2015年入伏之后，北京進(jìn)入連日高溫?zé)峥灸Ｊ剑艽擞绊?，全市用于空調(diào)降溫的電網(wǎng)負(fù)荷增長明顯。

作為城市交通大動脈，目前已開啟“全空調(diào)時代”的地鐵，運行用電量也到了一年中的峰值期。這將是一筆不小的支出，同時也給用能單位增加了節(jié)能減排的壓力。

據(jù)測算，北京市軌道交通2015年的用電量將達(dá)到14億度，約相當(dāng)于73萬戶三口之家一年的用電量。

“參照北方某市的監(jiān)測數(shù)據(jù)，在地鐵全部運營成本中，電力費約占到41%。”北京城建(18.99， 0.84， 4.63%)設(shè)計發(fā)展集團股份有限公司(以下簡稱北京城建設(shè)計發(fā)展集團)第五設(shè)計所總工程師孟鑫向《瞭望東方周刊》介紹。同方泰德國際科技(北京)有限公司(以下簡稱同方泰德)技術(shù)負(fù)責(zé)人常晟則告訴《瞭望東方周刊》，如果采取節(jié)能改造措施，單從經(jīng)濟效益上來看，削減的運營成本將不止是電力費，還有占比達(dá)25%的維修費用。因為實現(xiàn)節(jié)能的前提一定是設(shè)備運行狀態(tài)良好。

以北京城建設(shè)計發(fā)展集團和同方泰德為代表的節(jié)能公司，多年來已形成多種節(jié)能技術(shù)方案，可以提高軌道交通用能效率、減少能源消耗、減輕運營成本，目前在北京已有多條地鐵線路、站點節(jié)能改造的成功案例。

然而，受困于相關(guān)政策、標(biāo)準(zhǔn)的缺失和市場機制、商業(yè)模式的不完善等原因，多數(shù)幾經(jīng)論證可行的技術(shù)方案卻找不到用武之地，只能停留在圖紙上或被埋沒于實驗室內(nèi)。 最綠色的能耗大戶城市軌道交通以運量大、速度快、安全、準(zhǔn)點、節(jié)約能源和用地等特點，被認(rèn)為是最綠色的交通方式。 孟鑫給本刊記者提供的一份報告顯示，同等運力條件下軌道交通的能耗僅相當(dāng)于小汽車的九分之一、公交車的二分之一。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。 軌道交通主要包含地鐵、輕軌、單軌、有軌電車等7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，國內(nèi)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。 中國城市軌道交通協(xié)會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，截至2014年末，全國22個城市共開通運營的軌道交通總里程數(shù)達(dá)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(dá)4.47億度電，占全市所有用電量的6.3‰。“也就是說負(fù)責(zé)運營的深圳地鐵毫無疑問是全市的耗能大戶。”常晟告訴本刊記者。 北京市地鐵運營有限公司(以下簡稱北京地鐵公司)設(shè)備部副部長王勝利也向《瞭望東方周刊》介紹，“2014年北京地鐵公司的綜合能耗超過16萬tce(噸標(biāo)準(zhǔn)煤)，其中電力消耗11億度。”

從全國情況來看，中國城市軌道交通協(xié)會發(fā)布的《城市軌道交通2014年度統(tǒng)計分析報告》稱，2014年全年，城市運營軌道交通線路總能耗94億度電。按每度1元錢的電價計算，電費達(dá)90多億元。 對照這份報告中的另一組數(shù)據(jù)，“城軌交通行業(yè)平均每車公里虧損12.7元左右”，不難得出這樣一個結(jié)論：如果能夠通過技術(shù)創(chuàng)新奪回10%的能量，就是一筆很大的財富。

高耗能帶來的高運行成本，隨著全國地鐵線網(wǎng)的快速擴展，還在同步攀升。 據(jù)了解，到2020年，全國79個城市規(guī)劃的軌道交通總里程將達(dá)到13385公里，其中純地下鐵約7000多公里。“如果按照現(xiàn)行的能耗數(shù)據(jù)測算，就意味著到2020年軌道交通能耗還將翻兩番。”常晟估算。

