高速公路運營期節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的快速發展，高速公路運營養護的規模也迅速增長。在高速公路運營過程中，為降低交通運輸業對生態環境的破壞與污染，實施節能減排技術具有十分重要的現實意義。如何通過量化評價指標體系評估高速公路節能減排技術的實施效果，構建高速公路營運期能耗統計指標體系，找到適用于高速公路營運期的能耗測算方法，是構建高速公路節能減排效果評估體系的重點研究課題之一。

關鍵詞：高速公路;運營期;材料能耗;構成體系;節能減排;統計指標

伴隨社會和經濟的發展，能源短缺已經成為影響全球政治和經濟發展的重大戰略問題。我國作為能源消耗的主要國家，面臨了來自國內外的巨大發展壓力，環境與發展的矛盾問題已難以維持社會進步的平衡。同時，持續發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在持續加強高速公路運輸基礎設施建設的同時，也在不斷增強高速公路設施的智能化建設。鑒于高速公路服務區以及沿線各種設施的基礎消耗也在不斷增加，作為能源消耗大戶的高速公路能耗比重也在逐年提升。由于沒有統一的能耗指標，使得相關報告的編制與審查工作依據不足，本文就高速公路運營期節能減排評估標準體系構建開展研究，以完善現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計方式

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

1.1 便于統計采集

能耗劃分的首要原則是該數據便于統計采集。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計采集的數據宜于在不同公路之間橫向比較，以便通過一定的數據積累確定評價指標的區間范圍，為掌握現狀行業內該評價指標的平均水平奠定基礎。

1.3 符合運營實際

能耗劃分的方式要緊密結合高速公路運營實際，在研究總結自身運營特點的基礎上，根據能耗場所或設施的不同，而確定的劃分方式才更加有效。在遵循以上原則的基礎上，經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計和劃分方式進行了適當調整，最終確定在“分類指標法”的基礎上，根據重點耗能場所進行統計和分類。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的能耗之和）的百分比為權重，加權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、服務區、集中居住區（生活區）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。使用年限內設計車道累計大型客車和貨車交通量（輛）5 563 376。

2 高速公路運營期節能減排評估標準體系構建

2.1 指標體系

根據高速公路運營期節能減排效果評價目標，采用公路日常運營能源節約水平、公路附屬設施能源節約水平2個評價指標來反映公路項目運營期的節能減排狀態，進而實現對高速公路運營期節能減排技術實施效果的評價，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、監控與照明系統A11，隧道通風、照明與監控系統A12，運營管理中心與日常辦公系統A13。

（1）收費站收費、監控與照明系統A11：高速公路收費站有收費與監控系統、照明系統2類耗能設備。收費站只消耗電能，其耗能可采用分類指標法進行計算，即每類設備的數量、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類耗能設備的數量，臺;wi為第i類耗能設備的功率，W;ti為第i類耗能設備平均1 d的運行時間，h;i為收費站的監控、照明、收費與通風等系統中耗能設備的類型數。

（2）隧道通風、照明與監控系統A12：高速公路隧道耗能設備有照明、通風、控制等3類設備。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，即每類設備的數量、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為隧道的監控、照明、收費與通風等系統中耗能設備的類型數。

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

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

2.2.2 公路附屬設施能耗水平A2

描述公路附屬設施能耗水平的指標為服務區與停車區能耗A21、日常養護與維修A22、生活區運行能耗A23。

（1）收服務區與停車區能耗A21：服務區與停車區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備比較瑣細，難以統計，故服務區與停車區的耗能計算采用總體類比法進行計算，即在其他服務區與停車區平均用電統計的基礎上，通過服務區與停車區1 d的平均耗電量與1年天數的乘積來計算其1年的能耗，具體計算公式如下：

式中：A21為項目服務區與停車區1年的能源消耗量，kWh;為第i個服務區1 d的能源消耗量，kWh;為第j個停車區1 d的能源消耗量，kWh;n為項目服務區數量（個）;m為項目停車區數量（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關系。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、養護中心、隧道、收費站、服務區及加油站;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施系列的結構，優化管理隊伍和管理架構，提高標準化水平，強化公司整體管理能力。通過減少服務成本，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品毛利率和銷售凈利率的下降，對公司經營業績產生較大影響。

3 結語

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

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