一、城市軌道交通的特點及建設(shè)的必要性
隨著世界經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展,城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快、城市地域擴(kuò)大、人口猛增、人口向城市集中成為世界范圍內(nèi)的共同特點,大中型城市普遍出現(xiàn)了人口密集、機(jī)動車數(shù)量激增、交通阻塞、環(huán)境污染嚴(yán)重以及能源匱乏等城市病癥。城市交通是城市發(fā)展的生命線,城市交通問題已經(jīng)成為影響城市的社會經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的巨大瓶頸,對此,世界各個發(fā)達(dá)國家都在積極探索有效的解決途徑。
城市軌道交通具有大運(yùn)量、快速、污染少、占用城市用地少、節(jié)省能耗、安全、準(zhǔn)時與舒適的特點。多年來世界發(fā)達(dá)國家的實踐表明,只有大力發(fā)展以地鐵、輕軌為主體的城市軌道交通,才是解決城市交通問題的最佳途徑。
隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,城市規(guī)模擴(kuò)大、城鎮(zhèn)化水平不斷提高、出行需求總量持續(xù)增長以及機(jī)動化水平的提高,再加上原有的道路及公共交通設(shè)施已經(jīng)難以承載日益增加的車流和人流量,使得城市的交通問題愈加突出,塞車堵車成了習(xí)以為常的事情,城市交通擁堵狀況日益嚴(yán)重,交通不暢,嚴(yán)重制約了社會發(fā)展和人民生活水平的提高,改善城市公共交通已經(jīng)成為非常急迫的問題。為了解決好城市發(fā)展與交通之間的矛盾,我國近年來大力發(fā)展城市軌道交通事業(yè),以緩解城市交通問題,使得城市軌道交通的建設(shè)進(jìn)入了快速發(fā)展時期,城市軌道交通系統(tǒng)的大量建設(shè)和廣泛應(yīng)用已經(jīng)成為必然。目前,北京、上海、廣州以及深圳、南京和沈陽等城市都已有多條線路建成運(yùn)營,包括這些城市在內(nèi),還有多個城市都在進(jìn)行大規(guī)模的城市軌道交通的建設(shè)和籌備工作。
自1863年1月在英國倫敦開通世界上第一條地鐵以來,至2013年,世界城市軌道交通的發(fā)展己有150年的歷史。己有近50個國家的330余座城市修建了城市軌道交通,線路總長度有數(shù)萬公里。各大城市的地鐵、輕軌、城市鐵路以及新型的城市軌道交通都得到了很好的發(fā)展,為城市的客運(yùn)交通和經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了重要的貢獻(xiàn)。
我國于1965開始進(jìn)行北京地鐵的建設(shè),并于1969年建成了中國第一條地下鐵道——北京地鐵1號線,隨后北京市又建成了地鐵2號線(環(huán)線)、地鐵復(fù)8線(1號線的復(fù)興門~八王墳段)等線路。
經(jīng)過40多年的發(fā)展,中國進(jìn)入了城市軌道交通的蓬勃發(fā)展時期,已成為世界上城市軌道交通發(fā)展最迅速的國家。截止到2013年12月31日,僅在中國內(nèi)地就有19個城市已經(jīng)建成并正式運(yùn)營的城市軌道交通線路總里程達(dá)2476千米,至2015年末,全國建成并正式運(yùn)營的城市軌道交通線路總里程超過3000千米。目前,全國已發(fā)展和規(guī)劃發(fā)展城市軌道交通的城市總數(shù)已經(jīng)超過54個,全部規(guī)劃線路超過400條,總里程超過1.5萬千米。
可以看出,國內(nèi)城市在面臨交通問題時,正如發(fā)達(dá)國家所獲得的實踐經(jīng)驗?zāi)菢樱紝⒋罅Πl(fā)展城市軌道交通作為解決城市交通問題的重要手段,采取了相同的做法。
二、城市軌道交通的用能分析
城市軌道交通全部采用電力驅(qū)動,其總的耗電量非常巨大,以北京市為例,僅2013年北京地鐵運(yùn)營公司所擔(dān)負(fù)的線路上,綜合能耗就達(dá)17.7萬噸標(biāo)煤,而其中電能消耗占據(jù)了50%,據(jù)估算,到“十二五”末期,北京地鐵運(yùn)營公司承擔(dān)線路綜合能耗將達(dá)21.6萬噸標(biāo)煤,北京地鐵現(xiàn)在已經(jīng)成為北京市主要用能單位之一。其他城市的情況與北京相比,規(guī)律相同,由此可見,城市軌道交通是名副其實的能耗大戶。但從另外一個角度比較,在同等運(yùn)力情況下,城市軌道交通能耗相當(dāng)于小汽車的1/9、公交車的1/2,而且與這兩者相比具有占地小、成本低的特點。如能解決好能耗問題,對于解決城市交通、做好城市節(jié)能減排工作具有重要的意義。