節(jié)能兩大抓手

無論從綠色低碳的發(fā)展要求，還是地鐵運營公司本身減輕運營成本的角度來考量，地鐵節(jié)能利國利民毋庸置疑。怎么做，則要根據(jù)地鐵能耗特點找抓手。 軌道交通系統(tǒng)總能耗主要包括電、燃?xì)狻⑷加?、水等能源，其中主要為電力消耗，而電耗的?gòu)成以列車牽引用電和通風(fēng)空調(diào)用電占比最大。在北方城市，牽引與通風(fēng)空調(diào)用電占軌道交通總能耗的比重分別為50%和35%左右，在高溫期更長的南方城市，通風(fēng)空調(diào)用電會更多。其他如電扶梯、照明等用能共占比不超過20%。

列車牽引和通風(fēng)空調(diào)用能最大，也意味著節(jié)能潛力最大，針對這兩項節(jié)能優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用前景也最廣闊。

“就節(jié)能改造而言，通風(fēng)空調(diào)、照明具有施工方便、技術(shù)成熟、節(jié)能量大且易于評估等優(yōu)勢，所以北京地鐵公司將其列為‘十二五’節(jié)能改造的重點。”王勝利對本刊記者介紹。 2011年底正式載客試運營的北京地鐵9號線上，負(fù)責(zé)節(jié)能設(shè)計的北京城建設(shè)計發(fā)展集團在北京西站站、六里橋東站采用了直接蒸發(fā)式的空調(diào)系統(tǒng)，將制冷劑輸送到空調(diào)末端對空氣降溫除濕，省去了空調(diào)冷凍水循環(huán)系統(tǒng)，從而大大節(jié)約了冷凍水長距離輸送的能耗。

因為系統(tǒng)簡化、效率大幅提高，“北京西站站空調(diào)節(jié)電率超過30%，這個效果好得讓人懷疑，但實實在在是這個數(shù)。”中國工程院院士、清華大學(xué)建筑學(xué)院教授江億告訴《瞭望東方周刊》。而在六里橋東站，制冷能耗更是節(jié)省了40%以上。 同方泰德2013年參與北京地鐵8號線森林公園南門站的通風(fēng)空調(diào)節(jié)能改造，經(jīng)過2014年一個完整的通風(fēng)空調(diào)季之后的能耗對比數(shù)據(jù)顯示：6~8月空調(diào)季共節(jié)電54萬度，節(jié)能率為65%;10月份通風(fēng)季節(jié)電5萬度，節(jié)能率達(dá)到67%。 常晟對本刊記者介紹，“隨著節(jié)能策略的進(jìn)一步優(yōu)化，今年的節(jié)能量有望達(dá)到80萬度電。” 同方泰德之前預(yù)估的節(jié)能率是30%，但結(jié)果做出來達(dá)到60%以上，由于節(jié)能效果遠(yuǎn)超預(yù)期，北京地鐵公司專門召開了專家論證會進(jìn)行評估，這個站打破常規(guī)、富于創(chuàng)新的節(jié)能策略得到了專家們的高度肯定。

而即便是按照30%的節(jié)能率測算，通風(fēng)空調(diào)的節(jié)能潛力也非?？捎^。常晟給本刊記者算了這樣一筆賬：2014年全國地鐵通風(fēng)空調(diào)總電耗約60億度，年總節(jié)電潛力為18億度。2020年通風(fēng)空調(diào)總電耗預(yù)估為260億度，節(jié)能潛力是78億度電。這將是一筆巨大的資金和能源節(jié)約。

北京城建設(shè)計發(fā)展集團針對地鐵通風(fēng)、空調(diào)多功能設(shè)備集成系統(tǒng)的發(fā)明專利，已經(jīng)在北京地鐵、南京地鐵、青島地鐵等約12條線路、231座地下站點實施了節(jié)能改造和優(yōu)化，“經(jīng)統(tǒng)計，節(jié)約土建和設(shè)備初投資合計13.2億元，平均每年節(jié)約的運行費用為7920萬元。”孟鑫對本刊記者介紹。

