2.4.2 冷藏運輸技術現狀

目前我國每年有超過10億t的易腐食品，但實際采用冷鏈運輸的尚達不到1/10。從國際農產品流通產業發展的經驗看，當人均GDP超過4000美元時，對冷鏈的需求將急劇增加，可見，目前我國已進入冷鏈物流的高速發展期，對冷藏運輸的需求也必然會急劇增加。冷藏運輸的方式包括陸地運輸（鐵路和公路）、水運及航空運輸。近些年隨著市場的發展，我國冷藏運輸的多元化競爭格局已經基本形成。冷藏運輸裝備由于運輸方式的差異也有較大不同，在發展速度和規模化程度上差異較大。

2.4.2.1 航空冷藏運輸

在冷藏鏈中，時間是一個非常重要的因素，因此航空冷藏運輸因其快捷性而在運輸方式中占有重要的一席之地。雖然航空運輸的運輸容量小，成本高，溫控效果也不盡如人意，但是其有運送速度快、運輸距離遠、安全性高的特點，因而用來運輸附加值高、需要長距離運輸或進出口的易腐貨物，例如花卉、某些水產品、藥品等。

目前，我國航空冷鏈的發展程度整體偏低，在航空冷藏運輸服務設施上，我國各地都在興建機場及其配套的冷鏈物流中心等。在我國的一些大型機場，例如廣州白云機場擁有近2000m2的冷庫，能滿足年處理9000t貨物的要求；而上海浦東機場四個冷庫面積也達2000m2，能處理-18～10℃不同溫度要求的冷凍冷藏貨物。在北京、深圳、杭州、昆明等地機場都有不同大小的冷庫，但在一些中小型機場，冷鏈服務設施則相對不足。

在腐損程度上，我國航空冷鏈中的溫敏貨物運輸索賠情況較多。據統計，空中產品腐壞占比22.2%，包裝損壞占比21.7%，溫度、包裝、產品相容性、設備等造成的損壞的占比將近一半。

因此，為了規范航空冷鏈物流各環節市場主體行為，2014年中國民用航空局發布了《航空貨物冷鏈運輸規范》，從設施設備、包裝、貨物接收、倉儲、裝機、運輸、卸機等方面對冷鏈運輸做了詳細規定（表2-10）。航空貨物冷鏈運輸規范標準的出臺，一定程度上改善了冷鏈空中運輸與地面運輸的銜接，提高了民航高端貨物運輸市場占有量。

隨著全球經濟一體化、消費結構轉型、跨境電商的發展，為我國航空貨運帶來巨大商機，不僅促進了我國航空貨運業務的增長，也刺激了航空冷鏈貨運的消費需求。面對快速崛起的冷鏈物流市場，國內各大航空公司對冷鏈物流業務進行新的開拓，其中，中國國際貨運航空公司就與京東物流合作，推出了“大閘蟹頭等艙”服務，為其開辟綠色通道，縮短將近50%的運輸時間。此外，在這次合作中，首次使用機坪恒溫車，確保了大閘蟹的全程冷鏈。這一次的合作是航空冷鏈行業中首次解決生鮮航空貨運的斷鏈問題，全面提升了運輸時效和冷鏈服務品質，也為其他公司提供了經驗借鑒。

2.4.2.2 水路冷藏運輸

水路冷藏運輸方式主要分兩大類，一類是溫控冷藏集裝箱運輸，一類是冷藏船運輸。冷藏集裝箱所需電力由船上的發電機或者便攜式發電機提供。當冷藏集裝箱到達碼頭后，可以轉移到拖車底盤上，裝在底盤上的冷藏集裝箱可以像拖車一樣，在陸路繼續運輸。冷藏船的貨艙為冷藏艙，常分為若干個艙室，每個艙室都是一個獨立的封閉裝貨空間，艙壁、艙門均為氣密結構，并覆蓋有泡沫塑料、鋁板聚合物等隔熱材料，使相鄰艙室互不導熱，以滿足不同貨物對溫度要求。冷藏船的制冷機組安裝在專門艙室內，要求在船舶發生傾斜、搖擺、振動和高溫高濕條件下仍能正常工作。隨著裝載自動化水平不斷提高，冷藏船已越來越少，冷藏集裝箱逐步占據了大部分市場。

由于水路冷藏運輸裝載能力大，成本低、能耗少且投資省，故適宜長途運輸，但是水路冷藏運輸通常需要其他貨運方式的補充來完成整個運輸過程。目前，我國擁有冷藏船噸位約10萬t。

2.4.2.3 鐵路冷藏運輸

在新中國成立初期，我國已開始使用加冰冷藏車運輸易腐食品，從1952年至2000年，50年間通過進口、引進國外技術、自主生產等方式，擁有各類冷藏車8000余輛；在20世紀90年代初期，鐵路冷鏈運量達到高峰的1669萬t，占全國冷鏈總運量的70%，為物資流通發揮了積極的作用。

