高速公路項(xiàng)目能耗評(píng)估研究

徐婷 肖為

摘 要：文章將高速公路項(xiàng)目運(yùn)營期能耗分為7個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分項(xiàng)分析和計(jì)算，較全面系統(tǒng)的把握了高速公路項(xiàng)目運(yùn)營期能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)和數(shù)量，為在項(xiàng)目前期階段進(jìn)行的能耗評(píng)估和審查提供一定參考。

關(guān)鍵詞：節(jié)能評(píng)估；能耗分析；研究意義

1 節(jié)能評(píng)估背景

2010年9月，國家發(fā)改委制定《固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目節(jié)能評(píng)估和審查暫行辦法》（國家發(fā)展和改革委員會(huì)令〔2010〕第6號(hào)，下文簡稱《暫行辦法》）并發(fā)布施行。按照《暫行辦法》的規(guī)定，各級(jí)人民政府發(fā)展改革部門管理的在我國境內(nèi)建設(shè)的固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目，均應(yīng)對(duì)項(xiàng)目的能源利用是否科學(xué)合理進(jìn)行分析評(píng)估，并編制節(jié)能評(píng)估報(bào)告書、節(jié)能評(píng)估報(bào)告表（以下統(tǒng)稱節(jié)能評(píng)估文件）或填寫節(jié)能登記表。

2 高速公路節(jié)能評(píng)估方法和流程

《暫行辦法》主要考察運(yùn)營期能耗水平，按照項(xiàng)目建成投產(chǎn)后年能源消費(fèi)量實(shí)行分類管理，具體分類辦法如下：

（1）年綜合能源消費(fèi)量3000噸標(biāo)準(zhǔn)煤以上，或年電力消費(fèi)量500萬千瓦時(shí)以上，或年石油消費(fèi)量1000噸以上，或年天然氣消費(fèi)量100萬立方米以上的固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目，應(yīng)單獨(dú)編制節(jié)能評(píng)估報(bào)告書。

（2）年綜合能源消費(fèi)量1000至3000噸標(biāo)準(zhǔn)煤，或年電力消費(fèi)量200萬至500萬千瓦時(shí)，或年石油消費(fèi)量500至1000噸，或年天然氣消費(fèi)量50萬至100萬立方米的固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目，應(yīng)單獨(dú)編制節(jié)能評(píng)估報(bào)告表。

（3）上述條款以外的項(xiàng)目，應(yīng)填寫節(jié)能登記表。高速公路建成通車后，項(xiàng)目的主要耗能體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：第一，為維持項(xiàng)目正常運(yùn)行，照明、監(jiān)控、收費(fèi)三大系統(tǒng)所消耗的能源，這部分主要消耗電能；第二，服務(wù)區(qū)、養(yǎng)護(hù)維修等附屬生產(chǎn)與生活設(shè)施所產(chǎn)生的能源消耗，主要為電、煤、成品油及耗能工質(zhì)。

文章以湖北某山區(qū)高速公路項(xiàng)目為案例，計(jì)算項(xiàng)目運(yùn)營期耗能，評(píng)估項(xiàng)目能耗水平。

3 案例

某山區(qū)高速公路項(xiàng)目路線全長43km，全線采用80km/h設(shè)計(jì)速度，雙向4車道的高速公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。其中，擬建特長隧道11541m/2座，中隧道3592m/5座，短隧道829m/2座；互通式立體交叉3處（其中樞紐互通1處），主線收費(fèi)站1處，匝道收費(fèi)站2處，養(yǎng)護(hù)工區(qū)1處，服務(wù)區(qū)1處。

3.1 隧道營運(yùn)期耗能計(jì)算

隧道運(yùn)營期耗能主要包括隧道照明、通風(fēng)和監(jiān)控。

（1）隧道照明。隧道照明分為入口段、過渡段、中間段、出口段、洞外引道照明等幾大部分。根據(jù)各段照明亮度要求的不同，照明燈具功率規(guī)格有100W、150W、250W和400W四種。燈具均采用顯色性好、光效高、壽命長、對(duì)煙霧有較強(qiáng)穿透能力的高壓鈉燈光源，安裝于隧道二側(cè)壁上方。

