“根據(jù)相關(guān)機構(gòu)測算，以每百公里的人均能耗比較，公共汽車是小汽車的8.4%，而城市軌道交通只有小汽車的5%。除此之外，城市軌道交通對大氣污染的影響程度也遠低于其他交通方式，由此可見，城市軌道交通是一種節(jié)約能源的交通方式。”在近日舉行的中國城市軌道交通節(jié)能創(chuàng)新發(fā)展論壇上，中國交通運輸協(xié)會技術(shù)裝備委員會會長郭敏杰表示，目前我國節(jié)能減排政策正進入關(guān)鍵性階段，發(fā)展城市軌道交通將有利于節(jié)能減排目標的實現(xiàn)。
作為大運量的交通工具，發(fā)展城市軌道交通不僅可以有效緩解城市的交通壓力，相對于其他城市交通工具而言，城市軌道交通以運量大、速度快、安全、準點、節(jié)約能源和用地等特點，被認為是最綠色的交通方式。“作為綠色環(huán)保交通體系，城市軌道交通符合可持續(xù)發(fā)展的原則，特別適應(yīng)于大中城市。”郭敏杰認為，通過修建城市軌道交通達到節(jié)約能源的目的不僅完全可行，還有利于引導城市布局合理調(diào)整，促進城市的經(jīng)濟發(fā)展。
發(fā)展城軌交通是未來趨勢
由于城市人口的迅速增加，從而導致了車輛的增多，也給城市帶來了交通擁擠、環(huán)境污染與能源危機等一系列問題。世界上不少城市不同程度地存在著“乘車難”和“行路難”的問題，發(fā)展城市公共交通、緩解交通擁擠、是當前世界大城市迫切需要解決的問題。因此，把優(yōu)先發(fā)展以軌道交通為骨干的公共交通系統(tǒng)作為解決城市交通問題的根本出路，是世界各國的普遍共識。
清華大學建筑節(jié)能研究中心工作人員楊樂表示，自1863年1月在英國倫敦開通第一條城市地鐵,世界城市軌道交通的發(fā)展己有近150年的歷史。目前，己有近50個國家的330余座城市修建了軌道交通,線路總長度達數(shù)萬公里。
據(jù)了解，城市軌道交通主要包含地鐵、輕軌、單軌、有軌電車等七大制式系統(tǒng)，其中地鐵建設(shè)、運營成本最高，但優(yōu)勢也最大，我國有條件的大城市和省會城市一直把地鐵交通作為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的優(yōu)先領(lǐng)域，所以在軌道交通系統(tǒng)中占比最高。
“截至2015年年末，我國開通城市軌道交通運營的城市高達25個，比‘十一五’末期增加了1倍多，運營線路也由49條增加到了98條;城市軌道交通的運營里程達到3300公里，是‘十一五’末期的2.4倍。”深圳市市政設(shè)計研究院有限公司顧問總工程師沈錫安透露，我國“十二五”期間預計建成城市軌道交通線路1900公里，總投資將超過1.1萬億元，軌道交通在城市公交運量中的分擔率得到了明顯提升。
根據(jù)2014年運營的22個軌道交通城市的不完全統(tǒng)計，全年客運量達到126億人次，比2013年增長15%。其中北京33.9億人次、上海28.3億人次，廣州22.2億人次，深圳10.4億人次。北上廣深四個城市全年客運量已經(jīng)位于世界前列。
“隨著我國城鎮(zhèn)化快速發(fā)展，未來十多年將是我國軌道交通大發(fā)展的黃金時期。”郭敏杰表示，目前，我國已有39個城市獲批修建軌道交通，總規(guī)劃里程超過7300公里。預計到2020年，我國開通軌道交通的城市將超過50個，覆蓋全國主要大中城市。2014年，我國城市軌道交通行業(yè)完成投資2857億元。初步估計，2015年我國城市軌道交通總投資將完成3000億元，超過2014年水平。
城軌交通節(jié)能減排大有可為
“作為大運量的交通工具，城市軌道交通不僅在前期投資巨大，其運營階段的總能耗也非常高。”中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司城地院副總工程師車輪飛表示，隨著城市軌道交通線路的不斷修建，城市用電量增長顯著。如北京2015年線路達560公里，用電量高達13.9億千瓦時，約占地鐵整體運營成本的4成。
中國城市軌道交通協(xié)會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，截至2014年年末，全國22個城市共開通運營的軌道交通總里程數(shù)達3173公里，其中分布在20個城市的地鐵運營線路長度為2361公里，占74.4%。由于運量大，軌道交通盡管最綠色，耗能量也巨大。以深圳為例，深圳地鐵1號線、2號線和5號線的年能耗量達4.47億千瓦時，占全市所有用電量的6.3%。。
