城市道路中節(jié)能分析及應(yīng)用

吳海靈

（唐山市交通勘察設(shè)計(jì)院有限公司，河北唐山 063000）

1 概述

交通運(yùn)輸行業(yè)，按照國(guó)家統(tǒng)計(jì)部門(mén)的口徑是包括鐵路、民航、道路，水運(yùn)，港口，城市公交、出租汽車(chē)、郵政、倉(cāng)儲(chǔ)的大交通行業(yè)。大交通行業(yè)的能耗大體是1.7億t標(biāo)準(zhǔn)煤。其中道路運(yùn)輸消耗量又占交通行業(yè)的52%，水運(yùn)的占19%，節(jié)能減排的任務(wù)是繁重的。

按照國(guó)家“十二五”規(guī)劃，到2015年，全國(guó)萬(wàn)元國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能耗下降到0.869 t標(biāo)準(zhǔn)煤（按2005年價(jià)格計(jì)算），比2010年的1.034 t標(biāo)準(zhǔn)煤下降16%，比2005年的1.276 t標(biāo)準(zhǔn)煤下降32%；“十二五”期間，實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源6.7億t標(biāo)準(zhǔn)煤。交通行業(yè)的目標(biāo)是：到2015年，貨車(chē)的單耗要比2010年降低5%，客車(chē)單耗降低10%，道路運(yùn)輸?shù)呐欧乓档?0%。

根據(jù)《國(guó)家發(fā)展改革委關(guān)于加強(qiáng)固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目節(jié)能評(píng)估和審查工作的通知》（發(fā)改投資[2006]2787號(hào)）和河北省發(fā)展和改革委員會(huì)《關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)〈國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)關(guān)于加強(qiáng)固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目節(jié)能評(píng)估和審查工作的通知〉的通知》（冀發(fā)改投資[2007]152號(hào)）規(guī)定“審批和核準(zhǔn)項(xiàng)目，可行性研究報(bào)告或項(xiàng)目申請(qǐng)報(bào)告中必須包括節(jié)能分析篇（章）”。

節(jié)能分析篇（章）是報(bào)告有機(jī)的一部分，與報(bào)告其他篇（章）的關(guān)系是密不可分的，互為條件，互相影響，互相制約。

2 道路節(jié)能在實(shí)際中的應(yīng)用

本次以曹妃甸工業(yè)區(qū)中冶北路為研究對(duì)象，并對(duì)其進(jìn)行分析。中冶北路位于河北省唐山市曹妃甸工業(yè)區(qū)，是工業(yè)區(qū)港池島內(nèi)部的一條城市次干路，中冶北路為曹妃甸集裝箱物流中心、曹妃甸港口配送基地、煤碼頭基地及通用散貨泊位等提供了一條便捷的運(yùn)輸通道。中冶北路的設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括道路工程、雨水、污水、中水、電力及照明工程。在編制的《曹妃甸工業(yè)區(qū)中冶北路工程可行性研究報(bào)告》中對(duì)工程所涉及到的各項(xiàng)目進(jìn)行了節(jié)能分析。

3 節(jié)能設(shè)計(jì)

城市道路設(shè)計(jì)中分別從管線選材和照明燈具的選取等方面進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)。

3.1 工藝設(shè)計(jì)措施

（1）污水管道盡可能采用重力敷設(shè)，減少污水泵站的數(shù)量及提升高度，降低經(jīng)常運(yùn)行費(fèi)用。

（2）雨水、污水及中水管道采用了塑料管材，由于其摩阻小，降低了水頭損失，降低了經(jīng)常運(yùn)行費(fèi)用。

（3）中水管網(wǎng)經(jīng)過(guò)了平差計(jì)算，使管道合理化，降低了運(yùn)行費(fèi)用。

3.2 電氣自控設(shè)計(jì)措施

（1）變壓器盡量接近負(fù)荷中心，以減少供電距離，從而減小了線路損耗。低壓側(cè)安裝無(wú)功補(bǔ)償裝置，實(shí)行集中補(bǔ)償，這樣使線路上的無(wú)功傳輸減少，達(dá)到節(jié)能的目的。

