高速公路項目能耗評估研究

徐婷 肖為

摘 要：文章將高速公路項目運營期能耗分為7個環節進行分項分析和計算，較全面系統的把握了高速公路項目運營期能源消費結構和數量，為在項目前期階段進行的能耗評估和審查提供一定參考。

關鍵詞：節能評估；能耗分析；研究意義

1 節能評估背景

2010年9月，國家發改委制定《固定資產投資項目節能評估和審查暫行辦法》（國家發展和改革委員會令〔2010〕第6號，下文簡稱《暫行辦法》）并發布施行。按照《暫行辦法》的規定，各級人民政府發展改革部門管理的在我國境內建設的固定資產投資項目，均應對項目的能源利用是否科學合理進行分析評估，并編制節能評估報告書、節能評估報告表（以下統稱節能評估文件）或填寫節能登記表。

2 高速公路節能評估方法和流程

《暫行辦法》主要考察運營期能耗水平，按照項目建成投產后年能源消費量實行分類管理，具體分類辦法如下：

（1）年綜合能源消費量3000噸標準煤以上，或年電力消費量500萬千瓦時以上，或年石油消費量1000噸以上，或年天然氣消費量100萬立方米以上的固定資產投資項目，應單獨編制節能評估報告書。

（2）年綜合能源消費量1000至3000噸標準煤，或年電力消費量200萬至500萬千瓦時，或年石油消費量500至1000噸，或年天然氣消費量50萬至100萬立方米的固定資產投資項目，應單獨編制節能評估報告表。

（3）上述條款以外的項目，應填寫節能登記表。高速公路建成通車后，項目的主要耗能體現在以下兩個方面：第一，為維持項目正常運行，照明、監控、收費三大系統所消耗的能源，這部分主要消耗電能；第二，服務區、養護維修等附屬生產與生活設施所產生的能源消耗，主要為電、煤、成品油及耗能工質。

文章以湖北某山區高速公路項目為案例，計算項目運營期耗能，評估項目能耗水平。

3 案例

某山區高速公路項目路線全長43km，全線采用80km/h設計速度，雙向4車道的高速公路標準設計。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），主線收費站1處，匝道收費站2處，養護工區1處，服務區1處。

3.1 隧道營運期耗能計算

隧道運營期耗能主要包括隧道照明、通風和監控。

（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。根據各段照明亮度要求的不同，照明燈具功率規格有100W、150W、250W和400W四種。燈具均采用顯色性好、光效高、壽命長、對煙霧有較強穿透能力的高壓鈉燈光源，安裝于隧道二側壁上方。

燈具配置間距及規格采用公式計算。

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，本項目取值0.6；Φ-燈具額定光通率；M-燈具養護系數，本項目取值0.65；N-燈具布置系數，本項目隧道燈具對稱布置，取值2；W-隧道路面寬度（m），本項目隧道行車道寬度7.5m；S-燈具間距（m）。

隧道照明系統應根據不同時段洞外亮度的變化相應調整洞內照明亮度，隧道白天調光分為四級，分別為晴天、云天、陰天、重陰天，對應洞外亮度分別為L20（S）、0.5L20（S）、0.25L20（S）、和0.13L20（S）。另外，夜晚時段洞內也需相應減光，屆時隧道全段洞內亮度與中間段亮度相同。由此確定白天四級及夜晚共5個時段的隧道各段亮度、照明控制及年耗電量。

本項目隧道照明年耗電量合計為395.3萬千瓦時/年。

（2）隧道通風及其主要設備。隧道通風規劃設計應根據交通量、隧道進出口氣壓、風向、風速以及地形、地質等因素進行充分調查。由于節能評估和審查需在項目審批或核準前完成，因此一般僅能根據項目工可研究成果，初步判定隧道通風方式。

根據《公路隧道通風照明設計規范》（JTJ026.1-1999），單向交通隧道，當符合公式的條件時，宜設置機械通風。

L×N≥2×106 公式

式中，L-隧道長度（m）；N-設計交通量（輛/h）。

經計算，本項目有2座隧道（隧道長度分別為6.0km和5.5km）應設置機械通風；其余隧道20年運營期內均可采用自然通風。2座隧道均采用射流風機分段式縱向通風，在隧道拱部每間隔一定距離設2臺一組的射流風機。經計算，項目隧道通風年耗電量合計為102.9萬千瓦時/年。

（3）隧道監控及其主要設備耗能。隧道監控系統主要是由車流監控系統、照明亮度監控系統、空氣檢測系統、火災檢測報警系統及風速風向檢測系統等組成，根據《高速公路隧道監控系統模式》（GB/T18567-2001）等規范要求布置隧道主要監控設備。經計算，本項目隧道監控及其主要設備年耗電量合計為97.7萬千瓦時/年。

3.2 互通立交區照明

互通式立交區宜在互通區范圍內設置高桿照明，本項目選用35m升降式高桿燈，單桿功率7kw，保證互通區路面平均水平照度為101x。照明時段為夜間12個小時。經計算，本項目互通立交區照明設施年耗電量合計為57.0萬千瓦時/年。

3.3 收費站收費監控、照明及其主要設備耗能

收費站的能耗主要分為兩類，一類為監控與收費系統；一類為收費廣場照明系統。

本項目全線設置匝道收費站2處、主線收費站1處。經計算，項目收費站收費監控及照明系統年耗電量合計為30.3萬千瓦時/年。

3.4 管理監控分中心主要設備及耗能

管理監控分中心的主要能耗分為兩類，一類為監控與收費系統能耗；一類為辦公區建筑及場區照明系統。

本項目設置管理監控分中心1處。經計算，項目收費站收費監控及照明系統年耗電量合計為19.6萬千瓦時/年。

3.5 服務區主要設施及耗能

服務區為連續行駛的用路者提供相應的車輛及生活服務，應設置綜合服務主樓、加油站、停車場、汽車維修、公共廁所等設施，其能耗設備主要為場區及建筑照明系統。

本項目設置服務區1處。經計算，項目服務區照明系統年耗電量合計為20.7萬千瓦時/年。

3.6 高速公路日常養護及大修耗能

養護工區自身的能耗設備主要為場區及建筑照明系統。本項目設置養護工區1處，其照明設備年耗電量合計為4.4萬千瓦時/年。

同時，養護工區所承擔的日常養護及大修工作，是高速公路運營期間能源消耗的主要方面之一。由于工可階段尚無法對項目運營期養護、大修的具體工程量及消耗能源實物進行統計，文章根據省內已通車運營的其它高速公路的養護大修工程量匡算出本項目此類工程能源實物消耗量。經計算，在運營通車20年間，項目運營養護能源消耗總量為2583.3噸標準煤，平均每年消耗能源129.2噸標準煤，其中耗電50.4萬千瓦時/年，石油44.7噸/年，煤0.3噸/年，耗能工質（水）14775.1噸/年。

3.7 員工生活耗能

員工生活耗能設備主要有照明、空調等電器設備，主要消耗電能，按人均每月消耗電量30千瓦時計算，經計算，本項目年耗電量合計為6.1萬千瓦時/年。

3.8 匯總計算

項目運營期年平均能耗總量折算為標準煤為1030.5噸標準煤，其中年電力消耗量784.4萬千瓦時，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《暫行辦法》文件規定，本項目屬需單獨編制節能評估報告書的項目類別，需編制節能評估報告書，報送相關部門審查。

4 結束語

文章將高速公路項目運營期能耗分為7個環節分別進行分析和計算，較全面系統的把握了高速公路項目運營期能源消費結構和數量，為在項目前期階段進行的能耗評估和審查提供一定參考。