公路运输场站绿色低碳发展和应用
时间:2022-06-04 11:09:25
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1概述
交通运输行业是我国国民经济发展的基础性和服务性行业,也是主要的终端用能行业,在为经济发展提供有力支撑的同时,也产生大量的能源消耗和严重的环境污染。据统计,2014年交通运输行业的能源消耗量约占全社会能源消耗量的10%左右,且消费的能源种类主要为汽油、柴油、和天然气等不可再生能源,产生大量的CO、HC等污染气体。在国家大力推进生态文明建设,实现绿色循环低碳发展的宏观政策环境下,2013年交通运输部相继出台了《加快推进绿色循环低碳交通运输发展指导意见》等政策文件,计划到2020年基本建成绿色循环低碳交通运输体系,并先后颁布实施绿色循环低碳交通运输省份、城市、公路、港口考核评价指标体系,推动了绿色低碳交通运输体系的建设和发展。公路运输场站作为推动交通运输发展的重要基础设施,也是构建绿色循环低碳交通运输体系中重要环节,推动及实现绿色循环低碳的公路运输场站发展势在必行。公路运输场站是指客运站和货运站(场),客运站是为旅客运输提供旅客换乘、周转等服务的场所;货运站(场)是为货物运输提供货物集散、分拣、周转等服务的场所。绿色低碳的公路运输场站是指以减少温室气体排放为目标,以降低能源(资源)消耗、减少污染为基础,注重公路运输场站在设计、建设及运营环节的高能效、低污染、低排放,提升资源的利用率和减少环境污染。
2国外公路运输场站绿色低碳发展政策与技术应用现状
欧美等发达国家交通运输行业十分发达,公路运输无论是客运还是货运在运输行行业所占比重较高,作为运输网络基础设施的汽车客运站和货运站(场)的建设也具有较高的水平。但随着能源使用的紧张、环境污染的加剧,环保型、节能型场站的发展趋势不可逆转。因此各国特别重视场站设计、建设及运营等环节的节能减排和绿色低碳,并制定相关节能法规及标准,积极推广应用节能减排新技术,提高能源的使用效率,降低能源消耗,使场站更节能、更环保和更低碳。
2.1公路运输场站绿色低碳相关法规和技术性标准
公路运输场站作为公路运输网络中重要的节点,也是公共建筑的主要组成部分。国外公路运输场站不仅注重站内运输工具及设施设备运营过程的节能,同时也注重服务于运输活动的建筑节能,并制定相应的法规和规范性文件。在公路运输场站内运输工具节能减排方面,国外发达国家早在1975年就出台相关法规和车辆燃油经济性标准,以限制公路运输活动对资源和环境产生的负面影响。(1)美国颁布的《2005年能源政策法案》中,系统涵盖了能源效率、可再生能源、石油和天然气、车辆和燃料、机动车辆的燃油效率/企业平均燃料经济性标准(CAFE)、电力、乙醇和汽油及建筑节能等主要内容,对运输工具(车辆)提出能耗和排放要求。(2)欧盟的《车辆排放法规》,对车辆的排放提出了具体限值,目前部分成员国已经执行到欧Ⅴ排放标准,有效地节约了能源,降低车辆排放。在公路运输场站建筑节能方面,国外发达国家也为了提高建筑中能源的利用率,减少建筑能耗损失,积极制定和实施建筑节能方面的法规和标准。(1)美国在1975年第一次颁布了美国采暖、制冷及空调工程协会标准《新建筑物设计节能》(90-75),并在1977年实施了《新建筑物结构中的节能法规》,并在以后每5年对标准进行一次修订,此外,美国加州2008年通过的《建筑物绿色标准法规》要求加州所有新建筑,包括公路运输场站、学校、医院、商业大楼以及公共场所在未来五年内减少百分之十五电力的消耗、百分之二十的水资源消耗[1]。(2)欧盟2006年实施的《能源效率行动计划》提出到2020年实现节能20%的总目标,具体涵盖公共建筑、运输和制造等行业,包括制定严格的电器节能标准,推广节能建筑、节能汽车等75项具体措施,进一步推动欧盟场站建筑节能的发展[2]。(3)日本颁布的《节约能源法》,也对新建建筑有明确的节能要求和节能标准,对场站建筑的节能发展起到推动作用。同时日本住宅金融公库颁布的《住宅建筑保温隔热标准》,要求建筑部分热阻,对所用的各种保温材料规定了最小的限度,有效的促进了公路运输场站的绿色低碳建设[3]。在公路运输场站运营方面,国外发达国家也出台相关的节能法规和标准,推动场站选用节能设施设备,财政提供补贴,积极鼓励使用新能源。如美国《2005年能源政策法案》鼓励公路运输场站使用可再生能源、清洁能源以及节能技术产品,减少场站运营时的能源消耗和环境污染,保持生态平衡和可持续发展。
2.2公路运输场站绿色低碳技术应用现状
