高速公路节能评价研究

摘要:通过分析高速公路节能评价的主要内容，归纳高速公路节能评价工作过程及要点，为高速公路节能评价报告的编写提供参考。

关键词:高速公路;节能评价

为加强固定资产投资项目节能管理，促进科学合理利用能源,从源头上杜绝能源浪费，提高能源利用效率，根据《中华人民共和国节约能源法》和《国务院关于加强节能工作的决定》，国家发展和改革委员会制定了《固定资产投资项目节能评估和审查暂行办法》(以下简称《暂行办法》)，并于2010年11月1日起施行。

交通行业是为国民经济和社会发展提供公益服务的基础性产业，是我国能源消耗大户。此外，交通行业作为我国终端用能行业，面对石油资源短缺、能源问题已经成为制约我国经济发展瓶颈的形势，交通行业必将成为节能领域的重要行业之一。高速公路作为道路运输基础设施里最高等级的道路，其建设规模大，消耗能源总量较多，但高速公路能有效缩短两地距离，提高车辆运行速度，车辆因使用高速公路而带来的燃油节约效益也是显著的。高速公路的建设能否带来能源消耗正效应，是项目决策过程中一个重要的参考依据。如何评价高速公路的能源消耗水平，计算高速公路节能效益，是高速公路节能评价工作的重点。

一、高速公路节能评价内容

《固定资产投资项目节能评估和审查暂行办法》中规定了建设项目节能评价的通用性基本内容。高速公路在其建设过程中对能源的消耗主要体现为工程建设用电和燃油等，在运营过程中的能源消耗主要为营运期间的照明、通风、办公服务及养护维修等产生的能源消耗――主要为电能，具体为隧道通风与照明、收费站、管理中心、服务区及居住区的日常用电等。因此，结合高速公路的建设运营特点，高速公路节能评价应主要考虑以下内容：

(一) 评估依据：主要是列举相关法律、法规、规划、行业准入条件、产业政策，相关标准及规范，节能技术，以及相关工程资料和技术合同等。

(二) 项目概况：主要介绍建设单位基本情况、项目基本情况（如项目起终点、路线走向、沿线地貌、技术标准、工程方案、投资估算及工期安排等）、项目用能概况。

(三) 能源供应情况分析评估：主要分析项目所在地能源供应条件及消费情况和项目能源消费对当地能源消费的影响。

(四) 项目主要耗能工序及其设备：主要分析项目建设方案对能源消费的影响、项目营运期的主要耗能设备及其能耗指标和辅助生产和附属设施及其能耗指标等。

(五) 项目营运期能源消耗及其能耗水平评估：确定公路项目营运期能耗计算方法，对项目运营期耗能进行计算。

(六) 项目营运期燃油节约分析：论述交通运输燃油影响因素，确定营运车辆实际油耗计算方法，对项目燃油节约量进行计算。

(七) 项目能效水平及其节能效果评估：确定项目能源计量单位，对项目总体能源节约量进行评估。

(八) 节能措施及其效果评估：分析项目建设及营运期可能采取的节能措施并对其节能效果进行评估。

(九) 研究结论：主要对项目营运期年能源消耗量、营运期燃油节约量、营运期节能总量进行论述，并通过与同地区其他同类项目相比得出有关项目节能水平的结论。

(十) 问题与建议

二、高速公路节能分析要点

(一) 项目主要耗能工序及其设备项目

1、建设方案对能源消费的影响分析

(1) 项目建设方案能源消耗的总体影响分析

根据《暂行办法》，项目建设方案对能源消费的影响主要是指项目选扯、总平面布置、工艺流程、技术方案及工艺工序等对能源的消耗影响分析。高速公路建设项目属于基础设施范畴，其与一般的工业建设项目不同，高速公路作为汽车交通的载体，建成后主要为所经车辆提供运输服务，服务关系与工作过程十分简单，因此应重点从项目选址及项目技术等级等两方面说明建设方案对能源消费的影响。

(2) 项目路线平纵指标对项目能耗的影响分析

因为路线的平纵指标等与项目的设计车速相关，而设计车速对隧道照明的耗能影响很大，因此 路线平纵指标对项目耗能的影响主要体现在设计车速上。

(3) 路面类型对项目能耗的影响分析

目前，高速公路路面主要有沥清混凝土路面和水泥混凝土路面两种，因两种路面对光的吸收与反射性质不同，在相同的照明要求下，照明灯具的布置间距也不一样，从而引起照明耗电的不同。路面类型对照明的影响主要体现在隧道中，根据相关研究，水泥路面隧道照明耗电量约为沥青路面隧道的三分之二。

2、项目营运期的主要耗能设备及其能耗指标

高速公路建成通车后，其能源消耗主要体现在隧道（照明、监控、通风等）、收费广场（监控、照明等）及控制中心等的耗能设备上。同时，项目服务区与生活区也产生一定的能耗。节能评估报告应根据工程方案中隧道照明、监控、通风设备配备方案、收费站收费、监控、照明系统设备配备方案、营运管理中心收费及监控设备、日常办公设备与公务用车等配置方案、辅助生产设施，即管理人员与收费人员的生活区、服务区及养护管理中心等耗能指标等逐项进行耗能指标估算，从而得出项目营运期总能耗。

(二) 项目营运期能源消耗及其能耗水平评估

1、项目运营期耗能的计算

根据项目营运的管理程序，营运期项目的主要耗能体现在以下几个方面：第一，为维持项目正常运行，即监控、收费与照明等三大系统所消耗的能源，这部分主要消耗电能；第二部分为服务区、居住区及养护维修等附属生产与生活设施的日常运行所产生的能源消耗，主要为电能和成品油等；第三部分为项目营运期间所消耗的耗能工质，主要是水。营运期间项目主要耗能结构如图1所示。

