高速公路項目能耗評估研究

徐婷 肖為

摘 要：文章將高速公路項目運營期能耗分為7個環(huán)節(jié)進行分項分析和計算，較全面系統(tǒng)的把握了高速公路項目運營期能源消費結(jié)構(gòu)和數(shù)量，為在項目前期階段進行的能耗評估和審查提供一定參考。

關(guān)鍵詞：節(jié)能評估；能耗分析；研究意義

1 節(jié)能評估背景

2010年9月，國家發(fā)改委制定《固定資產(chǎn)投資項目節(jié)能評估和審查暫行辦法》（國家發(fā)展和改革委員會令〔2010〕第6號，下文簡稱《暫行辦法》）并發(fā)布施行。按照《暫行辦法》的規(guī)定，各級人民政府發(fā)展改革部門管理的在我國境內(nèi)建設(shè)的固定資產(chǎn)投資項目，均應(yīng)對項目的能源利用是否科學(xué)合理進行分析評估，并編制節(jié)能評估報告書、節(jié)能評估報告表（以下統(tǒng)稱節(jié)能評估文件）或填寫節(jié)能登記表。

2 高速公路節(jié)能評估方法和流程

《暫行辦法》主要考察運營期能耗水平，按照項目建成投產(chǎn)后年能源消費量實行分類管理，具體分類辦法如下：

（1）年綜合能源消費量3000噸標(biāo)準(zhǔn)煤以上，或年電力消費量500萬千瓦時以上，或年石油消費量1000噸以上，或年天然氣消費量100萬立方米以上的固定資產(chǎn)投資項目，應(yīng)單獨編制節(jié)能評估報告書。

（2）年綜合能源消費量1000至3000噸標(biāo)準(zhǔn)煤，或年電力消費量200萬至500萬千瓦時，或年石油消費量500至1000噸，或年天然氣消費量50萬至100萬立方米的固定資產(chǎn)投資項目，應(yīng)單獨編制節(jié)能評估報告表。

（3）上述條款以外的項目，應(yīng)填寫節(jié)能登記表。高速公路建成通車后，項目的主要耗能體現(xiàn)在以下兩個方面：第一，為維持項目正常運行，照明、監(jiān)控、收費三大系統(tǒng)所消耗的能源，這部分主要消耗電能；第二，服務(wù)區(qū)、養(yǎng)護維修等附屬生產(chǎn)與生活設(shè)施所產(chǎn)生的能源消耗，主要為電、煤、成品油及耗能工質(zhì)。

文章以湖北某山區(qū)高速公路項目為案例，計算項目運營期耗能，評估項目能耗水平。

3 案例

某山區(qū)高速公路項目路線全長43km，全線采用80km/h設(shè)計速度，雙向4車道的高速公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。其中，擬建特長隧道11541m/2座，中隧道3592m/5座，短隧道829m/2座；互通式立體交叉3處（其中樞紐互通1處），主線收費站1處，匝道收費站2處，養(yǎng)護工區(qū)1處，服務(wù)區(qū)1處。

3.1 隧道營運期耗能計算

隧道運營期耗能主要包括隧道照明、通風(fēng)和監(jiān)控。

（1）隧道照明。隧道照明分為入口段、過渡段、中間段、出口段、洞外引道照明等幾大部分。根據(jù)各段照明亮度要求的不同，照明燈具功率規(guī)格有100W、150W、250W和400W四種。燈具均采用顯色性好、光效高、壽命長、對煙霧有較強穿透能力的高壓鈉燈光源，安裝于隧道二側(cè)壁上方。

燈具配置間距及規(guī)格采用公式計算。

Eav=η×Φ×M×N/（W×S） 公式

式中，Eav-路面平均水平照度；η-燈具利用系數(shù)，本項目取值0.6；Φ-燈具額定光通率；M-燈具養(yǎng)護系數(shù)，本項目取值0.65；N-燈具布置系數(shù)，本項目隧道燈具對稱布置，取值2；W-隧道路面寬度（m），本項目隧道行車道寬度7.5m；S-燈具間距（m）。

隧道照明系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)不同時段洞外亮度的變化相應(yīng)調(diào)整洞內(nèi)照明亮度，隧道白天調(diào)光分為四級，分別為晴天、云天、陰天、重陰天，對應(yīng)洞外亮度分別為L20（S）、0.5L20（S）、0.25L20（S）、和0.13L20（S）。另外，夜晚時段洞內(nèi)也需相應(yīng)減光，屆時隧道全段洞內(nèi)亮度與中間段亮度相同。由此確定白天四級及夜晚共5個時段的隧道各段亮度、照明控制及年耗電量。

本項目隧道照明年耗電量合計為395.3萬千瓦時/年。

（2）隧道通風(fēng)及其主要設(shè)備。隧道通風(fēng)規(guī)劃設(shè)計應(yīng)根據(jù)交通量、隧道進出口氣壓、風(fēng)向、風(fēng)速以及地形、地質(zhì)等因素進行充分調(diào)查。由于節(jié)能評估和審查需在項目審批或核準(zhǔn)前完成，因此一般僅能根據(jù)項目工可研究成果，初步判定隧道通風(fēng)方式。

根據(jù)《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計規(guī)范》（JTJ026.1-1999），單向交通隧道，當(dāng)符合公式的條件時，宜設(shè)置機械通風(fēng)。