對于電耗相對固定的列車牽引，北京城建集團“列車制動電能吸收裝置回收車輛制動能量”的創(chuàng)新技術(shù)，將地鐵進(jìn)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(fēng)用電，“這項技術(shù)的節(jié)能效果也可以達(dá)到17~25%。”孟鑫說。 京港地鐵公司向《瞭望東方周刊》介紹，其所轄4號線及大興線，“目前投入使用的所有列車均具有再生電利用相關(guān)功能，可以將電客車制動勢能轉(zhuǎn)化為電能并反饋至三軌供其他電客車使用，從整體上降低了電能的消耗。在有再生電利用的情況下，2012年至2014年節(jié)能率平均值達(dá)到30%以上。”

技術(shù)方案難落地

北京城建設(shè)計發(fā)展集團針對地鐵節(jié)能的技術(shù)創(chuàng)新，如“混合式牽引供電裝置及控制方法”、“大功率模塊化直流供電裝置及控制方法”、“可開閉的新型屏蔽門的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)”等多種技術(shù)都獲得了國家發(fā)明專利證書。 然而，這些技術(shù)大多數(shù)并沒有應(yīng)用于實踐。“比如我們的新型站臺門技術(shù)，從2006年研發(fā)成功至今的10年間，只有2013年在上海地鐵11號線云錦路站一個站點用上了。”北京城建黨委工作部副部長杜娟告訴《瞭望東方周刊》。 技術(shù)難轉(zhuǎn)化，最直接的障礙在于地鐵運營方對節(jié)能改造熱情不高。“很多時候地鐵公司對我們的技術(shù)和方案都很認(rèn)可，但是誰都不想第一個吃螃蟹。”杜娟說。

積極實施節(jié)能改造的北京地鐵公司和京港地鐵公司，均向本刊表示，“不影響地鐵安全和服務(wù)是節(jié)能工作的前提條件，也是地鐵公司在節(jié)能方案選擇上最基本的原則。” 在江億看來，“地鐵運行關(guān)乎整個城市的交通安全，以不出事為原則、防范一切可能的風(fēng)險這是對的，但是不能什么創(chuàng)新都不愿意采用，不能過于保守。”

“除此之外，地鐵在全國基本都是政府給予大量補貼來解決城市交通問題，并不屬于市場機制。所以減少了多少初期投資、節(jié)省了多少運營成本對地鐵公司來說，產(chǎn)生不了太大的激勵作用。”江億對本刊記者分析。 這種“保守”的傳統(tǒng)由來已久。

“以地鐵空調(diào)制冷系統(tǒng)的節(jié)能改造為例，北京地鐵1號線經(jīng)過十多年的研究設(shè)計，在1969年開通的時候并沒有空調(diào)設(shè)施，包括1984年建成通車的地鐵2號線也沒有。上海1號線開始建設(shè)的時候第一次說要裝空調(diào)，當(dāng)時因為沒有經(jīng)驗，所以就參照地面樓房建筑，采用了空調(diào)冷凍水循環(huán)系統(tǒng)，結(jié)果打那以后就變成了固定模式。”參與了上述線路研究設(shè)計的江億回憶說，“實際上沒過幾年，到上世紀(jì)90年代末期的時候我們就看出來這模式不太對，因為地鐵跟地面大樓里的情況不一樣，所以提議采用另外的模式。”

2000年，著名的“香山會議”上，江億提出地鐵空調(diào)改用直接蒸發(fā)模式，節(jié)電、節(jié)水、可靠性更好。“相關(guān)部門的回答是，您說的都對，但是沒有成功先例咱們誰也不敢先上。所以這個事后來就一直拖著。”江億說。

