一、高速鐵路推動了鐵路行業能耗結構的優化
。ㄒ唬└咚勹F路快速提升了鐵路行業的電氣化率
高速鐵路由于全部使用電力牽引,因而它的投入運營使得我國鐵路電氣化率近年來有了很大幅度的提升。表1顯示,“十五”期間,鐵路電氣化里程雖有增長,但進展緩慢。進入“十一五”時期,電氣化開始有了較快的增長,而這一時期正是高速鐵路大發展的時期,每年新投入運營的高速鐵路里程占到整個新投產鐵路里程的一半以上。2009年,在鐵路營業里程中電氣化率已超過40%,達到了41.7%,比上一年度攀升了7.1%,而整個“十五”時期才提升了2.56個百分點。2010年鐵路電氣化率進一步攀升至46.6%。作為“十二五”開局之年,2011年全路電氣化率達到了49.4%,電氣化鐵路里程差不多占到全部鐵路里程的半壁江山。需要說明的是,這一年的速度有所放緩,只增長2.8%,主要是受年初鐵路建設政策調整的影響。在鐵路安全大檢查、建設工程質量整頓工作結束后,預計從2012年開始新線建設將會有所加快,部分既有線電氣化改造也會提速。因此,完成2008年調整后的中長期鐵路網規劃,至2020年我國鐵路電氣化率至少要達到60%以上這一目標任務是完全可能的。
(二)高速鐵路優化了鐵路能耗
鐵路牽引能耗主要集中在機車上,因此機車結構的優化會對能耗結構的優化產生直接的影響。高速鐵路由于列車速度高、開車密度大,因而動車組(或電力機車)使用頻率高。一條等長的高速鐵路相當于普通鐵路數倍的機車使用量,因此,大大提高了電能在整個鐵路能源使用中的比重。我國高速鐵路的快速發展,極大地帶動了鐵路能耗結構的優化,已由過去以煤為主轉變為目前以電為主。根據有關統計數據顯示,2006年電耗第一次超過油耗,成為鐵路第一大能耗。2010年電耗所占比例進一步提升至63.9%,占絕對比重。與此相反,原煤和燃油消耗則呈進一步下降趨勢。尤其是2009至2010年,趨勢更為明顯:電力消耗提升13個百分點,而燃油消耗下降近10個百分點。而這兩年也正是高速鐵路投入運營最多的兩年。鐵路企業能耗結構已出現根本性的改善和優化,形成了以電力為主要能源的能耗結構。
鐵路能耗結構的優化推動了鐵路“以電代油”工程。根據統計,“十一五”期末,在運輸能耗總量增長幅度低于換算周轉量增長幅度的基礎上,鐵路行業實現“以電代油”1200萬噸,鐵路牽引成品油消耗量比“十五”期末下降了90萬噸!笆濉逼陂g,由于鐵路電氣化率的提升,預計鐵路行業實現“以電代油”將會取得更好的效果。
二、高速鐵路提升了鐵路行業的節能減排效應
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根據日本的研究資料,高速客運鐵路與小汽車、飛機相比,平均每人·km的能耗比例為1∶5.3∶5.6。如果以每個旅客消耗1單位燃料所能行駛的里程來比較,則高速鐵路為1.0,公路為0.62,航空為0.26。法國和德國的研究表明,以人·km為單位的換算能耗,公路是鐵路的1.8~2.4倍。參照日本新干線及法國TGV和國內有關資料,按每人·km標準能耗計算,各運輸方式能耗比較系數為:內燃機車牽引鐵路為2.86,電力牽引鐵路為1.93,高速鐵路為2.73,高速公路為22.05,飛機為44.1。因此,高速鐵路的能耗大大低于小汽車和飛機。盡管高速鐵路的能耗一般要高于普通鐵路,但是由于高速鐵路的作業效率要遠遠高于普通鐵路,從整體而言,高速鐵路節能效應要優于普通鐵路。
我國高速鐵路的發展只有短短5年多時間,大規模的高速鐵路建設正在全方位地展開。根據調研的初步數據統計,我國高速鐵路在節能方面已初現成效,表現在兩個方面:
首先,高速鐵路由于使用動車組,節能效果更為明顯。比如,“和諧號”CRH2型和CRH3型動車組,由于采用了流線型車體和輕量化技術,重量比一般鐵路客車輕30%以上,降低能耗效果顯著。大致測算,CRH3型“和諧號”動車組列車每小時人均耗電僅15度,從北京南站到天津站人均耗電7.5度,是陸路運輸方式中最節能的。
其次,高速鐵路除了使用電力機車,能實施“以電代油”工程外,其新式的站房設計由于采用了新技術,實現了節能環保。比如,已建成并投入使用的北京南站、天津站均設計了超大面積的玻璃穹頂,在各層地面還做了透光處理,充分利用自然光照明。北京南站還采用了太陽能光伏發電技術,充分利用了太陽能。按照《中長期鐵路網規劃(2008年調整)》,高速鐵路還將拉動沿線一大批新客站建設,將對整個鐵路行業的節能降耗產生積極的影響。
高速鐵路的快速發展有利地提升了我國鐵路的整體節能效應,鐵路綜合能耗呈遞減趨勢。2011年國家鐵路能源消耗折算標準煤1772.5萬噸,比上年增加35.2萬噸、增長2.0 %。單位運輸工作量綜合能耗4.76噸標準煤/百萬換算噸公里,比上年減少0.25噸標準煤/百萬換算噸公里、降低5.0%(見圖1)。單位運輸工作量主營綜合能耗3.90噸標準煤/百萬換算噸公里,比上年減少0.22噸標準煤/百萬換算噸公里、降低5.3%(見圖1)。
。ǘp排效應
高速鐵路動車組列車采用電力牽引,相較于其它諸如汽車、飛機、輪船等交通工具,具有明顯的低碳排放特性。有關數據顯示,以跨境巴士行駛高鐵香港段路程,每年會增加4700公噸的二氧化碳排放,若采用高鐵行駛,便能減少4700公噸碳排放。如果以每位乘客每公里的碳排放量計算,高鐵的碳排放量只是飛機和汽車的15%至25%,可大大減低對環境的影響。有研究表明,以倫敦前往巴黎的高鐵為例,每名高鐵乘客分攤的二氧化碳排放量,只是飛機乘客的10%。法國科學家奧萊利亞通過對高鐵建設中的碳足跡跟蹤檢測,得出如下結論:高速鐵路每千人公里的二氧化碳排放量僅為4千克,不到飛機的四分之一。高鐵只要運行8年,就能抵消高鐵建設中造成的總碳排放量,之后就是“零排放”和“負排放”。
我國高速鐵路的快速發展,明顯地提升了鐵路行業的減排效應。我國高速鐵路由于全部使用電力牽引,極大地優化了鐵路能耗結構,減少了對燃油的消耗,同時提高了能源利用效率,節約了能源,直接或間接地帶來了二氧化碳排放量的極大減少。除了二氧化碳排放量減少之外,其它一些污染物的排放量也有了明顯的減少。從2008年以來統計的數據看,國家鐵路在化學需氧量和二氧化硫排放量這兩項指標值上都是呈下降趨勢。2011年國家鐵路化學需氧量排放量為2195.9噸,比上年減少排放83.8噸、降低3.7%。二氧化硫排放量為4.01萬噸,比上年減少排放0.02萬噸、降低0.5%。
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