燈具配置間距及規(guī)格采用公式計(jì)算。

Eav=η×Φ×M×N/（W×S） 公式

式中，Eav-路面平均水平照度；η-燈具利用系數(shù)，本項(xiàng)目取值0.6；Φ-燈具額定光通率；M-燈具養(yǎng)護(hù)系數(shù)，本項(xiàng)目取值0.65；N-燈具布置系數(shù)，本項(xiàng)目隧道燈具對(duì)稱布置，取值2；W-隧道路面寬度（m），本項(xiàng)目隧道行車道寬度7.5m；S-燈具間距（m）。

隧道照明系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)不同時(shí)段洞外亮度的變化相應(yīng)調(diào)整洞內(nèi)照明亮度，隧道白天調(diào)光分為四級(jí)，分別為晴天、云天、陰天、重陰天，對(duì)應(yīng)洞外亮度分別為L20（S）、0.5L20（S）、0.25L20（S）、和0.13L20（S）。另外，夜晚時(shí)段洞內(nèi)也需相應(yīng)減光，屆時(shí)隧道全段洞內(nèi)亮度與中間段亮度相同。由此確定白天四級(jí)及夜晚共5個(gè)時(shí)段的隧道各段亮度、照明控制及年耗電量。

本項(xiàng)目隧道照明年耗電量合計(jì)為395.3萬千瓦時(shí)/年。

（2）隧道通風(fēng)及其主要設(shè)備。隧道通風(fēng)規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)交通量、隧道進(jìn)出口氣壓、風(fēng)向、風(fēng)速以及地形、地質(zhì)等因素進(jìn)行充分調(diào)查。由于節(jié)能評(píng)估和審查需在項(xiàng)目審批或核準(zhǔn)前完成，因此一般僅能根據(jù)項(xiàng)目工可研究成果，初步判定隧道通風(fēng)方式。

根據(jù)《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ026.1-1999），單向交通隧道，當(dāng)符合公式的條件時(shí)，宜設(shè)置機(jī)械通風(fēng)。

L×N≥2×106 公式

式中，L-隧道長度（m）；N-設(shè)計(jì)交通量（輛/h）。

經(jīng)計(jì)算，本項(xiàng)目有2座隧道（隧道長度分別為6.0km和5.5km）應(yīng)設(shè)置機(jī)械通風(fēng)；其余隧道20年運(yùn)營期內(nèi)均可采用自然通風(fēng)。2座隧道均采用射流風(fēng)機(jī)分段式縱向通風(fēng)，在隧道拱部每間隔一定距離設(shè)2臺(tái)一組的射流風(fēng)機(jī)。經(jīng)計(jì)算，項(xiàng)目隧道通風(fēng)年耗電量合計(jì)為102.9萬千瓦時(shí)/年。

（3）隧道監(jiān)控及其主要設(shè)備耗能。隧道監(jiān)控系統(tǒng)主要是由車流監(jiān)控系統(tǒng)、照明亮度監(jiān)控系統(tǒng)、空氣檢測系統(tǒng)、火災(zāi)檢測報(bào)警系統(tǒng)及風(fēng)速風(fēng)向檢測系統(tǒng)等組成，根據(jù)《高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)模式》（GB/T18567-2001）等規(guī)范要求布置隧道主要監(jiān)控設(shè)備。經(jīng)計(jì)算，本項(xiàng)目隧道監(jiān)控及其主要設(shè)備年耗電量合計(jì)為97.7萬千瓦時(shí)/年。

3.2 互通立交區(qū)照明

互通式立交區(qū)宜在互通區(qū)范圍內(nèi)設(shè)置高桿照明，本項(xiàng)目選用35m升降式高桿燈，單桿功率7kw，保證互通區(qū)路面平均水平照度為101x。照明時(shí)段為夜間12個(gè)小時(shí)。經(jīng)計(jì)算，本項(xiàng)目互通立交區(qū)照明設(shè)施年耗電量合計(jì)為57.0萬千瓦時(shí)/年。

3.3 收費(fèi)站收費(fèi)監(jiān)控、照明及其主要設(shè)備耗能

收費(fèi)站的能耗主要分為兩類，一類為監(jiān)控與收費(fèi)系統(tǒng)；一類為收費(fèi)廣場照明系統(tǒng)。

本項(xiàng)目全線設(shè)置匝道收費(fèi)站2處、主線收費(fèi)站1處。經(jīng)計(jì)算，項(xiàng)目收費(fèi)站收費(fèi)監(jiān)控及照明系統(tǒng)年耗電量合計(jì)為30.3萬千瓦時(shí)/年。

