淺析低碳時代我國鐵路運輸?shù)墓?jié)能措施

　　摘要：鐵路運輸節(jié)能減排是低碳經(jīng)濟發(fā)展的重要組成部分，因此，低碳時代我國鐵路運輸節(jié)能減排應(yīng)加快電氣化鐵路發(fā)展，實現(xiàn)以電代油，提高用電效率，發(fā)展機車向客車供電技術(shù)，推廣使用客車電源，逐步減少和取消柴油發(fā)電車，優(yōu)化機車操縱，降低鐵路運輸燃油消耗。
　　關(guān)鍵詞：低碳；鐵路運輸；節(jié)能
　　自20世紀(jì)中后期，氣候變化、能源短缺、生態(tài)環(huán)境遭受破壞及其帶來的社會成本等，使越來越多的人認(rèn)同低碳經(jīng)濟是實現(xiàn)未來可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。低碳經(jīng)濟的影響將廣泛而深遠(yuǎn)，其發(fā)展對所有傳統(tǒng)和新興行業(yè)都無一例外地提出了節(jié)能減排的迫切要求。各交通運輸行業(yè)都應(yīng)當(dāng)從戰(zhàn)略和全局的高度，用科學(xué)發(fā)展觀來審視和定位節(jié)能減排的管理問題。在多種運輸方式中，鐵路以其運能大、能耗低、環(huán)保性好等特點展示出明顯的“低碳”優(yōu)勢。為了達到我國政府到2020年單位GDP碳排放比2005年減少40%-45%的節(jié)能減排目標(biāo)，就必須優(yōu)提高能源生產(chǎn)、轉(zhuǎn)化利用效率，從根本上實現(xiàn)鐵路運輸行業(yè)節(jié)能減排的深化改革和跨越式發(fā)展。
　　一、低碳經(jīng)濟與交通運輸節(jié)能減排
　　低碳經(jīng)濟是指兼顧經(jīng)濟穩(wěn)定增長的同時實現(xiàn)溫室氣體排放的低增長或負(fù)增長的經(jīng)濟模式。其內(nèi)涵包括建立低碳能源體系、低碳技術(shù)體系和低碳產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，建立與低碳發(fā)展相適應(yīng)的生產(chǎn)、生活方式和消費模式，實施刺激低碳發(fā)展的國際國內(nèi)政策、法律體系和市場機制，其實質(zhì)是高能源效率和清潔能源結(jié)構(gòu)問題，核心基礎(chǔ)是能源技術(shù)和減排技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和制度創(chuàng)新以及人類生存發(fā)展觀念的根本性轉(zhuǎn)變。低碳經(jīng)濟中的經(jīng)濟涵蓋了整個國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的各個方面。
　　交通運輸節(jié)能減排是低碳經(jīng)濟發(fā)展的重要組成部分，高度重視、積極開展交通運輸行業(yè)的節(jié)能減排工作具有極為重要的意義。首先，節(jié)能減排是我國政府對國際社會做出的鄭重承諾，實施交通運輸行業(yè)節(jié)能減排是貫徹國家政策的基本要求。其次，實施交通運輸節(jié)能減排是解決能源緊缺的重要途徑。交通運輸行業(yè)油品消耗量占全社會油品消耗總量的33%。在全社會能源需求緊張、能源開采量有限的前提下，實施交通運輸行業(yè)節(jié)能減排，不僅是解決能源緊缺的有效途徑，同時也對交通運輸行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有推動作用。再次，實施交通運輸節(jié)能減排有利于轉(zhuǎn)變交通運輸?shù)陌l(fā)展模式。現(xiàn)階段我國交通運輸發(fā)展更為重視行業(yè)規(guī)模和效益，忽視了發(fā)展過程中所帶來的社會成本和負(fù)面效應(yīng)。實施交通運輸節(jié)能減排，通過強調(diào)發(fā)展質(zhì)量，緩解快速發(fā)展過程中的矛盾沖突，可降低由于發(fā)展帶來的負(fù)面影響。
　　二、低碳時代我國鐵路運輸節(jié)能減排的措施建議
　　低碳時代我國鐵路運輸節(jié)能減排的措施應(yīng)加快電氣化鐵路發(fā)展，實現(xiàn)以電代油，提高用電效率，發(fā)展機車向客車供電技術(shù)，推廣使用客車電源，逐步減少和取消柴油發(fā)電車，優(yōu)化機車操縱，降低鐵路運輸燃油消耗。
