市政道路運(yùn)營期耗能計(jì)算與分析

朱 勇 朱藝焱

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司 貴陽 550081)

2017年，國家發(fā)改委發(fā)行《固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目節(jié)能審查辦法》，規(guī)定政府投資項(xiàng)目需取得節(jié)能審查機(jī)關(guān)出具的節(jié)能審查意見，至此，節(jié)能評價(jià)成為建設(shè)項(xiàng)目前期工作必不可少的環(huán)節(jié)。我國對高速公路的互通、隧道等設(shè)施節(jié)能評價(jià)方法及過程[1-2]進(jìn)行了許多探索，而市政道路則相對較少。

市政道路建設(shè)包含城市范圍內(nèi)的道路、橋梁、給排水、污水處理等，隨著城市化進(jìn)程加快，市政道路建設(shè)逐漸成為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重點(diǎn)。如何進(jìn)行市政道路運(yùn)營期耗能分析，識別高速公路與市政道路運(yùn)營期耗能的不同側(cè)重點(diǎn)，為市政道路項(xiàng)目節(jié)能評價(jià)提供參考，已成為亟須解決的問題。

1 市政道路運(yùn)營期耗能計(jì)算內(nèi)容

市政道路項(xiàng)目與高速公路一樣，主要消耗的能源包括煤、電、水、汽油、柴油、重油等。

按照能源消耗的工作領(lǐng)域不同，將市政道路營運(yùn)期的主要耗能項(xiàng)目劃分為4個(gè)方面：①為維持項(xiàng)目正常運(yùn)行，如隧道照明與通風(fēng)等所產(chǎn)生的能源消耗，該部分主要消耗電能y1；②項(xiàng)目營運(yùn)期間所進(jìn)行的日常養(yǎng)護(hù)、大小修等所消耗的能源y2，該部分包含電能、煤、石油及天然氣等；③營運(yùn)期耗能工質(zhì)的消耗y3，主要為水；④附屬設(shè)施(服務(wù)區(qū)、停車區(qū)、路燈照明設(shè)施、地下綜合管廊等)的日常運(yùn)行所產(chǎn)生的能源消耗y4，…，yn，主要為電能和石油等。采用統(tǒng)一的折標(biāo)系數(shù)a1，a2，…，a5，將電、汽油、重油、柴油、水等能源消耗換算成標(biāo)準(zhǔn)煤。

2 市政道路運(yùn)營期耗能計(jì)算步驟

上述4個(gè)方面耗能項(xiàng)目在計(jì)算具體耗能時(shí)，需要確定不同的計(jì)量指標(biāo)。

1) 隧道照明與通風(fēng)等所產(chǎn)生的能源消耗。隧道長度不同，其照明、通風(fēng)、監(jiān)控等設(shè)施類型及數(shù)量均不一致，隧道越長，其投資額越高，照明、通風(fēng)、監(jiān)控等設(shè)施需求越多，年均耗能指標(biāo)也不同，取隧道長度為計(jì)量指標(biāo)。

2) 項(xiàng)目營運(yùn)期間所進(jìn)行的日常養(yǎng)護(hù)、大小修等所消耗的能源。日常養(yǎng)護(hù)與維修主要是機(jī)械的能源消耗，根據(jù)路面養(yǎng)護(hù)和維修的面積確定具體消耗機(jī)械臺(tái)班數(shù)量，取路面面積為計(jì)量指標(biāo)。

3) 營運(yùn)期耗能工質(zhì)的消耗：市政道路運(yùn)營期為車輛正常行駛等發(fā)揮作用，間接能源消耗是水、空氣等，取水的體積為計(jì)量指標(biāo)。

4) 附屬設(shè)施(服務(wù)區(qū)、停車區(qū)、路燈照明設(shè)施、地下綜合管廊等)日常運(yùn)行的能源消耗。服務(wù)區(qū)、停車區(qū)、路燈照明設(shè)施按照具體數(shù)量進(jìn)行計(jì)算。地下綜合管廊按照供電電纜、監(jiān)控電纜、供電設(shè)備的數(shù)量及覆蓋的里程、線路傳輸功耗進(jìn)行耗能計(jì)算。

耗能計(jì)算過程如下：第一步。確定耗能項(xiàng)目的計(jì)量指標(biāo)，如隧道長度、路面面積、服務(wù)區(qū)數(shù)量、路燈盞數(shù)等；第二步。確定各項(xiàng)目參考的耗能指標(biāo)，如單位長度隧道年均耗電量、機(jī)械臺(tái)班耗能量、服務(wù)區(qū)年均耗電量、路燈設(shè)施功率及工作時(shí)長等；第三步。計(jì)算運(yùn)營期耗能Y，計(jì)算方法見式(1)。

(1)

式中：xn1～xn5依次對應(yīng)某耗能項(xiàng)目的電、汽油、重油、柴油、水的消耗量。如x11為隧道照明及通風(fēng)的用電量。

3 案例分析

以貴州省某市政道路項(xiàng)目為例，其推薦方案全長17.035 km，橋隧部分占路線總長的31.21%，路面設(shè)施總面積為316 811 m2。全線有長隧道1 944 m/1座，單側(cè)服務(wù)區(qū)1處，雙懸臂路燈780盞等。項(xiàng)目參考能源折標(biāo)系數(shù)見表1。

