高速公路運營期節(jié)能減排效果評價體系研究

鄭江,向波

摘 要：隨著我國高速公路建設(shè)的快速發(fā)展，高速公路運營養(yǎng)護的規(guī)模也迅速增長。在高速公路運營過程中，為降低交通運輸業(yè)對生態(tài)環(huán)境的破壞與污染，實施節(jié)能減排技術(shù)具有十分重要的現(xiàn)實意義。如何通過量化評價指標體系評估高速公路節(jié)能減排技術(shù)的實施效果，構(gòu)建高速公路營運期能耗統(tǒng)計指標體系，找到適用于高速公路營運期的能耗測算方法，是構(gòu)建高速公路節(jié)能減排效果評估體系的重點研究課題之一。

關(guān)鍵詞：高速公路;運營期;材料能耗;構(gòu)成體系;節(jié)能減排;統(tǒng)計指標

伴隨社會和經(jīng)濟的發(fā)展，能源短缺已經(jīng)成為影響全球政治和經(jīng)濟發(fā)展的重大戰(zhàn)略問題。我國作為能源消耗的主要國家，面臨了來自國內(nèi)外的巨大發(fā)展壓力，環(huán)境與發(fā)展的矛盾問題已難以維持社會進步的平衡。同時，持續(xù)發(fā)展帶來社會對交通運輸需求的快速擴大，近些年交通管理行業(yè)在持續(xù)加強高速公路運輸基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的同時，也在不斷增強高速公路設(shè)施的智能化建設(shè)。鑒于高速公路服務(wù)區(qū)以及沿線各種設(shè)施的基礎(chǔ)消耗也在不斷增加，作為能源消耗大戶的高速公路能耗比重也在逐年提升。由于沒有統(tǒng)一的能耗指標，使得相關(guān)報告的編制與審查工作依據(jù)不足，本文就高速公路運營期節(jié)能減排評估標準體系構(gòu)建開展研究，以完善現(xiàn)代綜合交通運輸體系的安全和高效與融合。

1 高速公路運營能耗劃分方式和統(tǒng)計方式

由于各高速公路的特點不同，其運營期使用設(shè)施的能耗水平差別較大，因此根據(jù)高速公路營運基礎(chǔ)功能實現(xiàn)的載體，現(xiàn)將高速公路劃分為營運管理中心，收費站，隧道，服務(wù)區(qū)，養(yǎng)護中心等7類耗能設(shè)施。依能耗使用高低分別為電能、汽油、柴油、液化氣、水、煤等能耗構(gòu)成體系，建立了高速公路營運期能源消耗統(tǒng)計指標。鑒于各個部門的經(jīng)營理念、模式和制度也不同，使得現(xiàn)場情況復雜多變，能源采購方式不一，計量儀表統(tǒng)計范圍不同，最終導致能耗統(tǒng)計采集的口徑和方式也各不相同。研究發(fā)現(xiàn)，運營期的能耗劃分應(yīng)該遵循以下3條基本原則。

1.1 便于統(tǒng)計采集

能耗劃分的首要原則是該數(shù)據(jù)便于統(tǒng)計采集。如果劃分過粗，不能反映公路的整體情況：如果劃分過細，又不便于在現(xiàn)場進行采集。

1.2 便于比較分析

能耗的劃分方式要使最終統(tǒng)計采集的數(shù)據(jù)宜于在不同公路之間橫向比較，以便通過一定的數(shù)據(jù)積累確定評價指標的區(qū)間范圍，為掌握現(xiàn)狀行業(yè)內(nèi)該評價指標的平均水平奠定基礎(chǔ)。

1.3 符合運營實際

能耗劃分的方式要緊密結(jié)合高速公路運營實際，在研究總結(jié)自身運營特點的基礎(chǔ)上，根據(jù)能耗場所或設(shè)施的不同，而確定的劃分方式才更加有效。在遵循以上原則的基礎(chǔ)上，經(jīng)過對高速公路運營期能耗特點的分析，本研究對高速公路運營期能耗的統(tǒng)計和劃分方式進行了適當調(diào)整，最終確定在“分類指標法”的基礎(chǔ)上，根據(jù)重點耗能場所進行統(tǒng)計和分類。通過“分類指標法”確定各個能耗場所的能耗限值（上限值），以此為基礎(chǔ)對各個能耗場所的實際能耗做歸一化處理，并以各個能耗場所的實際能耗占總能耗（參與評價的各指標對應(yīng)的能耗之和）的百分比為權(quán)重，加權(quán)得到運營期能效的綜合性評價指標。本研究重點能耗場所包括隧道、收費站、運營管理中心、服務(wù)區(qū)、集中居住區(qū)（生活區(qū)）等，能耗場所耗用能源類型包括電、汽油、柴油、煤、天然氣、液化石油氣等。經(jīng)計算，自初始年車道大型客車和貨車年平均日交通量一般（輛/日）534。使用年限內(nèi)設(shè)計車道累計大型客車和貨車交通量（輛）5 563 376。

2 高速公路運營期節(jié)能減排評估標準體系構(gòu)建

2.1 指標體系

根據(jù)高速公路運營期節(jié)能減排效果評價目標，采用公路日常運營能源節(jié)約水平、公路附屬設(shè)施能源節(jié)約水平2個評價指標來反映公路項目運營期的節(jié)能減排狀態(tài)，進而實現(xiàn)對高速公路運營期節(jié)能減排技術(shù)實施效果的評價，其指標評估體系如圖1所示。