在機械冷藏車方面，早在1956年，我國就開始從聯邦德國進口相關車輛，曾擁有B16、B17、B18、B19、B20、B21、B22、B23、B10等多個型號的車輛，由于大多數車輛的使用年限為三四十年，因此，現階段的鐵路機械冷藏車大多已退出市場，仍在運營及使用的冷藏車型號有B10、B22等，僅余1000余輛。之所以出現這種情況，不僅僅是因為其運輸體制以及裝備老化，還由于高速公路的快速發展，國家對公路運輸的扶持政策、免收部分產品的過路費用等，使鐵路冷鏈物流在運價、時效性、靈活性方面的競爭力明顯下降，鐵路冷鏈運輸總量逐年下滑。

為改變鐵路冷鏈物流低迷的局面，2016年2月《鐵路冷鏈物流網絡布局“十三五”發展規劃》正式向社會公布，全面闡述了鐵路方面對冷鏈物流運輸的戰略思考和定位，描述出了鐵路冷鏈運輸的發展藍圖，標志著鐵路冷鏈運輸發展進入新的時代。

通過對冷鏈形式的新探索，截至2017年年底，鐵路貨物發送量超100萬t。目前，新造鐵路冷藏車進展迅速，即將投產。此外，中歐班列的快速發展，開行質量的不斷提升，貨源品種的不斷豐富，不僅有效促進了沿線各國間的經貿往來，還極大地推動了我國鐵路冷鏈物流的發展。

冷藏集裝箱可用于多種交通運輸工具進行聯運，可以從產地到銷售點，實現“國到國”直達運輸，并在一定條件下，可以當作活動式冷庫使用，使用中可以整箱吊裝，裝卸效率高，運輸費用相對較低。另外，冷藏集裝箱裝載容積利用率高，營運調度靈活，使用經濟性強的特點，也成了鐵路冷藏運輸的主要方式之一。其中，中鐵鐵龍集裝箱物流股份有限公司在鐵路集裝箱和多式聯運方面的實踐，實現了農副產品從田間到市場的冷聯集裝化運輸，開啟了冷聯物流的公鐵聯運模式，開啟了“一帶一路”沿線國家冷鏈運輸的先河。

2.4.2.4 公路冷藏運輸

從20世紀50年代起，我國開始采用保溫車運送易腐貨物，20世紀六七十年代從蘇聯和東歐等國和地區采購了少量冷藏車用于國內運輸。從20世紀80年代起，隨著國內汽車工業的迅速發展，冷藏車制造業也逐步發展起來。20世紀80年代初，我國擁有的各類冷藏車制造廠家數不超過10家，而到20世紀末激增到70余家，但隨著競爭的日趨激烈和市場的逐步開放，部分規模小、質量差的小型冷藏車制造廠逐漸被兼并、收購或淘汰出市場，到目前為止，冷藏車制造企業約有40家。

在品種上，公路冷藏運輸車以貨車、拖車為主，制冷方式多樣，包括冰、干冰、蓄冷板、低溫制冷劑系統、機械制冷等多種方式，其中機械制冷已經成為公路冷藏運輸的主要制冷方式。公路冷藏運輸以其機動靈活、可靠性高的特點不僅可以實現直達運輸，同時可以作為其他運輸方式的轉運方式。在陸路運輸方面，冷藏車在數量上已占據主導地位。

統計數據顯示，2011—2018年我國公路冷藏及保溫車保有量由32100輛增至180000輛，年均增速超28%，遠超同期公路營運載貨汽車擁有量增速。由于公路冷藏及保溫車保有量快速增長，其占公路營運載貨汽車擁有量的比重已經由2011年的0.25%上升至2018年的1.32%。具體如圖2-63所示。

從區域分布來看，我國目前冷藏車保有量區域發展極不平衡，圖2-64所示為2017年我國冷藏車區域增加情況，圖2-65所示為2017年我國冷藏車輛增加量排名前十省市。可以看出珠三角和長三角地區是冷藏車需求最大的區域，經濟較為發達、居民消費需求大、氣溫較高、沿海地區水產資源豐富、生鮮貿易活躍等，都促使該地區對冷藏車的需求持續高漲。由此可看出，經濟發展不平衡和區域氣候差異是導致我國冷藏車保有量區域發展不平衡的兩大原因。

我國冷藏汽車車型以中型和輕型為主，這與在我國冷藏運輸中冷藏汽車主要擔負中短途冷藏運輸任務有關。輕型冷藏車主要用于短途及市區配送，而中型車則為中短途冷藏運輸的主要工具。重型車輛通常用來做點對點的長途運輸，可以盡量地減少裝卸。近些年來，VAN（廂式貨車）型冷藏車逐漸增多，2017年的新增量為2600輛左右，這種車型主要用于醫藥冷鏈城市配送，受到GSP、疫苗等政策影響，管理部門對于醫藥冷鏈的管理越來越嚴格，藥品冷藏車的增速明顯提升。圖2-66為2017年我國冷藏車輛增加量車型分布。

