一、中国交通运输节能现状与潜力
1、交通运输能源消费水平及能源利用效率
交通运输行业作为主要的终端用能部门之一,其能源消费包括两个部分:一是由完成运输活动的各种运输工具或设施直接消耗的能源;二是由各运输组织或管理部门服务于运输生产活动对能源的消耗。通常所涉及的交通运输行业能源消费等相关概念是指前者,而后者则可归于其他用能部门。
交通运输领域的能源消费主要通过各种运输工具或设施通过对能源的消耗,驱动相应的运输工具来完成运输活动,实现人或物有经济目的的位移。不同运输方式的耗能类型包括:
·道路机动车:包括通过各种能源驱动的道路机动交通工具,如各种类型的汽车、电车、拖拉机、摩托车、助力车等;能源类型包括:汽油、柴油、电力、压缩天然气、液化石油气、燃料电池、甲醇、乙醇等。随着科学技术的发展,采用太阳能等更清洁高效能源驱动的汽车在研发阶段,环保型机动车不断得到应用与推广,机动车用能多样化和环保化将成为发展趋势。目前在中国,汽油和柴油是主要驱动燃料,占道路机动车燃料的绝大部分,压缩天然气、液化石油气在一些城市公共汽车和出租汽车开始使用,在吉林省、河南省等地区开始推广使用乙醇汽油(即在汽油中添加一定比例(如10%)的乙醇)作为机动车燃料。
·铁路机车:目前包括蒸汽机车、内燃机车和电力机车三种类型,分别采用煤炭、燃油(主要是柴油)、电力作为驱动能源,磁悬浮列车也采用电力为驱动能源,可归于电力机车类型。中国目前三种耗能类型的铁路机车都存在,但主要是内燃机车和电力机车。
·民用航空:主要是各种民用飞行器,以航空煤油为燃料。
·水路运输:包括各种在内河、湖泊、远近洋运输的船舶以及港口装卸作业设施等以不同类型能源作动力源,这些能源主要有柴油、重油、汽油、电力等。
·管道运输:主要是管道输送动力设施,消耗燃油、电力、原油、天然气等能源。
中国交通运输领域的能源消耗总量是上述五类耗能类型的运输方式的耗能的加总。由于不同运输方式分属于不同的交通行业管理部门,因此,包括行业能耗以及节能领域的管理工作由相应的管理部门负责。如铁道部是铁路行业管理部门;交通部负责公路和水运(含港口)行业管理;民航总局负责民用航空运输行业管理;管道运输原来由国家石油天然气管道局管理,目前划归中国石油天然气集团公司和中国石油化工集团公司两家国有企业经营。
中国交通系统的一个特殊情况是城市交通作为一个相对独立的领域,传统上由建设部管理,虽然目前在全国的部分城市中逐步改为交通部门管理城市交通,但大部分城市的交通基础设施作为城市整体基础设施的重要组成部分由各城市规划建设,并归建设部及其下属行业系统管理,如公共交通运营管理,出租企业运营管理等。在以城市机动车管理方面,公共交通系统归属建设部管理,而私人机动交通工具的管理在公安、交通、建设、环保等行业系统都有相应的职能。
此外,国家发展和改革委员会在交通基础设施建设项目审批、运输及相关服务价格、民用航空器进口、大型船舶、机动车生产许可认证、交通设施技术改造项目和跨运输方式运营组织协调等方面具有管理职能;国家环保总局、国家质量技术监督检验检疫局负责制订运输工具排放标准与质量技术标准;公安部行使对全国低速载货汽车的管理职能(即原来由农业部管理的各种农用运输车辆);国家科学技术部在运输工具技术研发与试点推广等方面发挥主导作用。
上述分散的交通管理模式,导致在交通节能领域存在各自为政的状况,特别是在道路交通管理领域,城市外道路交通(公路运输)与城市交通相互隔离,私人交通管理缺位,对道路交通节能管 理带来困难和混乱。
根据中国统计年鉴,2002年全国交通运输、仓储及邮电通讯业的能源消费分别占总消费量的7.48%,其中,汽油、柴油、燃料油和煤油消费量占全国四类油品消费总量的36.7%,其中:汽油消费量1503万吨,柴油消费量2964.8万吨,燃料油消费量872.1万吨,煤油消费总量616.74万吨,分别占全国总消费量的40.1%、38.7%、22.5%和67.1%。深入分析可发现,由于能源统计中是按行业能耗进行统计,一些非交通行业的道路或水运交通工具以及大量的社会非运营交通工具的燃油消耗没有纳入交通行业的能源消耗统计中,据估计,目前全国汽油消耗总量的约90%和柴油消耗量的约60%被各种道路机动交通工具所消耗,显然能源统计中的口径有出入。
对不同运输方式的能耗水平和能效状况进行深入分析对把握整个交通行业节能状况与节能潜力十分重要。
(1)铁路运输能源消耗及能源使用效率
