公路運輸場站綠色低碳發展和應用

時間:2022-06-04 11:09:25

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公路運輸場站綠色低碳發展和應用

1概述

交通運輸行業是我國國民經濟發展的基礎性和服務性行業,也是主要的終端用能行業,在為經濟發展提供有力支撐的同時,也產生大量的能源消耗和嚴重的環境污染。據統計,2014年交通運輸行業的能源消耗量約占全社會能源消耗量的10%左右,且消費的能源種類主要為汽油、柴油、和天然氣等不可再生能源,產生大量的CO、HC等污染氣體。在國家大力推進生態文明建設,實現綠色循環低碳發展的宏觀政策環境下,2013年交通運輸部相繼出臺了《加快推進綠色循環低碳交通運輸發展指導意見》等政策文件,計劃到2020年基本建成綠色循環低碳交通運輸體系,并先后頒布實施綠色循環低碳交通運輸省份、城市、公路、港口考核評價指標體系,推動了綠色低碳交通運輸體系的建設和發展。公路運輸場站作為推動交通運輸發展的重要基礎設施,也是構建綠色循環低碳交通運輸體系中重要環節,推動及實現綠色循環低碳的公路運輸場站發展勢在必行。公路運輸場站是指客運站和貨運站(場),客運站是為旅客運輸提供旅客換乘、周轉等服務的場所;貨運站(場)是為貨物運輸提供貨物集散、分揀、周轉等服務的場所。綠色低碳的公路運輸場站是指以減少溫室氣體排放為目標,以降低能源(資源)消耗、減少污染為基礎,注重公路運輸場站在設計、建設及運營環節的高能效、低污染、低排放,提升資源的利用率和減少環境污染。

2國外公路運輸場站綠色低碳發展政策與技術應用現狀

歐美等發達國家交通運輸行業十分發達,公路運輸無論是客運還是貨運在運輸行行業所占比重較高,作為運輸網絡基礎設施的汽車客運站和貨運站(場)的建設也具有較高的水平。但隨著能源使用的緊張、環境污染的加劇,環保型、節能型場站的發展趨勢不可逆轉。因此各國特別重視場站設計、建設及運營等環節的節能減排和綠色低碳,并制定相關節能法規及標準,積極推廣應用節能減排新技術,提高能源的使用效率,降低能源消耗,使場站更節能、更環保和更低碳。

2.1公路運輸場站綠色低碳相關法規和技術性標準

公路運輸場站作為公路運輸網絡中重要的節點,也是公共建筑的主要組成部分。國外公路運輸場站不僅注重站內運輸工具及設施設備運營過程的節能,同時也注重服務于運輸活動的建筑節能,并制定相應的法規和規范性文件。在公路運輸場站內運輸工具節能減排方面,國外發達國家早在1975年就出臺相關法規和車輛燃油經濟性標準,以限制公路運輸活動對資源和環境產生的負面影響。(1)美國頒布的《2005年能源政策法案》中,系統涵蓋了能源效率、可再生能源、石油和天然氣、車輛和燃料、機動車輛的燃油效率/企業平均燃料經濟性標準(CAFE)、電力、乙醇和汽油及建筑節能等主要內容,對運輸工具(車輛)提出能耗和排放要求。(2)歐盟的《車輛排放法規》,對車輛的排放提出了具體限值,目前部分成員國已經執行到歐Ⅴ排放標準,有效地節約了能源,降低車輛排放。在公路運輸場站建筑節能方面,國外發達國家也為了提高建筑中能源的利用率,減少建筑能耗損失,積極制定和實施建筑節能方面的法規和標準。(1)美國在1975年第一次頒布了美國采暖、制冷及空調工程協會標準《新建筑物設計節能》(90-75),并在1977年實施了《新建筑物結構中的節能法規》,并在以后每5年對標準進行一次修訂,此外,美國加州2008年通過的《建筑物綠色標準法規》要求加州所有新建筑,包括公路運輸場站、學校、醫院、商業大樓以及公共場所在未來五年內減少百分之十五電力的消耗、百分之二十的水資源消耗[1]。(2)歐盟2006年實施的《能源效率行動計劃》提出到2020年實現節能20%的總目標,具體涵蓋公共建筑、運輸和制造等行業,包括制定嚴格的電器節能標準,推廣節能建筑、節能汽車等75項具體措施,進一步推動歐盟場站建筑節能的發展[2]。(3)日本頒布的《節約能源法》,也對新建建筑有明確的節能要求和節能標準,對場站建筑的節能發展起到推動作用。同時日本住宅金融公庫頒布的《住宅建筑保溫隔熱標準》,要求建筑部分熱阻,對所用的各種保溫材料規定了最小的限度,有效的促進了公路運輸場站的綠色低碳建設[3]。在公路運輸場站運營方面,國外發達國家也出臺相關的節能法規和標準,推動場站選用節能設施設備,財政提供補貼,積極鼓勵使用新能源。如美國《2005年能源政策法案》鼓勵公路運輸場站使用可再生能源、清潔能源以及節能技術產品,減少場站運營時的能源消耗和環境污染,保持生態平衡和可持續發展。