“在地鐵列車牽引能量消耗中，大約90%用于牽引供電，10%用于輔助供電，而在制動消耗方面，列車制動能量約占總能量的40%。”中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司高級工程師肖梓林表示，地鐵列車牽引能耗大約占整個供電系統(tǒng)能耗的40%-50%，列車再生制動能量的吸收利用在城市軌道交通節(jié)能利用中至關(guān)重要。
楊樂表示，按照350萬千瓦時每公里的平均水平估算，2014年年底我國城市軌道交通耗電量約為103億千瓦時，占全國總耗電量的1.7%。左右。到2020年，我國城市軌道交通規(guī)劃總里程將達到13385公里，涉及79座城市，預計年耗電量將達到468億千瓦時,占目前全國全年總電耗的7.7%。左右。因此，城市軌道交通的節(jié)能工作對于我國節(jié)能減排、生態(tài)文明建設(shè)具有重大意義。
肖梓林表示，由于LED燈具具有功耗低、壽命長、可維護性好等特點，目前在地鐵列車上已基本代替了熒光燈、白熾燈等傳統(tǒng)光源，因此節(jié)能效果比傳統(tǒng)燈具節(jié)能可達到40%-60%左右。
“我國二氧化碳排放量大，已位居世界第一位，增速遠遠高于全球排放總量的增速。在未來全球排放空間受限的情況下，我國已不能象發(fā)達國家工業(yè)化時期那樣無限制排放溫室氣體。”國家節(jié)能中心綜合業(yè)務(wù)處處長桂華表示。
節(jié)能創(chuàng)新助力綠色交通發(fā)展
“將地鐵進站時產(chǎn)生的巨大制動能量貯存起來，等列車開出站時作為牽引動力或轉(zhuǎn)化為列車照明、排風用電以節(jié)省能量;取消繁華都市里的地鐵冷卻塔，給周邊居民以更加環(huán)保、綠色、安靜的生活環(huán)境;地鐵屏蔽門不再只為安全設(shè)計，將它與地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)綜合考慮，在為乘客提供冬暖夏涼環(huán)境的同時還能節(jié)約能源……”這些都是聰明的地鐵設(shè)計師們目前正在研究的技術(shù)創(chuàng)新，相信用不了幾年，這些技術(shù)創(chuàng)新將轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力用于軌道交通的實踐中。2015年成立的北京市軌道交通節(jié)能工程研究中心，正是這樣一個能將科學技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的強大平臺。
“低地板有軌電車在解決中小城市的交通壓力方面有其它交通工具無法比擬的優(yōu)點。2005年至今，唐山公司一直致力于低地板現(xiàn)代有軌電車的研究開發(fā)工作，形成了系列化產(chǎn)品。”中車唐山機車車輛有限公司高級工程師李明坦言，列車全壽命周期的能耗與運營、線路信號控制等諸多因素相關(guān)，貫穿于研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、運營維護和報廢各個階段，其中，運營過程中的能耗占比最大。據(jù)介紹，2012年唐車公司成功開發(fā)了國內(nèi)第一列100%低地板有軌電車，該車也是國內(nèi)首列采用儲能式混合動力系統(tǒng)的現(xiàn)代有軌電車。
肖梓林表示，由我院設(shè)計的蘭州地鐵1號線已經(jīng)應(yīng)用了逆變回饋型再生能量利用方案，目前已經(jīng)完成施工圖設(shè)計進入設(shè)備安裝階段。此外，成都6號線等地鐵線路也采用了我院設(shè)計的逆變回饋型再生能量利用方案。通過對蘭州地鐵1號線的固定投資、運營節(jié)電電費綜合投資收益分析，初期就可以收回成本產(chǎn)生效益。
郭敏杰表示，目前，我國城市軌道交通發(fā)展速度和力度空前高漲，甚至已經(jīng)超過了國外上世紀60和70年代發(fā)展高峰時的總和。我們應(yīng)站在建設(shè)資源節(jié)約型社會的基礎(chǔ)上，從適應(yīng)城市軌道交通自身需求并有利于節(jié)能的角度，研發(fā)和應(yīng)用相應(yīng)設(shè)備與產(chǎn)品。毋庸置疑，我國這方面的需求和市場是巨大的。
