低碳时代我国铁路运输节能研究

[摘要]：铁路运输节能减排是低碳经济发展的重要组成部分，因此，低碳时代我国铁路运输节能减排的措施应加快电气化铁路发展，实现以电代油，提高用电效率，发展机车向客车供电技术，推广使用客车电源，逐步减少和取消柴油发电车，优化机车操纵，降低铁路运输燃油消耗。

[关键词]：低碳时代 铁路运输 节能减排

自20世纪中后期，气候变化、能源短缺、生态环境遭受破坏及其带来的社会成本等，使越来越多的人认同低碳经济是实现未来可持续发展的必然选择。低碳经济的影响将广泛而深远，其发展对所有传统和新兴行业都无一例外地提出了节能减排的迫切要求。各交通运输行业都应当从战略和全局的高度，用科学发展观来审视和定位节能减排的管理问题。在多种运输方式中，铁路以其运能大、能耗低、环保性好等特点展示出明显的“低碳”优势。为了达到我国政府到2020年单位GDP碳排放比2005年减少40%～45%的节能减排目标，就必须优提高能源生产、转化利用效率，从根本上实现铁路运输部门节能减排的深化改革和跨越式发展。

一、低碳经济与交通运输节能减排

低碳经济是指兼顾经济稳定增长的同时实现温室气体排放的低增长或负增长的经济模式。其内涵包括建立低碳能源体系、低碳技术体系和低碳产业结构，建立与低碳发展相适应的生产、生活方式和消费模式，实施刺激低碳发展的国际国内政策、法律体系和市场机制，其实质是高能源效率和清洁能源结构问题，核心基础是能源技术和减排技术创新、产业结构和制度创新以及人类生存发展观念的根本性转变。低碳经济中的经济涵盖了整个国民经济和社会发展的各个方面。

交通运输节能减排是低碳经济发展的重要组成部分，高度重视、积极开展交通运输行业的节能减排工作具有极为重要的意义。首先，节能减排是我国政府对国际社会做出的郑重承诺，实施交通运输行业节能减排是贯彻国家政策的基本要求。其次，实施交通运输节能减排是解决能源紧缺的重要途径。交通运输行业油品消耗量占全社会油品消耗总量的33%。在全社会能源需求紧张、能源开采量有限的前提下，实施交通运输行业节能减排，不仅是解决能源紧缺的有效途径，同时也对交通运输行业的可持续发展具有推动作用。第三，实施交通运输节能减排有利于转变交通运输的发展模式。现阶段我国交通运输发展更为重视行业规模和效益，忽视了发展过程中所带来的社会成本和负面效应。实施交通运输节能减排，通过强调发展质量，缓解快速发展过程中的矛盾冲突，可降低由于发展带来的负面影响。

二、交通运输业与低碳经济的不适应分析

1.我国交通运输业发展与低碳经济的不适应

当前，我国交通运输业发展模式与低碳经济提出的碳减排目标具有明显的不适应性，表现为：

（1）能耗量大。以国际通用口径估计，目前我国交通行业能源消费量约占全国总用能量的10%。我国一次能源结构以煤为主，而交通运输业用能以油、汽为主，因此我国几乎全部汽油、60%的柴油和80%的煤油均被各类交通工具所消耗。可以预见，未来随着交通运输业能耗的不断增加，我国石油消费的对外依存度也将不断增强。交通运输中的能源消耗已成为我国高能耗的一个主要推动因素。

（2）能耗效率低。世界自然基金会（World Wildlife Fund）的研究显示，我国机动车燃油经济性比欧洲低25%，比日本低20%，比美国低10%；载货车辆每完成100t·km周转量的平均油耗是7.6L，是国外先进水平的两倍多。

（3）碳排放量巨大。据国际能源署（International Energy Agency）对中国各行业与能源有关二氧化碳排放量的统计和预测，2005～2030年，随着我国交通运输业的快速发展，其二氧化碳排放量的年增长率将达到5.4%。到2030年，交通运输业将成为继发电行业和工业之后，我国第三大二氧化碳排放产业。

2.铁路运输能源消耗现状

随着我国铁路“十二五”规划的实施，铁路运输能源消耗将迅猛增加。

因此，鉴于中国特殊的能源结构，交通运输能源消费和碳排放量的快速增长，加之我国在提高能源利用效率上尚面临较大的技术和资金障碍，使得以交通运输为代表的碳减排显得更为紧迫。低碳经济对我国交通运输业提出的挑战在于要加快发展低能耗、低排放、少污染的运输方式，而机遇就在于高速发展中要优化组合可持续发展的低碳运输体系。