（2）對(duì)于泵站內(nèi)的動(dòng)力負(fù)荷，大容量的電機(jī)采用變頻調(diào)速運(yùn)行方式，可根據(jù)實(shí)際水壓自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速和加減泵，以求最大限度的節(jié)能節(jié)資，并使系統(tǒng)處于可靠的運(yùn)行狀態(tài)。另一種節(jié)能方式是采用軟起動(dòng)器，軟起動(dòng)器設(shè)備是按起動(dòng)時(shí)間逐步調(diào)節(jié)可控硅的導(dǎo)通角，以控制電壓的變化。由于電壓可連續(xù)調(diào)節(jié)，因此起動(dòng)平穩(wěn)，起動(dòng)完畢，則全壓投入運(yùn)行。

（3）全線采用自動(dòng)化控制，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)各種機(jī)電設(shè)施進(jìn)行智能控制，通過(guò)信息通信網(wǎng)絡(luò)組成分散控制、集中監(jiān)視與管理的管控一體化系統(tǒng)，碎石檢測(cè)、顯示運(yùn)行狀態(tài)，通過(guò)智能控制使其運(yùn)行于最佳狀態(tài)，節(jié)能能量。

3.3 照明設(shè)計(jì)節(jié)能措施

相對(duì)于市電路燈工程作業(yè)量大且線路復(fù)雜，風(fēng)光互補(bǔ)路燈工程作業(yè)量小，安裝簡(jiǎn)便、省時(shí)，省去了開(kāi)挖電纜溝、回填、暗管鋪設(shè)、管內(nèi)穿線等部分工作，省去了大量的工程材料費(fèi)用、大量的電氣電力費(fèi)用、大量的人工費(fèi)、管理費(fèi)、運(yùn)輸費(fèi)用。

由于風(fēng)光互補(bǔ)直接利用太陽(yáng)能、風(fēng)能發(fā)電，無(wú)需消耗市電，無(wú)需負(fù)擔(dān)電費(fèi)，在工程安裝時(shí)無(wú)需負(fù)擔(dān)電纜的費(fèi)用。所以應(yīng)用風(fēng)光互補(bǔ)路燈方案，利用曹妃甸沿海地區(qū)得天獨(dú)厚的區(qū)域地理?xiàng)l件，豐富的太陽(yáng)能和風(fēng)能資源，節(jié)約了火力發(fā)電的燃料的消耗。為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能，本設(shè)計(jì)還采用了半夜燈制，通過(guò)微機(jī)裝置，在后半夜自動(dòng)關(guān)閉非機(jī)動(dòng)車(chē)道側(cè)光源，以達(dá)到節(jié)能的目的。

4 運(yùn)營(yíng)節(jié)能分析

對(duì)于道路建設(shè)項(xiàng)目，節(jié)能主要指燃油的節(jié)約。本報(bào)告節(jié)能評(píng)價(jià)僅對(duì)道路營(yíng)運(yùn)過(guò)程中由于擬建道路的修建，使路況得到改善，汽車(chē)得以在較為經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行速度范圍內(nèi)行駛，從而使燃油得到節(jié)約。報(bào)告采用“有無(wú)比較法”，即無(wú)擬建道路時(shí)，汽車(chē)的燃油消耗量與有擬建道路時(shí)燃油消耗量之差作為油耗節(jié)約量。

4.1 汽車(chē)燃油消耗量影響因素分析

影響能源消耗的主要因素除汽車(chē)本身的技術(shù)性能外，最主要的就是道路條件和交通條件兩大因素。等級(jí)低、道路不暢是汽車(chē)油耗猛增的主要原因。根據(jù)有關(guān)資料，我國(guó)汽車(chē)的運(yùn)輸總成本中，客車(chē)的燃油消耗占運(yùn)營(yíng)總成本的30%～35%，貨車(chē)的燃油消耗占運(yùn)營(yíng)總成本的25%～35%，參考日本在高級(jí)路面條件下研究得到的結(jié)論，結(jié)合我國(guó)代表車(chē)種與燃料消耗的關(guān)系，可得到不同車(chē)種、不同車(chē)速在高級(jí)、次高級(jí)路面下的燃料消耗率，見(jiàn)表1。本項(xiàng)目節(jié)能將依據(jù)表1參數(shù)，結(jié)合預(yù)測(cè)交通量進(jìn)行評(píng)價(jià)。