　　（一）積極開發(fā)鐵路車輛節(jié)能技術(shù)
　　一般來講，鐵路車輛節(jié)能技術(shù)主要由兩部分構(gòu)成：車體結(jié)構(gòu)輕量化和車體形狀流線化。實現(xiàn)車體結(jié)構(gòu)輕量化的主要途徑有兩個：一是采用新材料；二是采取合理的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。對于高速列車來說，高速列車比傳統(tǒng)列車的運營速度有大幅度增加，這需要將列車車體外形設(shè)計成流線形，以減小空氣阻力的影響，降低能耗，提高列車運行的穩(wěn)定性；車體需采用輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計，以降低能耗和輪軌作用力。
　　（二）大力發(fā)展電力機車降低能耗
　　以我國各種運輸方式的油耗為例，根據(jù)《中國統(tǒng)計年鑒（2006）》公布的相關(guān)數(shù)據(jù)，按每100t·km換算周轉(zhuǎn)量的標(biāo)準(zhǔn)油耗計算，鐵路油耗約為水運的1/3，公路的1/37，民航的1/140。此外，在各種運輸方式中，鐵路也是唯一可用多種能源替代石油的大能力綜合性綠色運輸工具。在我國，目前電氣化鐵路和高速鐵路已成為鐵路發(fā)展的主要方向，電力機車不占用我國緊缺的石油資源，是適應(yīng)我國能源特點的運輸方式。
　　（三）充分借鑒發(fā)達國家成熟的先進技術(shù)
　　與鐵路運輸相關(guān)的溫室氣體減排機遇主要包括：改進空氣動力學(xué)、減輕火車的重量以及引入再生能量制動和車載儲能技術(shù)等。相比之下，鐵路減排技術(shù)具有較好的可行性，并且已有部分技術(shù)被陸續(xù)投入應(yīng)用，取得了一定成效。例如，在改進空氣動力學(xué)方面，隨著鐵路持續(xù)提速，日本鐵路不斷采取減小車體斷面面積的措施，減小了列車的走行阻力；在減輕列車重量方面，JR東日本公司主要通勤列車實現(xiàn)了輕量化，節(jié)能效率持續(xù)提高。
　　在引入再生能量制動和車載儲能方面，近年來日本鐵路已經(jīng)啟動采用蓄電池裝置、提高電動機和變換裝置效率、開展再生制動方式的研發(fā)工作，再生電池和電容器元件的研發(fā)取得了較大進展，鐵路蓄電池和電力再生制動方式等的應(yīng)用，既節(jié)省了電能，也間接減緩了發(fā)電產(chǎn)生的溫室氣體排放。因此，我國鐵路運輸要充分借鑒發(fā)達國家的成功技術(shù)，盡快提升節(jié)能效率。
　　（四）加大新技術(shù)的運用
　　隨著空調(diào)旅客列車機車向客車供電技術(shù)的日趨成熟，鐵路部門應(yīng)逐步取消燃油發(fā)電車，以電代油，實施機車向客車直接供電技術(shù)。在甩掉發(fā)電車以后，每列車每年的發(fā)電燃油污染以及發(fā)電車給車站及沿線帶來的噪聲污染也隨之消失。伴隨著客運專線的建設(shè)和線路的電氣化改造，我國電氣化鐵路發(fā)展迅速，主要繁忙干線實現(xiàn)客貨分線。由此可見，在電氣化鐵路區(qū)段，空調(diào)客車實施機車向客車直接供電技術(shù)，取消柴油發(fā)電車，將產(chǎn)生巨大的節(jié)能減排社會效益。
　　（五）提升電氣化鐵路的能源利用效率
　　從用電總量上來看，作為節(jié)能型交通運輸方式的鐵路仍然是用電大戶，提高電氣化鐵路的能源利用效率，將產(chǎn)生可觀的節(jié)能減排效益。例如，白銀西牽引變電所直掛式無功動態(tài)自動補償裝置——無功動態(tài)補償裝置根據(jù)牽引負(fù)荷狀態(tài)隨時進行動態(tài)補償，當(dāng)無電力機車運行時，由電抗器吸收固定電容器產(chǎn)生的過補償，達到提高功率因數(shù)的目的，從而減少了電能損耗，常年運行下來，可產(chǎn)生較為可觀的節(jié)能減排社會效益。
　　（六）強化機車乘務(wù)員的節(jié)能減排意識
