高速公路运营期节能减排效果评价体系研究

郑江,向波

摘 要：随着我国高速公路建设的快速发展，高速公路运营养护的规模也迅速增长。在高速公路运营过程中，为降低交通运输业对生态环境的破坏与污染，实施节能减排技术具有十分重要的现实意义。如何通过量化评价指标体系评估高速公路节能减排技术的实施效果，构建高速公路营运期能耗统计指标体系，找到适用于高速公路营运期的能耗测算方法，是构建高速公路節能减排效果评估体系的重点研究课题之一。

关键词：高速公路;运营期;材料能耗;构成体系;节能减排;统计指标

伴随社会和经济的发展，能源短缺已经成为影响全球政治和经济发展的重大战略问题。我国作为能源消耗的主要国家，面临了来自国内外的巨大发展压力，环境与发展的矛盾问题已难以维持社会进步的平衡。同时，持续发展带来社会对交通运输需求的快速扩大，近些年交通管理行业在持续加强高速公路运输基础设施建设的同时，也在不断增强高速公路设施的智能化建设。鉴于高速公路服务区以及沿线各种设施的基础消耗也在不断增加，作为能源消耗大户的高速公路能耗比重也在逐年提升。由于没有统一的能耗指标，使得相关报告的编制与审查工作依据不足，本文就高速公路运营期节能减排评估标准体系构建开展研究，以完善现代综合交通运输体系的安全和高效与融合。

1 高速公路运营能耗划分方式和统计方式

由于各高速公路的特点不同，其运营期使用设施的能耗水平差别较大，因此根据高速公路营运基础功能实现的载体，现将高速公路划分为营运管理中心，收费站，隧道，服务区，养护中心等7类耗能设施。依能耗使用高低分别为电能、汽油、柴油、液化气、水、煤等能耗构成体系，建立了高速公路营运期能源消耗统计指标。鉴于各个部门的经营理念、模式和制度也不同，使得现场情况复杂多变，能源采购方式不一，计量仪表统计范围不同，最终导致能耗统计采集的口径和方式也各不相同。研究发现，运营期的能耗划分应该遵循以下3条基本原则。

1.1 便于统计采集

能耗划分的首要原则是该数据便于统计采集。如果划分过粗，不能反映公路的整体情况：如果划分过细，又不便于在现场进行采集。

1.2 便于比较分析

能耗的划分方式要使最终统计采集的数据宜于在不同公路之间横向比较，以便通过一定的数据积累确定评价指标的区间范围，为掌握现状行业内该评价指标的平均水平奠定基础。

1.3 符合运营实际

能耗划分的方式要紧密结合高速公路运营实际，在研究总结自身运营特点的基础上，根据能耗场所或设施的不同，而确定的划分方式才更加有效。在遵循以上原则的基础上，经过对高速公路运营期能耗特点的分析，本研究对高速公路运营期能耗的统计和划分方式进行了适当调整，最终确定在“分类指标法”的基础上，根据重点耗能场所进行统计和分类。通过“分类指标法”确定各个能耗场所的能耗限值（上限值），以此为基础对各个能耗场所的实际能耗做归一化处理，并以各个能耗场所的实际能耗占总能耗（参与评价的各指标对应的能耗之和）的百分比为权重，加权得到运营期能效的综合性评价指标。本研究重点能耗场所包括隧道、收费站、运营管理中心、服务区、集中居住区（生活区）等，能耗场所耗用能源类型包括电、汽油、柴油、煤、天然气、液化石油气等。经计算，自初始年车道大型客车和货车年平均日交通量一般（辆/日）534。使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量（辆）5 563 376。

2 高速公路运营期节能减排评估标准体系构建

2.1 指标体系

根据高速公路运营期节能减排效果评价目标，采用公路日常运营能源节约水平、公路附属设施能源节约水平2个评价指标来反映公路项目运营期的节能减排状态，进而实现对高速公路运营期节能减排技术实施效果的评价，其指标评估体系如图1所示。