4.2 燃油節(jié)約分析

（1）新路油耗節(jié)約量計(jì)算

新路油耗節(jié)約量是指建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施后，使得行使在新路上的車(chē)輛單位里程的燃油消耗減少而節(jié)約的燃油量，計(jì)算方法如下：

式中：Q1——新路燃油節(jié)約量（萬(wàn)L/a）；

F0——無(wú)項(xiàng)目時(shí)，老路的平均燃油消耗（L/車(chē)·km）；

Fn——有項(xiàng)目時(shí)，新路的平均燃油消耗（L/車(chē)·km）；

表1 燃油消耗指標(biāo)表

Qt——第t年新路上的年均日交通量（pcu/d）；

Ln——新路的建設(shè)里程（km）。

（2）已有道路減少擁擠產(chǎn)生的油耗節(jié)約量計(jì)算

無(wú)擬建項(xiàng)目時(shí)，原有相關(guān)道路的交通量不斷增加，平均行車(chē)速度逐漸降低，停車(chē)、剎車(chē)等次數(shù)增加。擬建項(xiàng)目通車(chē)后，使原有相關(guān)道路部分交通量發(fā)生轉(zhuǎn)移，從而使已有道路減少擁擠，原應(yīng)提高的單位燃油量不再提高，行車(chē)條件大為改善，從而形成了油耗節(jié)約，其計(jì)算方法為：

式中：Q2——減少擁擠所產(chǎn)生的油耗節(jié)約（萬(wàn)L/a）；

F0——無(wú)項(xiàng)目時(shí)，相關(guān)道路的平均燃油消耗（L/車(chē)·km）；

（3）節(jié)能總量計(jì)算

根據(jù)上述方法及有關(guān)參數(shù)，結(jié)合本項(xiàng)目各年交通路預(yù)測(cè)結(jié)果（見(jiàn)表2），計(jì)算得到各年度的燃油節(jié)約量，見(jiàn)表3。到本項(xiàng)目評(píng)價(jià)期末，本項(xiàng)目總計(jì)節(jié)約燃油消耗量為10143萬(wàn)L。

根據(jù)燃油相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)煤的轉(zhuǎn)換系數(shù)為1 L燃油=2.015 kg標(biāo)準(zhǔn)煤，折算見(jiàn)表4。

表2 預(yù)測(cè)年交通量預(yù)測(cè)結(jié)果表（單位：pcu/d）

表3 燃油節(jié)約計(jì)算表（單位：萬(wàn)L/a）

表4 標(biāo)準(zhǔn)煤節(jié)約計(jì)算表（單位：萬(wàn)t/a）

4 結(jié)論

本項(xiàng)目在運(yùn)營(yíng)期間能耗折合標(biāo)準(zhǔn)煤共1.57萬(wàn)t。本項(xiàng)目到評(píng)價(jià)期末年共可節(jié)約燃油694.11萬(wàn)L，其中：

（1）新建道路升級(jí)節(jié)約432.31萬(wàn)L，占燃油節(jié)省總量的62%。

（2）原有相關(guān)道路減少擁擠節(jié)省的燃油264.80萬(wàn)L，占燃油節(jié)省總量的38%。

可見(jiàn)，建設(shè)本項(xiàng)目的節(jié)能作用是巨大的。

[1]國(guó)家發(fā)展改革委關(guān)于加強(qiáng)固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目節(jié)能評(píng)估和審查工作的通知（發(fā)改投資[2006]2787號(hào)）[Z].2006.

[2]河北省發(fā)展和改革委員會(huì).關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)〈國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)關(guān)于加強(qiáng)固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目節(jié)能評(píng)估和審查工作的通知〉的通知（冀發(fā)改投資[2007]152號(hào)）[Z].2007.

[3]唐山市交通勘察設(shè)計(jì)院有限公司.曹妃甸工業(yè)區(qū)中冶北路工程可行性研究報(bào)告[R].