　　為了從技術(shù)和管理上解決機車優(yōu)化操縱的問題，提高機車乘務(wù)員節(jié)能駕駛意識，成都鐵路局組織有關(guān)單位開發(fā)了電力機車耗電記錄儀及機車操縱評價系統(tǒng)。該系統(tǒng)的應(yīng)用較好地解決了準(zhǔn)確計量、自動統(tǒng)計、考核評價等問題，加強了電力機車能耗管理。并可以通過路局、機務(wù)段之間的聯(lián)網(wǎng)，建立和完善機車運用成本管理體系。在電力機車耗電記錄儀及機車操縱評價系統(tǒng)推廣應(yīng)用的基礎(chǔ)上，成都局各機務(wù)段根據(jù)設(shè)備特點陸續(xù)完善了機車乘務(wù)員機車用能考核辦法，建立了多節(jié)多獎的考核機制，并取得了顯著的節(jié)能減排效果。
　　三、大準(zhǔn)鐵路在節(jié)能減排工作中的多項措施
　　大準(zhǔn)鐵路正線全長264.2公里，龍點南支線21.9公里，其他支線、聯(lián)絡(luò)線20.1公里，運營里程共計306.2公里。全線為單線電氣化鐵路，目前正在進行增二線施工工程。
　　大準(zhǔn)鐵路自運營以來一直秉承低碳環(huán)保理念，機車配置正逐步由最開始的以內(nèi)燃機為主到現(xiàn)在的以電力機車為主的局面，目前大準(zhǔn)鐵路現(xiàn)支配電力機車75臺（其中租賃24臺），內(nèi)燃機車24臺。并且實施多措并舉的形式壓縮列車周轉(zhuǎn)時間、提高車輛的運用率，從而達到節(jié)能減排的目的。
　　（一）加強挖潛提效考核工作
　　通過加強挖潛提效實時考核以及車機聯(lián)控、列車達速等考核工作，有效壓縮了環(huán)節(jié)作業(yè)時間，提高了各項技術(shù)指標(biāo)質(zhì)量：2011年列車全周轉(zhuǎn)時間30.8小時，比2010年壓縮了0.5小時；技術(shù)速度54.0公里/小時，比2010年提高了2.0公里/小時；旅行速度35.2公里/小時，比2009年提高了1.6公里/小時。
　　（二）研究增加萬噸列車開行對數(shù)
　　深入研究萬噸列車增開方案，結(jié)合點二段增二線逐段開通，及時調(diào)整了列車運行圖，萬噸列車由2011年年初的日均16對增開至18對，有效提升了大準(zhǔn)鐵路運輸能力。組織丹洲營地區(qū)電廠、岱海電廠萬噸列車牽引試驗，為適時增開管內(nèi)電煤萬噸列車奠定技術(shù)基礎(chǔ)。
　　（三）整合業(yè)務(wù)規(guī)范流程
　　將原屬供電段電力調(diào)度業(yè)務(wù)劃歸調(diào)度指揮中心統(tǒng)一管理，實現(xiàn)了行調(diào)、機調(diào)、電調(diào)工作的有效銜接，充分發(fā)揮電力遠(yuǎn)動系統(tǒng)功效，天窗內(nèi)停送電作業(yè)時間節(jié)省8分鐘；研究取消了丹洲營、九蘇木站電煤列車到達技檢作業(yè)，壓縮管內(nèi)列車全周轉(zhuǎn)時間，提高車輛運用效率。
　　（四）增大列車編組
　　通過研究機車牽引動力、到發(fā)線能力，將部分電煤列車編組從60輛增加至68輛，全年相當(dāng)于增開19對電煤列車，增運電煤7萬噸。
　　（五）加大交接口協(xié)調(diào)力度
　　積極協(xié)調(diào)太原局，將大同口C80型車輛比例提高到88.6%，2011年比2010年增加2.4%，車輛平均靜載重提高到78.2噸，比2010年增加0.3噸，實現(xiàn)增運煤炭23萬噸。
　　（六）科學(xué)組織合理安排施工會戰(zhàn)
　　施工會戰(zhàn)期間，通過組織大型養(yǎng)路機械對施工后的線路及時進行跟蹤搗固，提高了線路開通速度，降低了施工對運輸?shù)挠绊懀瑢崿F(xiàn)增運煤炭31萬噸；將通勤客車調(diào)整為每4天開行一對，實現(xiàn)增開萬噸列車18對，增運煤炭14萬噸。
　　四、結(jié)束語
　　鑒于中國特殊的能源結(jié)構(gòu)，交通運輸能源消費和碳排放量的快速增長，加之我國在提高能源利用效率上尚面臨較大的技術(shù)和資金障礙，使得以交通運輸為代表的碳減排顯得更為緊迫。當(dāng)今交通領(lǐng)域的能源消費比30年前翻了一番，其排放的污染物和溫室氣體占到全社會排放總量的30%。面對不斷惡化的氣候和環(huán)境，實施交通低碳化是必然趨勢，鐵路實行電氣化已成為理想的低碳運輸方式。
　　參考文獻：
　　1.沈熙俫.低碳交通引領(lǐng)境外游[J].交通