市政道路运营期耗能计算与分析

朱 勇 朱艺焱

(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司 贵阳 550081)

2017年，国家发改委发行《固定资产投资项目节能审查办法》，规定政府投资项目需取得节能审查机关出具的节能审查意见，至此，节能评价成为建设项目前期工作必不可少的环节。我国对高速公路的互通、隧道等设施节能评价方法及过程[1-2]进行了许多探索，而市政道路则相对较少。

市政道路建设包含城市范围内的道路、桥梁、给排水、污水处理等，随着城市化进程加快，市政道路建设逐渐成为基础设施建设的重点。如何进行市政道路运营期耗能分析，识别高速公路与市政道路运营期耗能的不同侧重点，为市政道路项目节能评价提供参考，已成为亟须解决的问题。

1 市政道路运营期耗能计算内容

市政道路项目与高速公路一样，主要消耗的能源包括煤、电、水、汽油、柴油、重油等。

按照能源消耗的工作领域不同，将市政道路营运期的主要耗能项目划分为4个方面：①为维持项目正常运行，如隧道照明与通风等所产生的能源消耗，该部分主要消耗电能y1；②项目营运期间所进行的日常养护、大小修等所消耗的能源y2，该部分包含电能、煤、石油及天然气等；③营运期耗能工质的消耗y3，主要为水；④附属设施(服务区、停车区、路灯照明设施、地下综合管廊等)的日常运行所产生的能源消耗y4，…，yn，主要为电能和石油等。采用统一的折标系数a1，a2，…，a5，将电、汽油、重油、柴油、水等能源消耗换算成标准煤。

2 市政道路运营期耗能计算步骤

上述4个方面耗能项目在计算具体耗能时，需要确定不同的计量指标。

1) 隧道照明与通风等所产生的能源消耗。隧道长度不同，其照明、通风、监控等设施类型及数量均不一致，隧道越长，其投资额越高，照明、通风、监控等设施需求越多，年均耗能指标也不同，取隧道长度为计量指标。

2) 项目营运期间所进行的日常养护、大小修等所消耗的能源。日常养护与维修主要是机械的能源消耗，根据路面养护和维修的面积确定具体消耗机械台班数量，取路面面积为计量指标。

3) 营运期耗能工质的消耗：市政道路运营期为车辆正常行驶等发挥作用，间接能源消耗是水、空气等，取水的体积为计量指标。

4) 附属设施(服务区、停车区、路灯照明设施、地下综合管廊等)日常运行的能源消耗。服务区、停车区、路灯照明设施按照具体数量进行计算。地下综合管廊按照供电电缆、监控电缆、供电设备的数量及覆盖的里程、线路传输功耗进行耗能计算。

耗能计算过程如下：第一步。确定耗能项目的计量指标，如隧道长度、路面面积、服务区数量、路灯盏数等；第二步。确定各项目参考的耗能指标，如单位长度隧道年均耗电量、机械台班耗能量、服务区年均耗电量、路灯设施功率及工作时长等；第三步。计算运营期耗能Y，计算方法见式(1)。

(1)

式中：xn1～xn5依次对应某耗能项目的电、汽油、重油、柴油、水的消耗量。如x11为隧道照明及通风的用电量。

3 案例分析

以贵州省某市政道路项目为例，其推荐方案全长17.035 km，桥隧部分占路线总长的31.21%，路面设施总面积为316 811 m2。全线有长隧道1 944 m/1座，单侧服务区1处，双悬臂路灯780盏等。项目参考能源折标系数见表1。

表1 项目参考能源折标系数表

3.1 隧道能耗计算

隧道耗能主要表现在照明、通风等方面，隧道在加强段采用高压钠灯，基本段照明采用LED灯[3]。根据高速公路隧道调查资料，运营期短、中、长、特长隧道日均综合耗能参考值见表2。

表2 运营期隧道日均综合耗能调查统计表

根据表2，市政道路隧道耗电参照上述指标执行。项目隧道(1 944 m)年耗能(折合成标准煤)。y1=1 944×2.04×365/10 000×1.229=177.90 t。

3.2 日常养护与大修能耗计算

1) 日常养护。日常养护及小修一般包括路面保洁、路肩培护、边沟清理、路面整修等[4]，耗能主要有汽油、柴油，根据项目所在地区日常养护路面经验，每年养护路面面积占总路面的3%。日常养护及小修机械设备选用及耗能情况见表3。

表3 养护机械及耗能表

2) 大修。本项目大修按每10年进行1次，大修内容主要为沥青混凝土路面的处治修补，大修路面经验值按总路面的1/3计。20年营运期内，共大修2次，将大修总耗能平均摊销到每年。本项目大修所用机械及耗能情况见表4。

表4 单次大修施工机械及耗能表

根据表3、表4可计算出本项目每年日常养护耗能3.274 t；2次大修总耗能150.0 t，平均摊销至每年为7.50 t。本项目日常养护与大修平均每年耗能y2=7.50+3.274=10.774 t。

3.3 工质能源消耗

本项目营运期的耗能工质主要为水，经估算本项目生产性用水为20.8 t/年，本项目所耗工质年耗能换算为标准煤为

y3=20.8×0.0857=1.782 t。

3.4 附属设施能耗计算

1) 服务区、停车区。服务区。停车区的耗能主要体现在维持日常运营消耗的电能。根据调查，每处服务区、停车区年均耗能约33万kW·h。本项目设置单侧服务区1处，服务区年耗能换算为标准煤

y4=32.996×1×1/2×1.229=20.276 t。

2) 路灯照明设施能耗计算。照明设施的耗能主要体现在维持双悬臂路灯日常运营消耗的电能。根据调查，每盏双悬臂路灯年均耗能约365 kW·h。见表5。

表5 运营期每盏路灯能耗调查统计表

本项目共设双悬臂路灯780盏，路灯照明设施年耗能折合标准煤为

y5=365×780×1.229=34.896 t。

3.5 项目营运期总能耗

由上述分析，可得到本项目营运期年均耗能为

Y=y1+y2+…+y5=245.628 t

20年营运期累计耗能为20×Y=4 912.56 t。

4 结语

通过案例分析，确定了市政道路项目运营期的主要能源能耗，为后续燃油节约计算及节能效果评价奠定了基础。市政道路项目涉及范围广，同高速公路节能评价相比，其分析侧重点在于：

1) 路灯照明设施、市政管线、地下综合管廊较复杂，相关配套电力设施运营期耗能量等需确定并纳入耗能计算范畴。

2) 评价年限不一致，由于市政道路经常出现翻修的现象，其大修、运营年限也会不同于高速公路，需结合实际情况进行养护及大修耗能计算。

本文借助案例总结了市政道路运营期耗能的考虑因素，可更加真实、合理地反映市政道路运营期耗能的实际情况。由于市政道路项目节能评估依据及理念仍在不断更新中，故进行节能分析时还需要结合工程项目具体条件进行完善。