2.2公路運輸場站綠色低碳技術應用現狀

世界各國在制定綠色低碳相關節能法規和標準、采用相關節能措施降低公路運輸場站能源消耗之外,還積極推廣應用綠色低碳節能技術,針對公路運輸場站設計、建設及運營的特征,世界各國采用的綠色低碳技術主要包括以下幾個方面。(1)合理規劃、布局及設計公路運輸場站的規劃合理、布局得當、設計科學,是決定公路運輸場站實現綠色低碳發展的基礎。國外發達國家在規劃中常以多式聯合運輸為基礎,最大限度地便于換乘和營造集疏運中心,對站點布局建設強調規劃先行,且要嚴格服從政府制定的運輸場站布局規劃。站內布局盡量采用小站房、大場地結構,采用立體化建筑充分利用土地,盡可能縮小規模,并且還要使得場站內布置合理,功能搭配得當,以利于提高車輛在場內的運營效率,減少能源消耗和污染排放。在設計方面,通過設計有利于節能的建筑朝向和平面形狀,限制建筑的體形系數、窗墻比,減少熱能損失,并充分利用自然風來減少空調耗能,實現場站的科學設計。(2)充分利用新能源為實現公路運輸場站的綠色低碳循環,國外發達國家充分利用太陽能、地熱能等新能源,降低場站對傳統能源的消耗。德國公路運輸場站在設計時要求做到布局緊湊合理,建設時充分利用太陽能技術,運營時要求熱水用量來自太陽能不得小于60%,1/3用電量來源于太陽能。此外,法國、加拿大等發達國家也充分采用太陽能技術,降低場站對常規燃料的消耗。德國在應用太陽能的同時,也充分使用地熱能,把供熱系統和通風系統連成一體,利用地熱能改善環境條件[4]。目前,瑞典、瑞士、奧地利等發達國家也積極采用地熱能新能源。(3)建筑保溫材料及技術建筑作為公路運輸場站的重要組成部分,其綠色低碳也是公路運輸場站綠色低碳的一部分。為實現場站建筑的綠色低碳,各國場站建筑中采用了大量的新型建材和保溫材料,如新型保溫材料NEO-POR和擠塑聚苯替代品PERIPO的應用,前者可以降低產品汲水率和導熱系數,后者應用在建筑物以下地下室的外墻部分,能起擋土和保溫作用;復合墻體結構技術已成功應用于場站建筑的建設環節,將保溫隔熱材料附著或填入墻體內,以提高墻體的熱阻,改善整個墻體的熱工性能。(4)節能空調及照明技術空調和燈具是公路運輸場站的主要電氣設備,也是主要的能源消耗設備,因此發達國家多采用效率較高的暖通空調制冷設備和節能照明燈具。如日本的空調多為集中式的變水流量與變風流量系統,在新風與排風之間,設有全熱交換器,空調系統的熱源采用真空式鍋爐,真空式鍋爐的壓力是處于真空狀態,保證安全,一般鍋爐效率都在88%左右[5];又如美國場站積極采用“能源之星”認證的高能效產品節能節能空調和照明燈具,從而節省場站能源費用,并保護環境。(5)節水技術水資源是公路運輸場站建設運營的主要資源消耗種類之一。因此國外發達國家非常注重水資源的合理利用,一般通過減少生產用水量,提高產品用水量的利用效率等節水措施,如循環用水、冷卻塔回用水、采用節水型用水器具、優化草坪澆灌用水、實行漏水控制等。此外,還采用一些經濟、等其他措施,如對場站用水實行監測,確定正確的用水量估計、調整水價結構等。許多國家或地區還加強場站對非傳統水源的使用,如污水回用和雨水的就地利用等。如日本的一些公路運輸場站就采用了雨水蓄水庫,將雨水蓄積起來作為公路廁所的沖洗用水。(6)充分利用自然環境日本于上世紀90年代提出了“與環境共生住宅”理念[6],強調建筑立面設計技術、自然采光、通風技術、太陽能供電系統、分區空調系統、智能照明系統、分區熱水采暖和制冷系統、水回收系統等設計與環境、氣候協調的建筑是節能的重要方法。因此日本公路運輸場站在設計時特別重視屋檐、窗簾、遮陽板、挑陽臺等布局設計,利用周圍自然條件,改善局部區域的微氣候,實現場站的能源消耗,如充分利用自然風來減少空調耗能;在場站建筑物周圍種花草樹木,可以調節區域內的微氣候,樹木綠葉具有遮陽作用,減少了空調能耗。國外發達國家通過制定健全的場站節能法規和技術性標準文件、采用相關節能減排措施、積極推廣應用場站的綠色低碳技術等手段,實現了公路運輸場站綠色循環低碳節能發展。

