公路交通运输的节能对策

　　1  前言

　　改革以来，我国公路规模持续发展，到2004年底，全国公路总里程达到187.08万公里，其中高速公路3.43万公里，居世界第二位。公路交通运输在我国综合运输体系中占据及其重要的地位，它是旅客运输和短途货物运输的主体，是我国经济持续发展的重要保证。

　　不论是公路建设还是公路运输，它们发展的直接动力是能源。近年来，我国对经济、能源、环境协调发展已有了充分的认识，并将能源的可持续发展战略归纳为三个方面，即可持续发展节约战略、可持续发展能源优质化战略、可持续发展煤炭洁净使用战略。节约能源是在满足同一经济发展目标的情况下，能源投入少、引起环境污染少的发展模式，是能源可持续发展中的重要内容。但是，公路交通行业的能源利用状况却不尽人意。车辆技術状况差、车辆构成不尽合理、驾驶员技术水平不全面、运输组织化程度低是公路运输业高耗能的主要原因；特别从1993年我国成为石油净进口国以来，公路交通运输越来越受到能源因素的影响，能源已成为公路交通运输的重要约束，因此，加强公路交通运输能耗研究，对保证公路交通运输的可持续发展具有十分重要的意义。

　　2  公路运输与耗能

　　公路交通运输的主要能源是石油，石油是公路交通运输持续发展的原动力，是重要的战略资源。公路交通运输系统中的能耗主要源于公路车辆，可分为直接能耗和间接能耗，直接能耗主要是用于驱动车辆的那部分，间接能耗是指维护运营交通运输系统所需要的能源，主要包括维修运输车辆与养护道路所需要的能源。本文主要对直接能耗进行分析。

　　从总体上讲，目前我国能源消费总量约为美国的1／3，占世界能源消费总量的1／10，居世界第二位，但我国煤炭、石油、天然气的人均储量均低于世界的人均水平，特别是石油只占世界人均水平的11.1%。随着近年来我国经济的持续发展，能源供给和能源安全问题已经显现，这无疑会直接影响我国公路交通运输业的发展。

　　2.1  运输能耗不断增加，对国际市场的依赖性逐渐增强

 表1　　1990、1999、2000年我国公路运量与能耗

表2　　全国公路运输量预测结果汇总

　　资料来源：交通部规划研究院《“十一五”及2020年全国公路交通需求预测》

　　从各种能源的储量来看，我国石油资源明显不足。据石油部门分析，目前我国石油可采储量为33亿吨，近几年年产量维持在1.6亿吨左右，2001年为1.69亿吨，石油产量的高峰出现在2010～2020年，最高产量为2亿吨。以后逐年下降，到2030年维持在1亿吨水平。

　　从世界范围看，世界剩余石油 1400亿吨，未来50年石油仍将是重要战略资源，目前年产量32亿吨，估计2010年和2020年将达到35—39亿吨。

　　从1993年我国成为石油净进口国以来，我国石油进口量呈逐年递增趋势。到2004年，进口达到1.2亿吨，这是我国原油年进口首次超过亿吨，占世界石油总量的 3%，对外依存度上升到40%。

　　在我国交通运输能源消耗中，石油占70%，电能占20%，其余部分为天然气、乙醇等。单就公路交通运输的能源消耗而言，几乎全部为石油能源，已经成为我国石油能耗的大户之一。

　　2000年，我国公路交通运输能源消耗量4800多万吨，占我国石油年产量的30%左右，比1999年增长7.18%，大大超过了过去10年我国每年平均能源消费2.6%的增长速度。在能源消耗中汽油和柴油分别为3521万吨和1286万吨，分别占我国汽油和柴油消耗量的85%和20.4%。

　　表1列出了1990、1999、2000年我国公路运量与能耗情况，表中显示：从1990年到2000年，我国公路客、货运量分别从648085万人、 724040万吨增长到1347392万人、 1038813万吨，年均增长速度分别为 7.6%和3.7%，而能源消耗则从3464万吨增加到4800万吨，年均增长速度为3.3%。