3.4 管理監(jiān)控分中心主要設(shè)備及耗能

管理監(jiān)控分中心的主要能耗分為兩類，一類為監(jiān)控與收費(fèi)系統(tǒng)能耗；一類為辦公區(qū)建筑及場區(qū)照明系統(tǒng)。

本項(xiàng)目設(shè)置管理監(jiān)控分中心1處。經(jīng)計(jì)算，項(xiàng)目收費(fèi)站收費(fèi)監(jiān)控及照明系統(tǒng)年耗電量合計(jì)為19.6萬千瓦時(shí)/年。

3.5 服務(wù)區(qū)主要設(shè)施及耗能

服務(wù)區(qū)為連續(xù)行駛的用路者提供相應(yīng)的車輛及生活服務(wù)，應(yīng)設(shè)置綜合服務(wù)主樓、加油站、停車場、汽車維修、公共廁所等設(shè)施，其能耗設(shè)備主要為場區(qū)及建筑照明系統(tǒng)。

本項(xiàng)目設(shè)置服務(wù)區(qū)1處。經(jīng)計(jì)算，項(xiàng)目服務(wù)區(qū)照明系統(tǒng)年耗電量合計(jì)為20.7萬千瓦時(shí)/年。

3.6 高速公路日常養(yǎng)護(hù)及大修耗能

養(yǎng)護(hù)工區(qū)自身的能耗設(shè)備主要為場區(qū)及建筑照明系統(tǒng)。本項(xiàng)目設(shè)置養(yǎng)護(hù)工區(qū)1處，其照明設(shè)備年耗電量合計(jì)為4.4萬千瓦時(shí)/年。

同時(shí)，養(yǎng)護(hù)工區(qū)所承擔(dān)的日常養(yǎng)護(hù)及大修工作，是高速公路運(yùn)營期間能源消耗的主要方面之一。由于工可階段尚無法對(duì)項(xiàng)目運(yùn)營期養(yǎng)護(hù)、大修的具體工程量及消耗能源實(shí)物進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，文章根據(jù)省內(nèi)已通車運(yùn)營的其它高速公路的養(yǎng)護(hù)大修工程量匡算出本項(xiàng)目此類工程能源實(shí)物消耗量。經(jīng)計(jì)算，在運(yùn)營通車20年間，項(xiàng)目運(yùn)營養(yǎng)護(hù)能源消耗總量為2583.3噸標(biāo)準(zhǔn)煤，平均每年消耗能源129.2噸標(biāo)準(zhǔn)煤，其中耗電50.4萬千瓦時(shí)/年，石油44.7噸/年，煤0.3噸/年，耗能工質(zhì)（水）14775.1噸/年。

3.7 員工生活耗能

員工生活耗能設(shè)備主要有照明、空調(diào)等電器設(shè)備，主要消耗電能，按人均每月消耗電量30千瓦時(shí)計(jì)算，經(jīng)計(jì)算，本項(xiàng)目年耗電量合計(jì)為6.1萬千瓦時(shí)/年。

3.8 匯總計(jì)算

項(xiàng)目運(yùn)營期年平均能耗總量折算為標(biāo)準(zhǔn)煤為1030.5噸標(biāo)準(zhǔn)煤，其中年電力消耗量784.4萬千瓦時(shí)，占總消耗量的93.6%，年石油消耗量44.7噸，占總消耗量的6.3%。

根據(jù)《暫行辦法》文件規(guī)定，本項(xiàng)目屬需單獨(dú)編制節(jié)能評(píng)估報(bào)告書的項(xiàng)目類別，需編制節(jié)能評(píng)估報(bào)告書，報(bào)送相關(guān)部門審查。

4 結(jié)束語

文章將高速公路項(xiàng)目運(yùn)營期能耗分為7個(gè)環(huán)節(jié)分別進(jìn)行分析和計(jì)算，較全面系統(tǒng)的把握了高速公路項(xiàng)目運(yùn)營期能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)和數(shù)量，為在項(xiàng)目前期階段進(jìn)行的能耗評(píng)估和審查提供一定參考。