多式联运的道路在技术上已经清晰可见——目前所缺乏的是促进投资的政治意愿、稳定的监管框架,以及码头运营商放弃传统运营模式、转而采用资本密集型但最终更优解决方案的意愿。系统的强度取决于其最薄弱的环节——而目前,这个最薄弱的环节往往正是码头本身。.

 

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