3我國公路運輸場站綠色低碳發展政策與技術應用現狀

近年來,隨著我國經濟的發展,公路運輸場站及其場站的綠色低碳都得到了長足有效發展,在一定程度上改善了公路運輸場站的狀況,使得公路運輸的合理化程度得到了一定提高。

3.1公路運輸場站綠色低碳相關法規和技術性標準

自上世紀80年代以來,我國就提出了“開發與節約并重,把節約放在優先地位”的能源戰略方針,來推動了公路運輸及其場站節能減排工作的發展。隨著公路運輸行業的發展,公路運輸場站數量的增加,管理部門相繼出臺一系列節能標準和規范性文件,交通行業標準《汽車零擔貨運站站級與建設要求》、《汽車客運站級別劃分和建設要求》、《集裝箱公路中轉站站級劃分、設備配備及建設要求》規范公路運輸場站在設計建設和運營時應遵循的節能原則和操作要求?!兜缆坟浳镞\輸及場站管理規定》、《道路旅客運輸及客運站管理規定》等部門規章從客、貨運站(場)的經營許可、經營管理等方面提出要求。2012年,交通運輸行業頒布實施的《客運站建設項目節能評價方法》、《貨運站(場)建設項目節能評價方法》、《公路運輸行業節能評價方法》、《公路運輸企業節能考核規范》等規范性文件,規范了客、貨運站(場)的節能指標、節能操作、評價方法、評價項目等內容,形成較為完善的公路運輸場站節能評價體系。場站建筑作為公路運輸場站的重要組成部分,建筑能耗是公路運輸場站能源消耗的一部分。近年來,國家出臺了《中華人民共和國建筑法》、《中華人民共和國節約能源法》、《中華人民共和國可再生能源法》等相關法律法規,加強公路運輸場站建筑的節能節地要求。國家標準《建筑給水排水設計規范》、《建筑照明設計標準》、《公共建筑節能設計標準》、《綠色建筑評價標準》等從不同的角度提出場站建筑的節能要求。