2.4.2.5 冷鏈物流箱

1.液氮低溫物流箱

圖2-67為液氮低溫物流箱系統流程示意圖。通過溫度控制器設定箱體內要保持的溫度，而溫度感應器則把測得的實際溫度傳回溫度控制器，當實際溫度高于設定溫度時，則自動打開液氮管道上的電磁閥，貯存在自增壓儲液罐中的低溫液氮在一定壓力作用下進入換熱器，經過換熱器中液氮氣化吸熱冷卻的空氣，通過風機進入箱內與食品對流換熱，冷卻或冷凍食品，實現食品低溫凍藏的目的。當箱內溫度降到設定溫度后，控制器會自動關閉電磁閥。換熱器中的低溫氮氣隨著工作時間不斷積累，壓力不斷升高，當壓力高于設定壓力時安裝在換熱器上的安全泄壓閥會自動開啟進行泄壓。

理論上講液氮低溫物流箱只需要通過溫度控制器就可將箱內溫度控制在從-196℃到常溫下任何一個所需要的低溫溫度，可以滿足從低溫到普冷溫區的任何不同溫度要求，可以存放果蔬、肉類、水產品、冰激凌、藥品、生物制品、組織器官等。液氮低溫物流箱可以將冷凍冷藏食品干耗控制在0.25%～0.5%，遠低于機械制冷的2%～4%。液氮低溫物流箱具有裝置簡單、降溫速度快、運行可靠、兼有氣調功能、無須電源驅動、初投資小、貯藏食品品質高等優點。液氮低溫物流箱在低溫產品加工過程可作中間產品暫時存放，也可以用于超市等零售流通領域，將對一些低溫高檔食品全程冷鏈完善做出貢獻。隨著液氮價格不斷降低，液氮低溫物流箱必將在范圍更廣的領域使用。液氮低溫物流箱的實物如圖2-68所示。

新型液氮低溫物流箱系統，將噴嘴改為汽化器，通過風機加速箱內低溫氣體流動，達到溫度快速降低的目的，設計溫度為-18～-16℃。空載條件下，風速為1.5m/s和自然換熱兩種方式下箱內溫度由26℃降至-60℃歷時分別為50min和70min，可有效減少冷凍時間。對低溫物流箱進行12h的模擬實驗，開風機條件下液氮消耗23.65kg，自然換熱條件下消耗22.05kg；在液氮罐壓力穩定后，冷凍階段開風機情況下液氮消耗量基本保持在0.7～0.8kg/10min，自然換熱條件下基本保持在0.5～0.6kg/10min，冷藏階段基本保持在0.1～0.3kg/10min。

金槍魚冷凍實驗中，在自然換熱條件下，金槍魚完全冷凍需360min，1.5m/s風速條件下，需280min。液氮罐容積可以滿足12h的冷藏運輸，風速在1.5m/s條件下液氮消耗量比自然換熱條件下消耗量多1.6kg，高出6.4%（圖2-69）。

2.移動式雙溫數顯蓄冷保溫箱

現有蓄冷箱箱體隔熱保溫材料大多采用聚氨酯泡沫塑料，厚度一般在50mm左右，蓄冷箱較為厚重，為了保持箱體內部有效容積，箱體外形尺寸需做得較大。如果采用真空絕熱板[導熱系數小于0.003W/（m·K）]作為保溫箱的隔熱保溫板，保溫板厚度會大幅降低，可使用更少量的蓄冷劑，提高箱體有效容積。但是真空絕熱板受到外力時極易損壞，單獨使用時對固定和防護也有較高要求。

移動式雙溫數顯蓄冷保溫箱采用聚氨酯與真空絕熱板復合隔熱結構，具有絕熱性良好、重量輕、體積小等優點。箱體上設置有溫度顯示器，溫度顯示器連接有無線數顯溫控組件，可無線讀取箱內產品中心溫度和環境溫度。箱體底部設置有萬向滑輪，可方便移動（圖2-70）。

3.可拆卸式蓄冷保溫箱

目前現有物流保溫箱存在空載時不能折疊、隔熱效果不理想和不能標準化運輸等問題。可拆卸式蓄冷保溫箱體采用聚氨酯與真空絕熱板復合隔熱結構，保溫性能更佳，箱體導熱系數低于0.004W/（m·K），而同厚度聚氨酯材料為0.017W/（m·K），保溫時間是同厚度聚氨酯蓄冷保溫箱的2.3倍。不使用時可以折疊，節省運輸空間60%，便于裝載運輸及倉庫存放，解決現有保溫箱結構空載運輸空間大等問題。箱體所使用的復合板如圖2-71所示，箱體實物圖如圖2-72所示。

通過研制新型相變蓄冷材料，并結合真空板和聚氨酯復合隔熱結構，提高蓄冷保溫效果。三種不同溫度的相變蓄冷劑在29℃環境溫度下的性能見表2-11。同等條件下，0℃蓄冷劑保溫性能比市面板狀蓄冷劑性能提高了80%，比市面袋裝蓄冷劑性能提高了110%。研制的相變溫度-10℃和-20℃的蓄冷劑滿足了多種產品不同溫度的市場需求。