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)計院有限公司，河北唐山 063000）

1 概述

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

按照國家“十二五”規(guī)劃，到2015年，全國萬元國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗下降到0.869 t標(biāo)準(zhǔn)煤（按2005年價格計算），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，貨車的單耗要比2010年降低5%，客車單耗降低10%，道路運輸?shù)呐欧乓档?0%。

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

節(jié)能分析篇（章）是報告有機的一部分，與報告其他篇（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)中冶北路為研究對象，并對其進行分析。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輸通道。中冶北路的設(shè)計內(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告》中對工程所涉及到的各項目進行了節(jié)能分析。

3 節(jié)能設(shè)計

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

3.1 工藝設(shè)計措施

（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)常運行費用。

（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)常運行費用。

（3）中水管網(wǎng)經(jīng)過了平差計算，使管道合理化，降低了運行費用。

3.2 電氣自控設(shè)計措施

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

（2）對于泵站內(nèi)的動力負荷，大容量的電機采用變頻調(diào)速運行方式，可根據(jù)實際水壓自動調(diào)節(jié)水泵電機的轉(zhuǎn)速和加減泵，以求最大限度的節(jié)能節(jié)資，并使系統(tǒng)處于可靠的運行狀態(tài)。另一種節(jié)能方式是采用軟起動器，軟起動器設(shè)備是按起動時間逐步調(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)，因此起動平穩(wěn)，起動完畢，則全壓投入運行。

（3）全線采用自動化控制，通過計算機對各種機電設(shè)施進行智能控制，通過信息通信網(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、顯示運行狀態(tài)，通過智能控制使其運行于最佳狀態(tài)，節(jié)能能量。

3.3 照明設(shè)計節(jié)能措施

相對于市電路燈工程作業(yè)量大且線路復(fù)雜，風(fēng)光互補路燈工程作業(yè)量小，安裝簡便、省時，省去了開挖電纜溝、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用、大量的電氣電力費用、大量的人工費、管理費、運輸費用。

由于風(fēng)光互補直接利用太陽能、風(fēng)能發(fā)電，無需消耗市電，無需負擔(dān)電費，在工程安裝時無需負擔(dān)電纜的費用。所以應(yīng)用風(fēng)光互補路燈方案，利用曹妃甸沿海地區(qū)得天獨厚的區(qū)域地理條件，豐富的太陽能和風(fēng)能資源，節(jié)約了火力發(fā)電的燃料的消耗。為了實現(xiàn)節(jié)能，本設(shè)計還采用了半夜燈制，通過微機裝置，在后半夜自動關(guān)閉非機動車道側(cè)光源，以達到節(jié)能的目的。

4 運營節(jié)能分析

對于道路建設(shè)項目，節(jié)能主要指燃油的節(jié)約。本報告節(jié)能評價僅對道路營運過程中由于擬建道路的修建，使路況得到改善，汽車得以在較為經(jīng)濟的運行速度范圍內(nèi)行駛，從而使燃油得到節(jié)約。報告采用“有無比較法”，即無擬建道路時，汽車的燃油消耗量與有擬建道路時燃油消耗量之差作為油耗節(jié)約量。

4.1 汽車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。等級低、道路不暢是汽車油耗猛增的主要原因。根據(jù)有關(guān)資料，我國汽車的運輸總成本中，客車的燃油消耗占運營總成本的30%～35%，貨車的燃油消耗占運營總成本的25%～35%，參考日本在高級路面條件下研究得到的結(jié)論，結(jié)合我國代表車種與燃料消耗的關(guān)系，可得到不同車種、不同車速在高級、次高級路面下的燃料消耗率，見表1。本項目節(jié)能將依據(jù)表1參數(shù)，結(jié)合預(yù)測交通量進行評價。

4.2 燃油節(jié)約分析

（1）新路油耗節(jié)約量計算

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

式中：Q1——新路燃油節(jié)約量（萬L/a）；

F0——無項目時，老路的平均燃油消耗（L/車·km）；

Fn——有項目時，新路的平均燃油消耗（L/車·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)約量計算

無擬建項目時，原有相關(guān)道路的交通量不斷增加，平均行車速度逐漸降低，停車、剎車等次數(shù)增加。擬建項目通車后，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，行車條件大為改善，從而形成了油耗節(jié)約，其計算方法為：

式中：Q2——減少擁擠所產(chǎn)生的油耗節(jié)約（萬L/a）；

F0——無項目時，相關(guān)道路的平均燃油消耗（L/車·km）；

（3）節(jié)能總量計算

根據(jù)上述方法及有關(guān)參數(shù)，結(jié)合本項目各年交通路預(yù)測結(jié)果（見表2），計算得到各年度的燃油節(jié)約量，見表3。到本項目評價期末，本項目總計節(jié)約燃油消耗量為10143萬L。

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

表2 預(yù)測年交通量預(yù)測結(jié)果表（單位：pcu/d）

表3 燃油節(jié)約計算表（單位：萬L/a）

表4 標(biāo)準(zhǔn)煤節(jié)約計算表（單位：萬t/a）

4 結(jié)論

本項目在運營期間能耗折合標(biāo)準(zhǔn)煤共1.57萬t。本項目到評價期末年共可節(jié)約燃油694.11萬L，其中：

（1）新建道路升級節(jié)約432.31萬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L，占燃油節(jié)省總量的38%。

可見，建設(shè)本項目的節(jié)能作用是巨大的。

[1]國家發(fā)展改革委關(guān)于加強固定資產(chǎn)投資項目節(jié)能評估和審查工作的通知（發(fā)改投資[2006]2787號）[Z].2006.

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

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