表1 項(xiàng)目參考能源折標(biāo)系數(shù)表

3.1 隧道能耗計(jì)算

隧道耗能主要表現(xiàn)在照明、通風(fēng)等方面，隧道在加強(qiáng)段采用高壓鈉燈，基本段照明采用LED燈[3]。根據(jù)高速公路隧道調(diào)查資料，運(yùn)營期短、中、長、特長隧道日均綜合耗能參考值見表2。

表2 運(yùn)營期隧道日均綜合耗能調(diào)查統(tǒng)計(jì)表

根據(jù)表2，市政道路隧道耗電參照上述指標(biāo)執(zhí)行。項(xiàng)目隧道(1 944 m)年耗能(折合成標(biāo)準(zhǔn)煤)。y1=1 944×2.04×365/10 000×1.229=177.90 t。

3.2 日常養(yǎng)護(hù)與大修能耗計(jì)算

1) 日常養(yǎng)護(hù)。日常養(yǎng)護(hù)及小修一般包括路面保潔、路肩培護(hù)、邊溝清理、路面整修等[4]，耗能主要有汽油、柴油，根據(jù)項(xiàng)目所在地區(qū)日常養(yǎng)護(hù)路面經(jīng)驗(yàn)，每年養(yǎng)護(hù)路面面積占總路面的3%。日常養(yǎng)護(hù)及小修機(jī)械設(shè)備選用及耗能情況見表3。

表3 養(yǎng)護(hù)機(jī)械及耗能表

2) 大修。本項(xiàng)目大修按每10年進(jìn)行1次，大修內(nèi)容主要為瀝青混凝土路面的處治修補(bǔ)，大修路面經(jīng)驗(yàn)值按總路面的1/3計(jì)。20年?duì)I運(yùn)期內(nèi)，共大修2次，將大修總耗能平均攤銷到每年。本項(xiàng)目大修所用機(jī)械及耗能情況見表4。

表4 單次大修施工機(jī)械及耗能表

根據(jù)表3、表4可計(jì)算出本項(xiàng)目每年日常養(yǎng)護(hù)耗能3.274 t；2次大修總耗能150.0 t，平均攤銷至每年為7.50 t。本項(xiàng)目日常養(yǎng)護(hù)與大修平均每年耗能y2=7.50+3.274=10.774 t。

3.3 工質(zhì)能源消耗

本項(xiàng)目營運(yùn)期的耗能工質(zhì)主要為水，經(jīng)估算本項(xiàng)目生產(chǎn)性用水為20.8 t/年，本項(xiàng)目所耗工質(zhì)年耗能換算為標(biāo)準(zhǔn)煤為

y3=20.8×0.0857=1.782 t。

3.4 附屬設(shè)施能耗計(jì)算

1) 服務(wù)區(qū)、停車區(qū)。服務(wù)區(qū)。停車區(qū)的耗能主要體現(xiàn)在維持日常運(yùn)營消耗的電能。根據(jù)調(diào)查，每處服務(wù)區(qū)、停車區(qū)年均耗能約33萬kW·h。本項(xiàng)目設(shè)置單側(cè)服務(wù)區(qū)1處，服務(wù)區(qū)年耗能換算為標(biāo)準(zhǔn)煤

y4=32.996×1×1/2×1.229=20.276 t。

2) 路燈照明設(shè)施能耗計(jì)算。照明設(shè)施的耗能主要體現(xiàn)在維持雙懸臂路燈日常運(yùn)營消耗的電能。根據(jù)調(diào)查，每盞雙懸臂路燈年均耗能約365 kW·h。見表5。

表5 運(yùn)營期每盞路燈能耗調(diào)查統(tǒng)計(jì)表

本項(xiàng)目共設(shè)雙懸臂路燈780盞，路燈照明設(shè)施年耗能折合標(biāo)準(zhǔn)煤為

y5=365×780×1.229=34.896 t。

3.5 項(xiàng)目營運(yùn)期總能耗

由上述分析，可得到本項(xiàng)目營運(yùn)期年均耗能為

Y=y1+y2+…+y5=245.628 t

20年?duì)I運(yùn)期累計(jì)耗能為20×Y=4 912.56 t。

4 結(jié)語

通過案例分析，確定了市政道路項(xiàng)目運(yùn)營期的主要能源能耗，為后續(xù)燃油節(jié)約計(jì)算及節(jié)能效果評價(jià)奠定了基礎(chǔ)。市政道路項(xiàng)目涉及范圍廣，同高速公路節(jié)能評價(jià)相比，其分析側(cè)重點(diǎn)在于：

1) 路燈照明設(shè)施、市政管線、地下綜合管廊較復(fù)雜，相關(guān)配套電力設(shè)施運(yùn)營期耗能量等需確定并納入耗能計(jì)算范疇。

2) 評價(jià)年限不一致，由于市政道路經(jīng)常出現(xiàn)翻修的現(xiàn)象，其大修、運(yùn)營年限也會(huì)不同于高速公路，需結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行養(yǎng)護(hù)及大修耗能計(jì)算。

本文借助案例總結(jié)了市政道路運(yùn)營期耗能的考慮因素，可更加真實(shí)、合理地反映市政道路運(yùn)營期耗能的實(shí)際情況。由于市政道路項(xiàng)目節(jié)能評估依據(jù)及理念仍在不斷更新中，故進(jìn)行節(jié)能分析時(shí)還需要結(jié)合工程項(xiàng)目具體條件進(jìn)行完善。