直到2007年地鐵9號線正式開工建設(shè)，在北京市科學(xué)技術(shù)委員會的支持下，北京西站站作為試點，直接蒸發(fā)式的空調(diào)系統(tǒng)才得以落地。彼時，全國地鐵建設(shè)速度迅猛，江億建議這項技術(shù)也快速推進(jìn)，“結(jié)果仍然是因為沒有定型產(chǎn)品，誰都不想冒風(fēng)險，所以還是沒能推開。”江億頗為無奈地說，“這個技術(shù)也不是新技術(shù)了，當(dāng)初地鐵建設(shè)考慮不全面走了那條路，后來就再也掰不過來了。” 技術(shù)推行難，卡殼的環(huán)節(jié)有很多。杜娟對本刊介紹，“鄭州新建地鐵有意愿采用北京城建設(shè)計發(fā)展集團的節(jié)能技術(shù)，但是希望國家相關(guān)部委能給一個試點、基地的稱號，一直也沒得到回復(fù)。”

標(biāo)準(zhǔn)難題

然而，真正影響地鐵節(jié)能技術(shù)全面轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵因素并不在運營主體的態(tài)度，而是地鐵用能、節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)體系的缺失。接受《瞭望東方周刊》采訪的多位業(yè)內(nèi)人士均這樣表示。 面對高耗能帶來的環(huán)境壓力、能源危機等問題，各個行業(yè)都必須實行節(jié)能減排。而對軌道交通來說，年運行耗能量多少算正常、不同的地鐵站耗電量用什么標(biāo)尺來對比、節(jié)能率或者節(jié)能量達(dá)到多少才符合要求?這些問題目前在全世界范圍內(nèi)都還沒有答案。

中國軌道交通的建設(shè)、運行僅有其他行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可參考，比如《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50378-2014)、《城市照明節(jié)能評價標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ/T 307-2013)、《道路運輸行業(yè)節(jié)能評價方法》( JT/T 856-2013 )等。但因為引入技術(shù)適應(yīng)性差，實際節(jié)能效果無法達(dá)到預(yù)期，也使得不同地域、城市之間，同一指標(biāo)的數(shù)值差別巨大。

孟鑫對本刊記者介紹，以車公里(每輛車每行駛1公里)單位綜合電耗為例，北京某線耗電1.65度/車·公里，南京某線為4.7度，是北京的2.8倍，與南京位置很近的上海某線車公里電耗量是2.16度，二者也有兩倍之差。 目前已實施節(jié)能改造的地鐵線路、站點，目標(biāo)和效果基本是以改造前的自身能耗數(shù)據(jù)為參照。有業(yè)內(nèi)人士建議以上年或某一年的能耗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，每年節(jié)能百分比數(shù)值來定標(biāo)準(zhǔn)，但在江億看來，這樣做的后果將很難控制。

“假如現(xiàn)在定規(guī)矩要實現(xiàn)每年5%的節(jié)能率，地鐵公司一定會先把能耗做高點好給自己留出節(jié)能空間來，不會現(xiàn)在就用你的技術(shù)降低能耗，將來給自己增加難度。你的好技術(shù)留著，等到這標(biāo)準(zhǔn)實施的時候我再用。”江億說。 相比而言，定能耗絕對值標(biāo)準(zhǔn)更加科學(xué)合理。“就好比給每個人定飯量，我們出一個公式，根據(jù)工作量、身高、體重等因素去調(diào)節(jié)，最后發(fā)現(xiàn)100個人里頭，97個人都在1~1.5斤之間，有3個人吃了1.8斤甚至2斤，那就可以把這結(jié)果交給監(jiān)管方，要求他們?nèi)ジ摹?rdquo;江億舉例稱。 對地鐵用能來說，這個公式的建立需要考慮非常復(fù)雜的影響因素，例如車站規(guī)模、客流量、發(fā)車間隔，等等。“只有大量的實測數(shù)據(jù)去做分析研究，才能得出不同城市線路、站點這些地鐵應(yīng)有的能耗值。”