铁路是我国综合运输体系的骨干运输方式,在承担中长距离客货运输和短距离城间大运量客运领域具有其他方式难以比拟的优势。截至2003年末,全国铁路营业里程达到7.3万公里,铁路承担全国旅客运输量和客运周转量的6.13%和34.7%,承担全国货物运输量和货运周转量的14.2%和32%。全国铁路拥有内燃机车11359台,电力机车4622台,蒸汽机车343台。统计数据显示,铁路单位运输量能源消耗水平从1990年的160.6千克标煤/万换算吨公里下降到2003年的96.3千克标煤/万换算吨公里,综合单耗呈明显下降趋势,究其原因:一是铁路牵引用能结构发生根本性变化。1990年铁路牵引用能87%为煤炭,到2003年铁路牵引用能只有不足3%使用煤炭,97%以上为柴油和电力;二是铁路牵引动力终端能源利用效率得到提高。由于铁路牵引动力由过去80%以上用蒸汽机车牵引,改变到现在99%以上用内燃和电力机车牵引,牵引动力结构发生的变化,使能源消耗结构发生变化,铁路能源利用效率得到大大提高。蒸汽机车的终端能源利用效率一般在6~9%,而内燃机车的终端能源利用效率达25~26%;电力机车的能源利用效率达30~32%。
(2)道路运输能源消耗及能源使用效率
道路交通是各种交通方式中机动性最强、覆盖面最广的交通方式。自20世纪90年代以来,随着我国社会经济持续快速增长,公路基础设施条件不断改善,对公路运输的需求持续增长,例如,从1990年到2000年的十年间,公路运输承担客运量和客运周转量占全部运输方式总量的比重分别从83.9%和46.6%上升到91.1%和54.3%,公路运输承担货运量和货运周转量占全部运输方式总量的比重分别从74.6%和12.8%上升到76.5%和13.9%。同时,城市化进程的加快也使城市道路交通需求呈现快速增长态势,直接表现为私人机动交通工具拥有量激增,从1994年到2004年的10年间,全国民用汽车保有量从941.5万辆增加到2742万辆,年均增长11.3%,其中私人汽车拥有量从205.42万辆增加到1365万辆,10年增长近6倍。根据有关部门统计,1995年和2000年,道路机动交通工具(包括交通运营部门、产业部门自备车、服务业自备车、私人汽车等)分别消耗各类燃油合计5354万吨和8347万吨。
在道路交通需求快速增长的同时,道路交通成为交通运输行业能源消耗增长较快的领域,特别是由于道路机动车的快速增长,总能耗量呈现持续快速增长的势态。根据测算,从1990年到2003年的13年间,全国道路交通部门机动车能源消耗从1990年的3642万吨标煤增加到2003年的14200万吨标煤,年均增长为11.0%,低于同期民用汽车保有量增长水平,主要原因之一在于燃油单耗水平相对较低的小型汽车增长较快导致车辆结构发生了变化。此外,我国拥有大量不纳入交通行业统计的低速载货汽车(农用车),据有关机构统计,2003年全国低速载货汽车社会保有量近2000万辆,全部为柴油车,估计年消费柴油1100~1400万吨。
(3) 水路运输能源消耗及能源使用效率
水路运输主要为通过各种交通类运输船舶承担货物或旅客运输活动,主要分为内河(包括运河、湖泊)运输、近洋/沿海运输和远洋运输。目前水路运输特别是远近洋货物运输量占较大的比重,2003年水运货运量和货运周转量占全社会总量的10%和53.3%。水运行业能源消耗为注册运输船舶燃油消耗,主要燃料类型为燃料油与柴油,运输综合单耗从1990年的138.6千克标煤/万换算吨公里下降到2003年的90.4千克标煤/万换算吨公里,呈下降趋势,主要原因是远洋运输船舶向大型化、专业化方向发展,同时,在不断加大老旧船舶淘汰力度的同时,船舶制造技术在不同程度提高,从而整体上提高了船舶能源利用效率。
(4)民航运输能源消耗及能源使用效率
我国的民用航空运输在五种运输方式中发展速度最快。从1990年到2003年,全国民航系统完成的客运量和客运周转量分别从1660万人和230.5亿人公里增长到8759万人和1263.2亿人公里,占相应运输总量的比重分别从2.15%和4.1%增加到5.52%和9.15%。各种民用航空器是主要能源消耗工具,燃料类型为航空煤油。据统计,2003年我国民航运输能源单耗水平比1990年民航运输能源单耗水平下降了30%,主要源于机队结构优化和航线运营组织结构的优化使运输效率的提高。
(5)管道运输能源消耗及能源使用效率
管道是输送原油、成品油和天然气的主要运输方式之一。虽然管道所运输货类具有极大的局限性,但其具有不占用土地资源、运输安全、全天候、无污染、运输量大等优势。根据有关统计测算,1990年至2000年10年间,管道运输能源综合单耗从125.4千克标煤/万换算吨公里上升到138.02千克标煤/万换算吨公里。由于管道运输实行企业化管理与经营,且其承担的运输量十分有限,这里不作重点介绍。
2、中国交通运输行业节能潜力