　　显然，我国公路交通运输的能源消耗与公路货运量呈同步增长态势，表明公路交通运输与石油能源密切相关，在我国石油资源有限的情况下，随着我国石油对国际市场的依赖性不断增强，我国的公路交通运输业的能源消耗也越来越多的依赖于国际市场。

　　2.2  未来年份，运输能耗进一步增加，公路交通运输业可持续发展的能力日趋脆弱，石油越来越成为公路交通运输业的重要约束

　　据专家预测，到2020年中国石油需求量将达到4亿多吨，而中国的石油产量只有1.6—1.7亿吨左右，届时中国将有2.4亿吨的石油缺口。那么公路交通运输业将有多大缺口呢?

　　近年来，我国经济的快速发展带动了公路交通的大发展(公路规模的扩大和汽车保有量的增加)，使公路交通运输一直保持持续增长的态势。根据交通部规划研究院对全国公路交通需求的预测，2010年旅客周转量将达到14300亿人公里，货运周转量将达到9800亿吨公里，2020年旅客周转量将达到25000亿人公里，货运周转量将达到15000亿吨公里，见表2。

　　由于能源消耗与公路运输量密切相关，运量的增长必将导致能源消耗量的增加，也就是说，完成一定的运量，就对应一定的能源消耗，根据汽车单位运输油耗模型，可以预测不同运量下的能源消耗量，结果见表3。

　　F=0.06941V²-6.72364V+294.8

　　式中：

　　F—汽车基本油耗(升／千吨公里)

　　V—汽车行使速度{公里／小时}

表3　　全国公路运输能源消耗量预测

　　注：预测时考虑因汽车技术进步，油耗递减车速提高等因素

　　以上预测结果说明：我国的公路交通能耗，随着经济社会的发展和运输量的不断增加，在未来年份会进一步增长，到2010年和2020年将分别达到8480万吨和14372万吨，如果石油产量为20000万吨(高峰值)，假定其中的30%(2000年水平)用于公路交通运输，则公路交通运输的能源缺口将分别达到2480万吨和8372万吨。这就意味着我国公路交通运输的能源消耗量到2010将有29%来源于进口，到2020年将有58%来源于进口。

　　这种对国际石油市场依赖性的逐年增大，将使我国公路交通运输的可持续发展能力日趋脆弱，能源供求将越来越成为制约我国公路交通运输发展的重要约束，并随时面临着石油供应的安全问题。

　　3  影响公路运输能耗的因素

　　影响汽车运输油耗的因素很多，主要包括以下几个方面：

　　3.1  公路条件

　　公路条件是指公路的几何条件和路面特性，如纵坡，路面平整度。一般对于纵坡大、路面平整度差的公路，以相同的汽车完成同样的运量要比纵坡小、平整度好的公路消耗更多的燃料，从这个意义上说，高等级公路运输比低等级公路运输节能，即能源利用率会因公路等级的提高而提高。目前中国高速公路的平均时速可达到80～100公里，车辆的油耗要比普通公路节约20%以上，公路设施水平对汽车能耗起着非常重要的作用。

　　但是，高等级公路能够刺激或促进车辆的运行，使运量加大，所以总体能耗仍在加大。

　　3.2  车辆特性

　　车辆特性是指车辆的物理特性和运行特性，如车行技术车速。车辆的技术状况是影响油耗的主要因素。我国汽车技术状况与发达国家相比还比较落后，汽车能源消耗水平与国外发达国家存在着相当大的差距。在汽车技术性能方面，如果将相同或相近车型进行燃油效率比较，我国汽车每百公里平均油耗比发达国家高20%以上，资源利用效率较低，如机动车百公里油耗比欧洲高25%，比日本高20%，比美国高10%；载货汽车百吨公里油耗比国外先进水平高一倍以上。

　　近年来，我国公路交通运输车辆的单耗基本上趋于一个稳定的水平， 2001年汽油客车为12.0升／千人公里，柴油客车为8.0升／千人公里；汽油货车为8.0升／百吨公里，柴油货车为6.0升／百吨公里。但美国20世纪80年代初，大型汽车运输企业的每百吨公里油耗仅为3.4升。显然我国公路运输蕴含着巨大的节能潜力。