L×N≥2×106 公式

式中，L-隧道長度（m）；N-設(shè)計交通量（輛/h）。

經(jīng)計算，本項目有2座隧道（隧道長度分別為6.0km和5.5km）應(yīng)設(shè)置機械通風(fēng)；其余隧道20年運營期內(nèi)均可采用自然通風(fēng)。2座隧道均采用射流風(fēng)機分段式縱向通風(fēng)，在隧道拱部每間隔一定距離設(shè)2臺一組的射流風(fēng)機。經(jīng)計算，項目隧道通風(fēng)年耗電量合計為102.9萬千瓦時/年。

（3）隧道監(jiān)控及其主要設(shè)備耗能。隧道監(jiān)控系統(tǒng)主要是由車流監(jiān)控系統(tǒng)、照明亮度監(jiān)控系統(tǒng)、空氣檢測系統(tǒng)、火災(zāi)檢測報警系統(tǒng)及風(fēng)速風(fēng)向檢測系統(tǒng)等組成，根據(jù)《高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)模式》（GB/T18567-2001）等規(guī)范要求布置隧道主要監(jiān)控設(shè)備。經(jīng)計算，本項目隧道監(jiān)控及其主要設(shè)備年耗電量合計為97.7萬千瓦時/年。

3.2 互通立交區(qū)照明

互通式立交區(qū)宜在互通區(qū)范圍內(nèi)設(shè)置高桿照明，本項目選用35m升降式高桿燈，單桿功率7kw，保證互通區(qū)路面平均水平照度為101x。照明時段為夜間12個小時。經(jīng)計算，本項目互通立交區(qū)照明設(shè)施年耗電量合計為57.0萬千瓦時/年。

3.3 收費站收費監(jiān)控、照明及其主要設(shè)備耗能

收費站的能耗主要分為兩類，一類為監(jiān)控與收費系統(tǒng)；一類為收費廣場照明系統(tǒng)。

本項目全線設(shè)置匝道收費站2處、主線收費站1處。經(jīng)計算，項目收費站收費監(jiān)控及照明系統(tǒng)年耗電量合計為30.3萬千瓦時/年。

3.4 管理監(jiān)控分中心主要設(shè)備及耗能

管理監(jiān)控分中心的主要能耗分為兩類，一類為監(jiān)控與收費系統(tǒng)能耗；一類為辦公區(qū)建筑及場區(qū)照明系統(tǒng)。

本項目設(shè)置管理監(jiān)控分中心1處。經(jīng)計算，項目收費站收費監(jiān)控及照明系統(tǒng)年耗電量合計為19.6萬千瓦時/年。

3.5 服務(wù)區(qū)主要設(shè)施及耗能

服務(wù)區(qū)為連續(xù)行駛的用路者提供相應(yīng)的車輛及生活服務(wù)，應(yīng)設(shè)置綜合服務(wù)主樓、加油站、停車場、汽車維修、公共廁所等設(shè)施，其能耗設(shè)備主要為場區(qū)及建筑照明系統(tǒng)。

本項目設(shè)置服務(wù)區(qū)1處。經(jīng)計算，項目服務(wù)區(qū)照明系統(tǒng)年耗電量合計為20.7萬千瓦時/年。

3.6 高速公路日常養(yǎng)護及大修耗能

養(yǎng)護工區(qū)自身的能耗設(shè)備主要為場區(qū)及建筑照明系統(tǒng)。本項目設(shè)置養(yǎng)護工區(qū)1處，其照明設(shè)備年耗電量合計為4.4萬千瓦時/年。

同時，養(yǎng)護工區(qū)所承擔(dān)的日常養(yǎng)護及大修工作，是高速公路運營期間能源消耗的主要方面之一。由于工可階段尚無法對項目運營期養(yǎng)護、大修的具體工程量及消耗能源實物進行統(tǒng)計，文章根據(jù)省內(nèi)已通車運營的其它高速公路的養(yǎng)護大修工程量匡算出本項目此類工程能源實物消耗量。經(jīng)計算，在運營通車20年間，項目運營養(yǎng)護能源消耗總量為2583.3噸標(biāo)準(zhǔn)煤，平均每年消耗能源129.2噸標(biāo)準(zhǔn)煤，其中耗電50.4萬千瓦時/年，石油44.7噸/年，煤0.3噸/年，耗能工質(zhì)（水）14775.1噸/年。

3.7 員工生活耗能

員工生活耗能設(shè)備主要有照明、空調(diào)等電器設(shè)備，主要消耗電能，按人均每月消耗電量30千瓦時計算，經(jīng)計算，本項目年耗電量合計為6.1萬千瓦時/年。

3.8 匯總計算

項目運營期年平均能耗總量折算為標(biāo)準(zhǔn)煤為1030.5噸標(biāo)準(zhǔn)煤，其中年電力消耗量784.4萬千瓦時，占總消耗量的93.6%，年石油消耗量44.7噸，占總消耗量的6.3%。

根據(jù)《暫行辦法》文件規(guī)定，本項目屬需單獨編制節(jié)能評估報告書的項目類別，需編制節(jié)能評估報告書，報送相關(guān)部門審查。

4 結(jié)束語

文章將高速公路項目運營期能耗分為7個環(huán)節(jié)分別進行分析和計算，較全面系統(tǒng)的把握了高速公路項目運營期能源消費結(jié)構(gòu)和數(shù)量，為在項目前期階段進行的能耗評估和審查提供一定參考。