2.2 指标含义

2.2.1 日常运营能耗水平A1

描述日常运营能耗水平的指标有收费站收费、监控与照明系统A11，隧道通风、照明与监控系统A12，运营管理中心与日常办公系统A13。

（1）收费站收费、监控与照明系统A11：高速公路收费站有收费与监控系统、照明系统2类耗能设备。收费站只消耗电能，其耗能可采用分类指标法进行计算，即每类设备的数量、功率及其开机时间的乘积，具体计算公式如下：

式中：A11为营运收费站1年所消耗的电能，kWh;qi为第i类耗能设备的数量，台;wi为第i类耗能设备的功率，W;ti为第i类耗能设备平均1 d的运行时间，h;i为收费站的监控、照明、收费与通风等系统中耗能设备的类型数。

（2）隧道通风、照明与监控系统A12：高速公路隧道耗能设备有照明、通风、控制等3类设备。高速公路隧道也只消耗电能，其耗能可采用分类指标法进行计算，即每类设备的数量、功率及其开机时间的乘积，具体计算公式如下：

式中：A12为项目运营期隧道1年所消耗的电能，kWh;i为隧道的监控、照明、收费与通风等系统中耗能设备的类型数。

（3）运营管理中心与日常办公系统A13：营运管理中心的耗能计算分为3类。第1类为监控与收费中心的设备耗能，可采用分类指标法进行计算，即每类设备的数量、功率及其开机时间的乘积，具体计算公式如下：

式中：为项目营监控中心与收费中心1年所消耗的电能，kWh;i为监控中心与收费中心的耗能设备类型数。

2.2.2 公路附属设施能耗水平A2

描述公路附属设施能耗水平的指标为服务区与停车区能耗A21、日常养护与维修A22、生活区运行能耗A23。

（1）收服务区与停车区能耗A21：服务区与停车区耗能主要有照明耗电、餐厅耗电及燃气、加油站耗电等。因加油站与餐厅的耗能设备比较琐细，难以统计，故服务区与停车区的耗能计算采用总体类比法进行计算，即在其他服务区与停车区平均用电统计的基础上，通过服务区与停车区1 d的平均耗电量与1年天数的乘积来计算其1年的能耗，具体计算公式如下：

式中：A21为项目服务区与停车区1年的能源消耗量，kWh;为第i个服务区1 d的能源消耗量，kWh;为第j个停车区1 d的能源消耗量，kWh;n为项目服务区数量（个）;m为项目停车区数量（个）。

2.2.3 评价指标选择

高速公路的交通流量与其管理能耗有显著相关关系。为了使得评价指标具有良好的适宜性及可操作性，本文选取了全路及各部门的服务每标准车的能耗作为高速公路管理能耗评价的两级评价指标。

全路评价指标定义如下：

E—全路服务每标准车所消耗的能耗，（MJ/标准车）;ERE为全路年总综合能耗，MJ;SCQ为全路标准车交通流量，车。

各部门评价指标定义如下：

E为各部门服务每标准车所消耗的能耗，（MJ/标准车）;i为管理中心、员工生活区、养护中心、隧道、收费站、服务区及加油站;EiE为各部门年总综合能耗，MJ;SCQ为全路标准车交通流量（车）。

随着公路交通企业成本和费用面临较大的上升压力，只有通过改变高速公路设施系列的结构，优化管理队伍和管理架构，提高标准化水平，强化公司整体管理能力。通过减少服务成本，控制费用等举措，降低公司成本费用上升压力。总之，上述成本费用上升因素将导致产品毛利率和销售净利率的下降，对公司经营业绩产生较大影响。

3 结语

基于高速公路运营管理的特点，结合影响高速公路运营期节能减排的因素，由于节能减排技术的多样性和影响因素的复杂性，高速公路运营期节能减排评价指标体系还有待进一步研究和完善。

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