　　对于公路运输车辆，柴油车的节能效果比汽油车大，主要体现在热效率高、油耗低、能量利用率高等方面，但我国柴油机技术落后、噪音很大、黑烟滚滚，环境污染严重。

　　3.3交通流条件

　　交通量大小和交通构成是影响车速的重要因素，通常交通量大的混合交通要比交通量小的非混合交通条件下，车辆的能耗要大。我国普通公路上，混合交通严重，车辆平均行驶速度一般只有20—30公里／小时，为非经济车速，此时油耗较高。

　　3.4  其他因素

　　驾驶员的操作水平、交通管制等也是影响公路运输能耗重要因素。研究表明，不同操作水平的驾驶员驾驶车辆油耗相差达7%~25%；车辆平均吨位每提高1吨，车辆的单耗就可降低6%；拖挂车运输比单车运输平均降低油耗30%左右；车辆的里程利用率提高1%可使汽车油耗降低3%等。因此，提高汽车使用水平，将是道路运输节能的一个重大突破口。

　　4  节能对策

　　要从根本上解决能源制约，满足因经济发展而导致的日趋增长的公路运输需求，在大力发展新能源、尤其是可再生能源的同时，还要坚持节约优先，走一条低能耗的发展之路，建设节能型的交通运输业。

　　4.1  改善交通条件

　　改善交通条件包括提高公路等级，提高路面铺装率，改进交通信号，建立单行线网络，拓宽交叉路口，平交路口改立交路口，高速公路监控，尽可能减少堵车，缩短车辆在路上的等待时间等等，可以降低车辆运营过程中的能源消耗。

　　改进路面结构及材料，减少道路养护中的能源消耗。道路养护的能源消耗依照道路等级与路面类型而定，高等级公路年度能耗比低等级公路要高，沥青混凝土路面年度能耗比水泥混凝土路面要高。

　　4.2改进运输车辆

　　包括改善发动机的燃料经济性、减轻车辆自重、减少行使阻力(子午线轮胎、流行性车身等)，改进变速箱和传动系。

　　4.3利用替代燃料

　　加强汽车替代燃料的研究应用工作，摆脱汽车对石油的完全依赖，如开发使用液化石油气汽车、压缩天然气汽车；用乙醇、裂解油、碱性植物油等生物质液体清洁燃料直接代替汽油柴油等动力燃料；在汽油中加入10%的酒精，可提高汽车的辛烷值，改善内燃机效率。总之加强科技开发，积极使用其他替代能源是节能的重要途径。

　　4.4  适当发展柴油轿车

　　柴油车的燃烧效率要高于汽油车，一辆2吨重的轿车，柴油车的燃烧效率要比汽油车高20%。由于柴油车的经济性明显高于汽油车，在整个欧洲，柴油车在新车市场上的占有率从1997年的22%上升到了2000年的 32%；在日本，柴油车占了社会保有量的14%。随着我国私人拥有轿车的不断增加，从节约能源角度出发，应当适当发展柴油轿车。

　　4.5发展公共交通

　　不同客运方式之间的能源单耗水平相差很大，铁路和公共汽车都要远低于轿车，它们的能耗比是，铁路：公共汽车：汽车=1：3：20，因此发展社会公共交通是节约能源消费的一个重要途径。

　　4.6加强交通管理

　　发展改善公共交通服务，包括公共交通专用车道，公交线路优化；改进运输组织、加强运输管理，通过车辆购置费、注册费、养路费(或燃油税)、停车费、过路过桥费等对车辆购买及使用加以适当调节，鼓励人们选择节能的交通方式出行。

　　5  结语

　　能耗的日益增加与能源的日趋枯竭是一对很难调和的矛盾，节能也只是使能耗的增加量有所减少，暂时减缓对能源的压力，并不能从根本上改变能耗日益增加的趋势，更不能彻底消除对能源枯竭的威胁。怎么办?经济的发展，乃至对物质生活的需求，当然包括公路交通运输需求，决不能超过能源资源的承负能力，否则这样的发展就是不可持续的。 

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