呂 莎,劉會軍,黃承鋒
(1.重慶交通大學 交通運輸學院,重慶 400074;2.重慶交通大學 財經學院,重慶 400074)
據估計,目前全球的溫室氣體排放約為 470 億 t的二氧化碳當量,如果不采取任何行動,到 2020年,全球溫室氣體排放將達 550 億 t 以上,大量溫室氣體的排放將給地球帶來災難性的后果[1]。因此,以低能耗、低污染、低排放為基礎的低碳經濟應運而生,許多國家已采取多種措施發(fā)展低碳經濟。目前,交通運輸已經成為最大的石油消耗部門。城市間氣候變化專門委員會 (IPCC) 報告顯示,全球溫室氣體的排放中,城市交通占 13.1%,是僅次于能源供應和工業(yè)生產的第三大排放部門[2]。
2006 年,我國城市交通的燃油消耗占到全國燃油消耗總量的 19.2%,其中常規(guī)公交和出租汽車的燃油消耗約占城市交通燃油消耗的 31.5%[3]。為實現城市交通的可持續(xù)發(fā)展,達到節(jié)能減排目標,現有的節(jié)能政策體系對城市交通的發(fā)展做出戰(zhàn)略部署,明確目標、要求、層次和重點。在這些政策中,城市交通領域的節(jié)能主要以結構調整為基本方向,大力提高公共交通出行比例;以優(yōu)先發(fā)展城市公共交通為基本戰(zhàn)略,從規(guī)劃、財政、用地、路權等各方面加大扶持力度;以發(fā)展大容量公共交通方式為重點,鼓勵發(fā)展城市軌道交通;以新能源應用為技術支撐,開發(fā)推廣代用燃料和清潔燃料汽車;以減少小汽車出行和降低公共交通油耗為主要途徑,提高能源利用效率[4]。
重慶位于我國西南山區(qū),市主城區(qū)地理條件十分特殊,山路、坡路和橋梁多,主干道車輛分流能力弱,車輛怠速行駛情況多,而近地面靜風和逆溫頻率高的氣象條件也不利于大氣污染物的擴散,環(huán)境污染更顯突出。重慶市《主城區(qū) 2008 年度交通發(fā)展報告》數據顯示,重慶主城區(qū)居民出行方式中,步行占 49.9%,公交占 34.2%,出租車占 5.9%,小汽車占 9.3%,其他占 0.7%[5]。從數據上看,重慶市公共交通出行比例達到 40.1%,但特殊的山城地貌交通特點,仍有約 60% 的市民出行選擇步行。重慶市地面公交擁擠、堵車現象嚴重,大運量、環(huán)保型的運輸方式——輕軌,只有2號線在運行,其他線路尚在建設之中,短時間內無法形成規(guī)模和網絡。從發(fā)展低碳經濟的角度看,重慶市尚有巨大的潛力。
重慶是國家最早推廣天然氣客車的城市之一。天然氣作為汽車燃料,既環(huán)保、又經濟、安全,與汽油、柴油相比具有許多優(yōu)點,尤其是環(huán)保性能好。天然氣主要成份是甲烷,與空氣具有相同聚集狀態(tài),不產生冷凝物,混合良好,燃燒完全。與汽油、柴油相比,天然氣一氧化碳排放可降低90%~95%,碳氫化合物可降低 40%~70%,氮氧化物排放可降低 30%~35%,二氧化碳排放可降低19%~25%,二氧化硫可降低 70%~90%,微粒減少 40%,天然氣客車排放均達到歐Ⅱ標準[6]。
常規(guī)公交車方面,截至 2008 年,重慶市主城區(qū)有公共汽車 6 519 輛,其中 CNG (采用壓縮天然氣為燃料) 公共汽車比例高達 95%。出租車方面,根據重慶市道路運輸管理局提供的資料顯示,截至 2008 年底,重慶市主城區(qū)出租汽車經營業(yè)戶為656 戶,其中出租汽車企業(yè) 50 戶 (國有4戶,民營46 戶),個體出租汽車車主 606 戶;出租汽車 8 375輛,其中羚羊型 6 264 輛,天語型 2 050 輛,蒙迪歐型 61 輛 (61 輛蒙迪歐型出租車已于 2009 年 12 月全部退出運營市場);CNG 出租車 8 371 輛,占出租車總量的 99.95%??