3.2公路運輸場站綠色低碳技術應用現狀

我國公路運輸場站綠色低碳技術的應用主要是在場站的設計、建設及運營環節,設計時采用先進的理念,降低能源的消耗;建設時采用新型建筑材料和充分利用自然條件;運營時積極采用新能源和節能節水技術產品。總的來說,公路運輸場站綠色低碳技術應用主要表現在以下幾個方面。(1)合理規劃、布局及設計隨著公路運輸場站的快速發展,場站規劃合理、布局得當、設計科學在場站節能減排中尤為重要,一些新設計的場站特別注重場站的規劃、布局及設計,使場站內各功能用房布置合理,功能搭配得當,客流(貨流)、車流等流線設計合理,實現場站規劃、布局及設計的綠色低碳。(2)充分利用新能源太陽能的利用有光熱轉換以及光電轉換兩種方式。廣義上的太陽能的來源是多方面的,利用建筑節能技術,以隔熱、遮陽技術為主體,發展太陽能推廣技術。目前,極少數的公路運輸場站使用太陽能照明燈作為汽車客運站的照明工具。太陽能電池板也逐漸得到應用,既節能又環保,同時也能實現可持續發展。但從目前的情況看,太陽能技術在公路運輸場站的應用比例不高,還有待進一步提升。(3)建筑新型材料目前我國公路運輸場站在建筑新型材料的應用主要以新型的吸聲材料、建筑新型墻體材料、保溫材料等為主。吸聲材料具有薄膜作用或者共振作用,自身的多孔性對入射的聲能具有很強的吸收作用,使聲能無反射的進入吸聲材料,使入射聲能絕大部分被吸收,吸聲材料的應用降低了場站對周圍環境造成的噪聲;加氣混凝土砌磚新型墻體材料是一種可用木工工具切割而成型的,用一層薄薄的沙泥砌筑表面,有特殊拉毛漿粉面,具有阻熱蓄能效果,是一種環保節能新墻體材料;此外,聚苯乙烯泡沫塑料(擠塑)、憎水型復合硅酸鹽聚氨酯保溫板等建筑絕熱保溫材料也得到一定的應用。(4)節能節水產品目前,我國公路運輸場站選用的照明、空調等電力能耗設備和水資源消耗設備均能符合國家的一般要求。部分場站為了減少降低運營過程中對能源的消耗,降低運營成本,其增加建設環節的投資,購買和使用符合國家更高能效要求的高效節能空調、冰箱、照明器具、風機、水泵等。

4完善我國公路運輸場站綠色低碳的幾點建議

近年來,我國的公路運輸場站綠色低碳工作取得了一些成效,但相較于國外發達國家仍然存在一定的差距,實現場站的綠色低碳還有一段路要走。今后一段時間內,可以從以下幾個方面加強公路運輸場站的綠色低碳工作。(1)健全公路運輸場站綠色低碳法規體系。實現公路運輸場站綠色低碳的發展離不開健全的法律法規體系,當前我國大多數的法律法規多是針對場站的節能發展出臺的,但場站的發展不僅要節能,而且還應綠色循環低碳,完善的法律法規可以為公路運輸場站綠色循環低碳的發展提供支撐。(2)實施有效的激勵政策和措施。激勵政策和措施主要以公路運輸場站使用,政府買單或補貼的形式共同推行新技術、新產品的應用,有效的激勵政策和措施可以促進公路運輸場站采用綠色循環低碳的技術和產品,從而公路運輸場站綠色低碳發展。(3)強化公路運輸場站管理人員綠色低碳意識。人是實現公路運輸場站綠色低碳的決定性因素,提高公路運輸場站管理人員綠色低碳意識,使其認識到場站綠色低碳發展的重要性,可以促使場站選用綠色低碳技術、產品,采用先進的管理理念,對能源使用進行精細化管理。(4)積極推廣應用新技術、新材料、新配件。當前先進的技術、材料在我國公路運輸場站應用有待提升,今后公路運輸場站在設計時應采用先進的節能設計理念,建設時采用新技術、新材料,運營選用新產品、新配件,促進場站的綠色低碳。(5)加強對新能源及可再生能源的開發與利用。當前不可再生能源依舊是公路運輸場站的主要能源,盡管太陽能和地熱能在公路運輸場站有一定的應用,但應用的力度不大,今后應加強太陽能、地熱能、風能等新能源和可再生能源的利用,實現場站與資源、環境、能源的和諧共生。

作者:孟興凱 李潔 王金霞 曾誠 單位:交通運輸部公路科學研究院