2.2 指標含義

2.2.1 日常運營能耗水平A1

描述日常運營能耗水平的指標有收費站收費、監(jiān)控與照明系統(tǒng)A11，隧道通風、照明與監(jiān)控系統(tǒng)A12，運營管理中心與日常辦公系統(tǒng)A13。

（1）收費站收費、監(jiān)控與照明系統(tǒng)A11：高速公路收費站有收費與監(jiān)控系統(tǒng)、照明系統(tǒng)2類耗能設(shè)備。收費站只消耗電能，其耗能可采用分類指標法進行計算，即每類設(shè)備的數(shù)量、功率及其開機時間的乘積，具體計算公式如下：

式中：A11為營運收費站1年所消耗的電能，kWh;qi為第i類耗能設(shè)備的數(shù)量，臺;wi為第i類耗能設(shè)備的功率，W;ti為第i類耗能設(shè)備平均1 d的運行時間，h;i為收費站的監(jiān)控、照明、收費與通風等系統(tǒng)中耗能設(shè)備的類型數(shù)。

（2）隧道通風、照明與監(jiān)控系統(tǒng)A12：高速公路隧道耗能設(shè)備有照明、通風、控制等3類設(shè)備。高速公路隧道也只消耗電能，其耗能可采用分類指標法進行計算，即每類設(shè)備的數(shù)量、功率及其開機時間的乘積，具體計算公式如下：

式中：A12為項目運營期隧道1年所消耗的電能，kWh;i為隧道的監(jiān)控、照明、收費與通風等系統(tǒng)中耗能設(shè)備的類型數(shù)。

（3）運營管理中心與日常辦公系統(tǒng)A13：營運管理中心的耗能計算分為3類。第1類為監(jiān)控與收費中心的設(shè)備耗能，可采用分類指標法進行計算，即每類設(shè)備的數(shù)量、功率及其開機時間的乘積，具體計算公式如下：

式中：為項目營監(jiān)控中心與收費中心1年所消耗的電能，kWh;i為監(jiān)控中心與收費中心的耗能設(shè)備類型數(shù)。

2.2.2 公路附屬設(shè)施能耗水平A2

描述公路附屬設(shè)施能耗水平的指標為服務(wù)區(qū)與停車區(qū)能耗A21、日常養(yǎng)護與維修A22、生活區(qū)運行能耗A23。

（1）收服務(wù)區(qū)與停車區(qū)能耗A21：服務(wù)區(qū)與停車區(qū)耗能主要有照明耗電、餐廳耗電及燃氣、加油站耗電等。因加油站與餐廳的耗能設(shè)備比較瑣細，難以統(tǒng)計，故服務(wù)區(qū)與停車區(qū)的耗能計算采用總體類比法進行計算，即在其他服務(wù)區(qū)與停車區(qū)平均用電統(tǒng)計的基礎(chǔ)上，通過服務(wù)區(qū)與停車區(qū)1 d的平均耗電量與1年天數(shù)的乘積來計算其1年的能耗，具體計算公式如下：

式中：A21為項目服務(wù)區(qū)與停車區(qū)1年的能源消耗量，kWh;為第i個服務(wù)區(qū)1 d的能源消耗量，kWh;為第j個停車區(qū)1 d的能源消耗量，kWh;n為項目服務(wù)區(qū)數(shù)量（個）;m為項目停車區(qū)數(shù)量（個）。

2.2.3 評價指標選擇

高速公路的交通流量與其管理能耗有顯著相關(guān)關(guān)系。為了使得評價指標具有良好的適宜性及可操作性，本文選取了全路及各部門的服務(wù)每標準車的能耗作為高速公路管理能耗評價的兩級評價指標。

全路評價指標定義如下：

E—全路服務(wù)每標準車所消耗的能耗，（MJ/標準車）;ERE為全路年總綜合能耗，MJ;SCQ為全路標準車交通流量，車。

各部門評價指標定義如下：

E為各部門服務(wù)每標準車所消耗的能耗，（MJ/標準車）;i為管理中心、員工生活區(qū)、養(yǎng)護中心、隧道、收費站、服務(wù)區(qū)及加油站;EiE為各部門年總綜合能耗，MJ;SCQ為全路標準車交通流量（車）。

隨著公路交通企業(yè)成本和費用面臨較大的上升壓力，只有通過改變高速公路設(shè)施系列的結(jié)構(gòu)，優(yōu)化管理隊伍和管理架構(gòu)，提高標準化水平，強化公司整體管理能力。通過減少服務(wù)成本，控制費用等舉措，降低公司成本費用上升壓力。總之，上述成本費用上升因素將導致產(chǎn)品毛利率和銷售凈利率的下降，對公司經(jīng)營業(yè)績產(chǎn)生較大影響。

3 結(jié)語

基于高速公路運營管理的特點，結(jié)合影響高速公路運營期節(jié)能減排的因素，由于節(jié)能減排技術(shù)的多樣性和影響因素的復雜性，高速公路運營期節(jié)能減排評價指標體系還有待進一步研究和完善。

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