焖俟步煌ǚ矫?,2007 年 12月 29 日,重慶市首條快速公共交通 (BRT) 示范線通車,共 10 輛 BRT 車輛投入運營。軌道交通方面,目前重慶市開通并運行的只有軌道交通2號線,2 號線線路全長 19.15 km (地下2.2 km),設 18座車站 (地下3座),維修基地1座,控制中心1座,主變電站2座,一期工程初期配車 21 列 84 輛(每列車4節(jié)車廂,遠期根據客流情況最多可以加掛8節(jié)車廂)。全線建成后,可形成最大單向3萬人次/h的客運能力,年客運量可達2億人次。軌道交通的運行以變送直流電為動力,不產生廢棄污染。
根據實際調研,重慶市主城區(qū)公共交通能耗情況如表1所示。
表 1 重慶市主城區(qū)公共交通能耗情況表
按照國標《營運車輛綜合性能要求和檢驗方法》,如果車輛達到國Ⅱ排放標準,通過計算可以得到:燃燒 100 m3天然氣將產生一氧化碳 1.41 kg,二氧化碳 190.4 kg,碳氫化合物 0.71 kg,氮氧化物2.5 kg。
根據表1以及換算得到的各種污染物排放指標,可以計算出2008年重慶市主城區(qū)所有公共交通車輛運行百公里所產生的各種污染物的排放量,見表2。
從表2可以看到,雖然重慶市的公交車輛已經使用了環(huán)保性能較好的天然氣作為燃料,但是二氧化碳的排放量仍然很高??傮w上看,車輛每百公里污染物排放的二氧化碳是一氧化碳的 136 倍,是碳氫化合物排放量的 272 倍,是氮氧化物排放量的 76倍。究其原因,主要的影響因素如下。
表 2 2008年重慶市公共交通污染物排放量匯總表
(1)重慶市區(qū)內的公交線路總體呈輻射式布局,主要輻射中心是渝中半島。渝中半島交通壓力過大,交通堵塞嚴重,車輛行駛時剎車與啟動頻繁,速度波動很大,增加了能耗。公共交通站場設置不合理,給行人換乘帶來困難,造成很多行人主觀上不愿意進站乘車,乘客隨意上下公交車導致停車與啟動次數增加,能耗隨之增加。
(2)重慶受地理地形條件的制約,道路縱坡相對較大,如主城區(qū)道路 20% 以上縱坡達到或超過極限坡度 (8%),而重慶東北和東南等山嶺重丘地區(qū)的道路線形條件更加惡劣,這是導致重慶市車輛能耗水平相對高于全國水平的主要原因之一。
(3)重慶主城區(qū)交通擁堵問題普遍存在,在這種交通條件下,車輛頻繁起動和加減速,而在非擁擠路段車輛則高速行駛,導致車輛總是處于極低速和高速之間不停轉換的行駛狀態(tài)。這種非經濟行車狀態(tài),不僅能耗極高,而且加劇了城市大氣污染。
(4)重慶夏季氣候炎熱,用于汽車空調和車身冷卻系統的額外能耗大增。調查發(fā)現,38 座的宇通客車和 38 座的安凱客車,在整個夏季運行期間,僅驅動汽車空調這部分能源消耗就占整個車輛能耗的5%~10%。同時,重慶多雨霧天氣,路面附著系數大大降低,能見度不高,車輛運行條件惡化。即使在平直道路上,考慮到安全因素,車輛仍然不能以經濟速度運行,能源消耗自然增加。
根據重慶市實際情況,由于主城區(qū)道路條件受客觀地形的影響較大,強行改變道路狀況的成本很高,因此不能選擇“路服從于車”的策略,而輕軌在短期內又無法形成網絡,因此重慶市主城區(qū)的交通節(jié)能應該分階段進行,按照低碳經濟的要求,一方面滿足低碳排放,另一方面也要滿足居民日常出行和經濟社會發(fā)展的需要。
該階段輕軌1號線、3 號線開始運行,分擔一部分客運量。一方面,應加大疏導管理力度,尤其是在輕軌施工路段,減少不必要的停駐,使車輛以經濟速度行駛,從而減少車輛運行中的能源消耗,提高能源利用率。另一方面,在新開通輕軌的區(qū)域,通過政策疏導、設施更新、線網改造、優(yōu)惠換乘等措施,進一步合理公交運輸組織和運力分配;對于輕軌到達不了的區(qū)域或新開發(fā)區(qū)域,應及時布點布線,提高公交線網的覆蓋率,以方便市民出行。