通过对设备能耗指标和工作时间的估算，分别计算得出隧道、收费站、营运管理中心的年均耗电量，服务区、生活区的年均耗电、耗油量，高速公路日常养护与维修耗能量以及耗能工质的耗水量，再把不同能耗单位换算成当量值和等效值，从而得出可比的项目年均能耗及总能耗。

2、项目运营期能效水平分析

结合项目里程、总投资和能耗计算结果，可以推算出项目年均耗能、每公里年均耗能以及亿元投资年均耗能等能效指标，以作为项目能效水平评估的依据。

(三) 项目营运期燃油节约分析

项目的燃油节约分析主要是针对项目营运期间进行，是指项目建成后，提高通道的交通运输能力，减少交通拥挤，使运输过程中各种公路运输工具能源消耗减少，从而产生的能源节约，是公路建设项目社会效益的重要组成部分。随着公路交通的日益发展，汽车的燃油消耗愈来愈大，因此在项目营运过程中进行运输燃油节约分析具重要的意义。

1、交通运输燃油影响因素

影响公路运输燃油消耗的因素很多，但主要有两类：

(1) 第一类是车辆本身的燃油经济性，这是由车辆本身的构造和制造工艺决定的，即在出厂之前就已是定值；

(2) 第二类是车辆的行驶状态，这取决于车辆运行具体环境以及驾驶员的操作技能。可概括为如下几方面：

① 道路条件，包括几何特征(纵坡、曲率和路面宽度等)和路面特性(平整度等)；

② 车辆特性，包括物理特性和行驶特性(发动机功率、转速和车辆重量等)；

③ 交通状况，如流量、交通组成、行人流量和非机动车流量等；

④ 地区因素，如司机的驾驶行为和车速限制等

车辆运行的燃油消耗量是与道路交通条件密切相关的。当道路条件、交通条件变化时车辆运行油耗也随之改变，在良好的道路条件(路面平整度、路面宽度、平纵线形等)和良好的交通状况(快慢车分道行驶、无非机动车、横向干扰较小等)时，车辆运行状态稳定，其耗油量相对较小；而当道路、交通状况恶劣时，车辆运行状态将变得不稳定，耗油量相对于稳定行驶时增加很多，当停车次数增加时尤其突出。因此，高速公路项目主要是针对不同道路条件和交通状况下在项目上运行的车辆燃油的节约进行分析。

2、项目燃油节约计算方法

高速公路项目的燃油节约，是基于拟建项目的实施，使公路网路况得以改善，车辆得以在较为经济的速度范围内行驶，从而使耗油量得以降低进行分析。评价采用“有”、“无”对比法，即就无拟建项目时汽车的燃油消耗量与有拟建项目时的燃油消耗量进行比较，其差额即为燃油节约。评价过程中所采用的评价模型选自世界银行援助的《公路投资优化和改善可行性研究方法》(《Study Of Prioritization of Highway Investments and Improving Feasibility Study Methodologies，Pilot Study Report》)的研究成果。评价指标包括由于拟建项目公路等级提高和里程节约所产生的燃油节约和现有相关公路建设拥挤所产生的燃油节约两项，并把计算结果换算成标准煤，以便和项目能耗总量进行比较。

(四) 项目能效水平及其节能效果评估

1、项目能源计量

高速公路项目在建设期间主要消耗的能源有电能、燃油；在营运期间主要消耗的能源有电能、燃油和燃气。各种能源的主要计量设备如下：

(1) 电能的计量设备为电表，其功率是千瓦时，以营运期为例，一般在收费站、隧道、营运中心，服务区等耗能区域备配变电所，变电所里主要有高压电柜、低压电柜、变压器，计量柜（电表）等设备，一般每个收费站备一个变电所，每个短隧道（大于100米，小于1000米）备一个变电所，中隧道（1000米至3000米）备两个变电所（出、入口各一个），特长隧道备三个及三个以上的变电所，营运中心和每个服务区均配一个总体变电所。各个变电所相互独立，相互横纵比较，如有能耗突变，即会立即查找原因，检修更换，从而达到节能的目的。此外，为体现节能，一般在服务区的餐饮区、商业区、加油站、住宿区、员工宿舍等分设有电表，对各部分的电能消耗进行考核，以防能源浪费。

(2) 对于燃气，主要用于服务区的餐饮，因服务区一般相对比较偏僻，且其相互间距较远，基本不可能通管道燃气，而是以瓶装燃气为主，故其一般以公斤进行计算，具体计量为气罐（一般为60kg装）。

(3) 对于燃油，营运期大小修中的燃油消耗主要为各种施工机械设备的燃油消耗，一般以升为单位进行计算，大部分由各运输车辆自行前往加油站加油，部分大型机械由公司统一采购，以桶为单位计量。

2、项目总体节能评估

综合考虑项目运营期能源消耗及营运期的燃油节约，就可以计算出项目营运期总体节能,以评价项目的节能水平，。

(五) 节能措施及其效果评估

在节能措施中，总共可归为四类，一类针对日常养护与维修，主要有制订合理的养护计算，采用环保节能的新型养护设备，依靠温拌沥青等新的技术工艺等；第二类为针对照明，主要有利用节能灯具，充分利用风能太阳能等；第三类为针对监控、收费及普通办公电器；第四类主要针对建筑物与空调节能。通过估算采用新设备、新能源等节能措施的节能总量，对节能措施的效果进行评估。

三、结论

本文介绍了高速公路节能评价的内容，论述了高速公路节能评价的研究过程及评价特点，为高速公路节能评价工作的范围、因素以及评价高速公路节能水平提供了一定参考，尽可能使高速公路节能评价的结论成为项目决策的有力依据。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。