城市軌道交通中最主要的兩個用電大戶是列車牽引供電系統(tǒng)和通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng),其用電量分別占到總用電量的1/2和1/3以上,節(jié)能潛力相對最大,當(dāng)然,其他設(shè)備系統(tǒng)也存在一定的節(jié)能潛力。
三、城市軌道交通的用能與節(jié)能方面需重點關(guān)注的問題和對象
從國內(nèi)城市軌道交通建設(shè)與運(yùn)營的實際狀況來看,其用能巨大且居高不下原因有多方面,就其主要的幾個方面而言有以下幾個因素:
(1)城市軌道交通用能評價標(biāo)準(zhǔn)缺失,急需建立軌道交通節(jié)能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及評估、評價體系。
城市軌道交通的建設(shè)在國內(nèi)沒有一個國家級的行業(yè)管理機(jī)構(gòu),各個城市基本上是在借鑒其他地方以及國外同行建設(shè)技術(shù)和經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,按照自己的需求進(jìn)行建設(shè),并形成了自己的技術(shù)水平,雖然設(shè)計上遵循同一規(guī)范,但用能上技術(shù)措施自行其是,技術(shù)手段和措施均有自己的特點,用能水平?jīng)]有一個普遍認(rèn)同的評價機(jī)制和標(biāo)準(zhǔn),在此方面研究力度嚴(yán)重不足,這從一定程度上制約了節(jié)能成效,需要從整個國家行業(yè)的層面建立科學(xué)合理的評價和評估機(jī)制。評價標(biāo)準(zhǔn)的缺失也亟待填補(bǔ)。
(2)城市軌道交通的主要用能系統(tǒng)相對占比很高,需要抓住主要矛盾加大研究力度。
城市軌道交通耗能系統(tǒng)多,節(jié)能優(yōu)化技術(shù)前景廣闊,需要抓住列車牽引以及通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)等主要方面,加大技術(shù)創(chuàng)新力度,并為創(chuàng)新技術(shù)的研究尤其是應(yīng)用提供強(qiáng)有力的支撐。
(3)城市軌道交通現(xiàn)狀是關(guān)注了一定的單一節(jié)能技術(shù),但缺乏綜合的、一體化的整體考慮,未形成系統(tǒng)性、綜合性的節(jié)能解決方案。
當(dāng)前,在國家大力提倡節(jié)能減排的社會氛圍下,城市軌道交通的建設(shè)與運(yùn)營商也出現(xiàn)了一定程度的節(jié)能技術(shù)研究,但多為單一系統(tǒng)的技術(shù)改進(jìn)與升級,有些也作了技術(shù)創(chuàng)新,這些都是非常好的嘗試,但從各系統(tǒng)相互影響、相互匹配方面,缺少綜合研究,節(jié)能減排的整體效果存在較大的提升空間,或者說還存在巨大的潛力,在這個方面應(yīng)引起高度重視。
(4)目前,城市軌道交通能耗的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)零散,急需建立能耗大數(shù)據(jù)庫和能源管控平臺,以提升能源管理水平、降低運(yùn)營成本。
當(dāng)今信息技術(shù)高速發(fā)展,各地城市軌道交通運(yùn)營的數(shù)量越來越多,在此條件下,非常有必要建立高層次的數(shù)據(jù)共享機(jī)制,并以此互相借鑒參考,推動節(jié)能工作的水平。
(5)目前城市軌道交通設(shè)備的發(fā)展上缺乏按照城市軌道交通自身的規(guī)律研發(fā)設(shè)備和產(chǎn)品的動力,尤其是應(yīng)用平臺。
國內(nèi)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(jì)60和70年代發(fā)展高峰時的總和,但在設(shè)備與產(chǎn)品的應(yīng)用上,仍然更多地沿襲著市面上已有設(shè)備盡量予以應(yīng)用的做法。但這些產(chǎn)品出現(xiàn)的初衷基本不是為滿足城市軌道交通的需要。我們應(yīng)站在適應(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。這方面的需求和市場是巨大的,發(fā)改委曾研究城市軌道交通裝備與制造業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略,這是非常好的思路,應(yīng)予以落實和落地。
■李國慶 作者系北京城建設(shè)計發(fā)展集團(tuán)股份有限公司黨委書記