該階段軌道交通的6條骨干線路全部建成,主城區(qū)軌道交通能分擔較大部分的客流,除在銜接上繼續(xù)完善地面公交外,還應加強以下幾方面的建設。
(1)實現公共交通運行的現代化。在主城區(qū)范圍內全面應用全球定位系統 (GPS),建立完善的現代化管理和服務系統。
(2)繼續(xù)完善公共交通的環(huán)保性。普及利用新能源作為動力的城市客車,使公共交通車輛排放標準與國際接軌。
(3)燃氣消耗管理。燃氣消耗管理是節(jié)能管理中最重要的一項工作,只有全面掌握燃氣消耗和車速的關系,才能根據車輛的路線、租金等因素,確定最佳車速,提高車輛的經濟效益。①加強車輛運行過程的監(jiān)督控制。車輛運行不當會導致能源消耗大幅增加, 確保車輛在經濟工況下運行已成為運輸企業(yè)節(jié)能的一個重要手段。運輸企業(yè)應根據道路條件及車輛的技術性能,研究確立車輛合理的運行速度,利用汽車行駛記錄儀或GPS監(jiān)控系統實施對公交車輛的車速控制,最大限度地確保車輛在低能耗區(qū)內運行,達到利用經濟車速進行節(jié)能的目的。②駕駛能耗定額管理。能耗定額應根據車輛技術性能、運行線路、氣候條件、運輸要求等科學確定,并在實施過程中不斷修訂完善。在此基礎上,探索有效的能耗定額考核手段,做到準確、公正、公平、高效;開展車輛運行能耗定額管理,加強駕駛員的業(yè)務培訓,通過能耗定額考核數據的分析,為駕駛員找出能耗高的原因及實現節(jié)能的途徑,從而提高駕駛員的節(jié)能意識及責任感,降低燃料的非正常消耗。
交通行業(yè)發(fā)展低碳經濟,除了交通運輸企業(yè)自身應轉變經營方式、加大管理力度之外,國家在宏觀政策上的扶持也是重要的保證。目前“碳交易”已成為交通投融資的一項重要來源之一。清潔發(fā)展機制俗稱“碳交易”,是指發(fā)展中國家把工業(yè)廢氣二氧化碳等賣給發(fā)達國家以賺取外匯。重慶巴士快速交通發(fā)展有限公司已經攜手瑞士某公司,簽署協議進行“碳交易”,并且項目的立項申請已經獲得國家發(fā)展和改革委員會批準,重慶因此成為公交領域內全國第一個涉足清潔發(fā)展機制的城市。“碳交易”使發(fā)達國家締約方與發(fā)展中國家締約方均可獲得雙贏——協助發(fā)展中國家締約方實現可持續(xù)發(fā)展,促進《聯合國氣候變化框架公約》最終目標的實現;發(fā)達國家締約方因此實現其量化限制和減少溫室氣體排放的承諾。這無疑給交通行業(yè)發(fā)展低碳經濟開了一個好頭,值得進一步思索以及更有效的利用。
[1] 哥本哈根氣候大會隆重召開,有望簽署減排協議[EB/OL].(2009-12-08)[2010-06-07]. http://news.sina.com.cn/o/2009-12-08/074616735390s.shtml.
[2 余凌曲,張建森. 軌道交通對低碳城市建設的作用[J]. 開放導報,2009,(10)5:26-30.
[3] 陳 莎,馬 林. 城市交通系統的節(jié)能降耗技術政策研究[R]. 北京:中國城市科學研究會,2006.
[4] 陳 莎,楊少輝. 城市公共交通系統節(jié)能降耗對策研究[J].城市交通,2009,7(3):43-47.
[5] 陳 林. 主城區(qū)2008年度交通發(fā)展報告出爐[EB/OL]. (2009-05-12). [2010-06-07 ] http://www.cq.gov.cn/today/news/146022.htm.
[6] 肖俊斌,戰(zhàn)仁軍. 天然氣的特點及其在公共交通中的使用性能分析[J]. 農業(yè)裝備與車輛工程,2008(2):41-43.