不同运输方式的节能活动或意愿受到内部条件和外部条件的综合影响,内部条件主要包括某种方式的技术特征、运行模式、市场供求关系、经济承受能力、消费偏好等因素,外部因素主要是动力源的价格因素和环境约束因素。但就可控因素而言,不同方式的技术特征和运行模式是其节能模式或技术的决定因素。
(1)铁路运输的节能模式与潜力
我国的铁路行业目前仍是一个自成体系的独立系统,除运输经营活动外,还包括与运输活动相关联的上下游支持产业或服务体系,这里只介绍铁路运输过程的主要节能模式与潜力。
·通过调整牵引机车结构来改变能源消耗结构,提高能效;
·提高电气化铁道牵引负荷的功率和部分牵引变电所功率,改进目前的补偿装置,减低内燃机车千瓦小时耗油量;
·加强铁路节能管理,实行能耗定额管理;
·其他方面,如场站作业、客车照明、采暖等领域也存在巨大的节能机会。
据预测,到2010年,铁路运输综合单耗水平将下降到85~90千克标煤/万换算吨公里,以2000年为基准同比节能250~300千克标煤/万换算吨公里。
(2)公路运输节能模式与潜力
公路运输节能主要从车辆、道路和运输组织三个方面考虑。
首先,降低运输车辆的能耗水平,这需要从新车节能技术研发推广和现有车辆检测维护入手,前者需要通过相关政策标准对生产企业进行源头控制,后者是交通部门可以管理的内容,可以通过政策标准强制性淘汰老旧高耗能车辆、通过经济杠杆促进车型结构优化、加强车辆检测维护、对驾驶员进行专业培训等手段达到节能目的。
其次,通过改善道路条件,完善路网结构,可以达到节能降耗的目的;
再次,通过优化运输组织结构,提高公路运营车辆的实载率和里程利用率,降低空驶率来提高劳动生产率,从而达到降低能耗和节能目的。
此外,加强交通行业节能机构能力建设,使节能工作制度化,对促进交通节能具有长远意义。
据测算,如果采取上述综合治理措施,到2005年,全国公路运输行业营业性车辆汽柴油综合单耗降低5%,可节约燃油350万吨左右;到2010年,全国公路运输行业营业性车辆汽柴油综合单耗降低10%,可节约燃油800万吨左右。
(3)城市交通节能模式与潜力
中国的城市交通是交通行业节能潜力最大,机会最多,但同时节能难度最大的领域。
节能潜力最大是因为中国的城市交通存在的问题最多,如管理体制方面的、政策法规方面的、规划方面的、技术方面的、运营管理机制方面的、资金方面的等等,国内外都有许多解决这些问题的经验和教训可资借鉴,在其中一个或某几个方面有所改进都将带来城市交通环境的改善和效率的提高,进而直接或间接起到提高能效和节能的实际效果。
机会最多是因为城市交通受关注的程度最深。由于城市交通所产生的道路拥挤所带来的外部不经济成为一个世界性的问题,特别是城市机动车排放对环境带来的负面影响越来越严重,城市交通的可持续发展受到广泛的关注。
节能难度最大是由于中国的城市交通在管理上分散,地方政府的认识不统一,不同城市所关注的交通问题的重点不一致,对交通节能与排放控制的重要性认识存在差异。这就要求我们在本领域的工作采取由点到面,从易到难逐步推进,同时要持续性地开展相关信息的宣传工作和机构能力建设,提高全社会的节能与环保意识。
城市机动车燃油消耗量约占全部机动车能耗的一半以上,城市机动车密度大,小汽车占比重大,在代用燃料技术方面推广应用的潜力非常大。此外,国内外城市交通的发展经验表明,通过加强城市交通出行需求管理、改善城市交通供给结构等手段都会提高城市交通运行效率,如采取经济手段限制私人机动交通工具使用、征(增)收燃油税、排放税、停车费、高峰时段和区段通行收费、开辟公交快速专用通道、利用智能交通系统实现自动控制、适度发展轨道交通等,都会提高城市交通效率,从而提高能效,降低排放。由于与城市交通节能/减排相关联的问题太多,很难计算某项活动的节能量。
(4)水运节能模式与潜力
水运领域的节能主要集中在以下几个方面:
·在运输船舶动力设计领域采用高效节能技术和燃料替代技术,从源头控制能耗水平;
·船舶更新和加速淘汰老旧船舶达到节能目的,如船舶机型、船型、线型和推进效率等的改进,降低老船比重,淘汰木质船、水泥船,推广成熟的节能技术等;
·优化运输船队结构,如建立大吨位节能性船舶为主力的运输船队,在内河建立分节驳顶推船队为主力的运输船队,提高船舶载重量利用率等;
·在港口作业环节通过采用节能设备和优化作业流程达到节能降耗目的;
·加强水运节能能力建设,如建立节能中介服务机构,加强船舶用能检测,实施严格节能标准等。
据预测,到2010年,水运行业运输单耗达到70千克标煤/万吨公里左右,以2000年为基准全行业同比节能115~130万吨标煤。
(5)民航运输节能模式与潜力
由于民用飞行器从制造技术上实现节能的潜力有限,民航运输的节能将主要通过优化机队结构和航线结构,提高运输的规模化、网络化水平,从而提高整体运输效率,达到节能的功效。