三、低碳时代我国铁路运输节能减排的措施建议

低碳时代我国铁路运输节能减排的措施应加快电气化铁路发展，实现以电代油，提高用电效率，发展机车向客车供电技术，推广使用客车电源，逐步减少和取消柴油发电车，优化机车操纵，降低铁路运输燃油消耗。

1.积极开发铁路车辆节能技术

一般来讲，铁路车辆节能技术主要由两部分构成：一是车体结构轻量化，二是车体形状流线化。实现车体结构轻量化的主要途径有两个：一是采用新材料，二是采取合理的结构优化设计。对于高速列车来说，高速列车比传统列车的运营速度有大幅度增加，这需要将列车车体外形设计成流线形，以减小空气阻力的影响，降低能耗，提高列车运行的稳定性；车体需采用轻量化结构设计，以降低能耗和轮轨作用力。

2.大力发展电力机车降低能耗

以我国各种运输方式的油耗为例，根据《中国统计年鉴（2006）》公布的相关数据，按每100t·km换算周转量的标准油耗计算，铁路油耗约为水运的1/3，公路的1/37，民航的1/140。此外，在各种运输方式中，铁路也是唯一可用多种能源替代石油的大能力综合性绿色运输工具。在我国，目前电气化铁路和高速铁路已成为铁路发展的主要方向，电力机车不占用我国紧缺的石油资源，是适应我国能源特点的运输方式。

3.充分借鉴发达国家成熟的先进技术

与铁路运输相关的温室气体减排机遇主要包括：改进空气动力学、减轻火车的重量以及引入再生能量制动和车载储能技术等。相比之下，铁路减排技术具有较好的可行性，并且已有部分技术被陆续投入应用，取得了一定成效。例如，在改进空气动力学方面，随着铁路持续提速，日本铁路不断采取减小车体断面面积的措施，减小了列车的走行阻力；在减轻列车重量方面，JR东日本公司主要通勤列车实现了轻量化，节能效率持续提高。

在引入再生能量制动和车载储能方面，近年来日本铁路已经启动采用蓄电池装置、提高电动机和变换装置效率、开展再生制动方式的研发工作，再生电池和电容器元件的研发取得了较大进展，铁路蓄电池和电力再生制动方式等的应用，既节省了电能，也间接减缓了发电产生的温室气体排放。因此，我国铁路运输要充分借鉴发达国家的成功技术，尽快提升节能效率。

4.加大新技术的运用

随着空调旅客列车机车向客车供电技术的日趋成熟，铁路部门应逐步取消燃油发电车，以电代油，实施机车向客车直接供电技术。在甩掉发电车以后，每列车每年的发电燃油污染以及发电车给车站及沿线带来的噪声污染也随之消失。伴随着客运专线的建设和线路的电气化改造，我国电气化铁路发展迅速，主要繁忙干线实现客货分线。由此可见，在电气化铁路区段，空调客车实施机车向客车直接供电技术，取消柴油发电车，将产生巨大的节能减排社会效益。

5.提升电气化铁路的能源利用效率

从用电总量上来看，作为节能型交通运输方式的铁路仍然是用电大户，提高电气化铁路的能源利用效率，将产生可观的节能减排效益。如，白银西牵引变电所直挂式无功动态自动补偿装置——无功动态补偿装置根据牵引负荷状态随时进行动态补偿，当无电力机车运行时，由电抗器吸收固定电容器产生的过补偿，达到提高功率因数的目的，从而减少了电能损耗，常年运行下来，可产生较为可观的节能减排社会效益。

6.强化机车乘务员的节能减排意识

为了从技术和管理上解决机车优化操纵的问题，提高机车乘务员节能驾驶意识，成都铁路局组织有关单位开发了电力机车耗电记录仪及机车操纵评价系统。该系统的应用较好地解决了准确计量、自动统计、考核评价等问题，加强了电力机车能耗管理。并可以通过路局、机务段之间的联网，建立和完善机车运用成本管理体系。在电力机车耗电记录仪及机车操纵评价系统推广应用的基础上，成都局各机务段根据设备特点陆续完善了机车乘务员机车用能考核办法，建立了多节多奖的考核机制，并取得了显著的节能减排效果。

参考文献：

[1]沈熙俫.低碳交通引领境外游[J].交通与运输，2010，（2）

[2]唐培嘉，次仁卓嘎.迎合低碳理念，探讨我国铁路运输的节能方向[J].科技传播，2010，（18）

[3]王顺洪.中国高速铁路发展及其经济影响分析[J].西南交通大学学报（社会科学版），2010，（5）

[4]刘泽君.浅论高速铁路与可持续发展[J].魅力中国，2010，（30）

作者简介：

王帅（1984.1—— ），男，汉族，籍贯：吉林省，本科，助理工程师，研究方向：铁路交通运输。？