世界各国在制定绿色低碳相关节能法规和标准、采用相关节能措施降低公路运输场站能源消耗之外,还积极推广应用绿色低碳节能技术,针对公路运输场站设计、建设及运营的特征,世界各国采用的绿色低碳技术主要包括以下几个方面。(1)合理规划、布局及设计公路运输场站的规划合理、布局得当、设计科学,是决定公路运输场站实现绿色低碳发展的基础。国外发达国家在规划中常以多式联合运输为基础,最大限度地便于换乘和营造集疏运中心,对站点布局建设强调规划先行,且要严格服从政府制定的运输场站布局规划。站内布局尽量采用小站房、大场地结构,采用立体化建筑充分利用土地,尽可能缩小规模,并且还要使得场站内布置合理,功能搭配得当,以利于提高车辆在场内的运营效率,减少能源消耗和污染排放。在设计方面,通过设计有利于节能的建筑朝向和平面形状,限制建筑的体形系数、窗墙比,减少热能损失,并充分利用自然风来减少空调耗能,实现场站的科学设计。(2)充分利用新能源为实现公路运输场站的绿色低碳循环,国外发达国家充分利用太阳能、地热能等新能源,降低场站对传统能源的消耗。德国公路运输场站在设计时要求做到布局紧凑合理,建设时充分利用太阳能技术,运营时要求热水用量来自太阳能不得小于60%,1/3用电量来源于太阳能。此外,法国、加拿大等发达国家也充分采用太阳能技术,降低场站对常规燃料的消耗。德国在应用太阳能的同时,也充分使用地热能,把供热系统和通风系统连成一体,利用地热能改善环境条件[4]。目前,瑞典、瑞士、奥地利等发达国家也积极采用地热能新能源。(3)建筑保温材料及技术建筑作为公路运输场站的重要组成部分,其绿色低碳也是公路运输场站绿色低碳的一部分。为实现场站建筑的绿色低碳,各国场站建筑中采用了大量的新型建材和保温材料,如新型保温材料NEO-POR和挤塑聚苯替代品PERIPO的应用,前者可以降低产品汲水率和导热系数,后者应用在建筑物以下地下室的外墙部分,能起挡土和保温作用;复合墙体结构技术已成功应用于场站建筑的建设环节,将保温隔热材料附着或填入墙体内,以提高墙体的热阻,改善整个墙体的热工性能。(4)节能空调及照明技术空调和灯具是公路运输场站的主要电气设备,也是主要的能源消耗设备,因此发达国家多采用效率较高的暖通空调制冷设备和节能照明灯具。如日本的空调多为集中式的变水流量与变风流量系统,在新风与排风之间,设有全热交换器,空调系统的热源采用真空式锅炉,真空式锅炉的压力是处于真空状态,保证安全,一般锅炉效率都在88%左右[5];又如美国场站积极采用“能源之星”认证的高能效产品节能节能空调和照明灯具,从而节省场站能源费用,并保护环境。(5)节水技术水资源是公路运输场站建设运营的主要资源消耗种类之一。因此国外发达国家非常注重水资源的合理利用,一般通过减少生产用水量,提高产品用水量的利用效率等节水措施,如循环用水、冷却塔回用水、采用节水型用水器具、优化草坪浇灌用水、实行漏水控制等。此外,还采用一些经济、等其他措施,如对场站用水实行监测,确定正确的用水量估计、调整水价结构等。许多国家或地区还加强场站对非传统水源的使用,如污水回用和雨水的就地利用等。如日本的一些公路运输场站就采用了雨水蓄水库,将雨水蓄积起来作为公路厕所的冲洗用水。(6)充分利用自然环境日本于上世纪90年代提出了“与环境共生住宅”理念[6],强调建筑立面设计技术、自然采光、通风技术、太阳能供电系统、分区空调系统、智能照明系统、分区热水采暖和制冷系统、水回收系统等设计与环境、气候协调的建筑是节能的重要方法。因此日本公路运输场站在设计时特别重视屋檐、窗帘、遮阳板、挑阳台等布局设计,利用周围自然条件,改善局部区域的微气候,实现场站的能源消耗,如充分利用自然风来减少空调耗能;在场站建筑物周围种花草树木,可以调节区域内的微气候,树木绿叶具有遮阳作用,减少了空调能耗。国外发达国家通过制定健全的场站节能法规和技术性标准文件、采用相关节能减排措施、积极推广应用场站的绿色低碳技术等手段,实现了公路运输场站绿色循环低碳节能发展。
3我国公路运输场站绿色低碳发展政策与技术应用现状
近年来,随着我国经济的发展,公路运输场站及其场站的绿色低碳都得到了长足有效发展,在一定程度上改善了公路运输场站的状况,使得公路运输的合理化程度得到了一定提高。
3.1公路运输场站绿色低碳相关法规和技术性标准
自上世纪80年代以来,我国就提出了“开发与节约并重,把节约放在优先地位”的能源战略方针,来推动了公路运输及其场站节能减排工作的发展。随着公路运输行业的发展,公路运输场站数量的增加,管理部门相继出台一系列节能标准和规范性文件,交通行业标准《汽车零担货运站站级与建设要求》、《汽车客运站级别划分和建设要求》、《集装箱公路中转站站级划分、设备配备及建设要求》规范公路运输场站在设计建设和运营时应遵循的节能原则和操作要求。《道路货物运输及场站管理规定》、《道路旅客运输及客运站管理规定》等部门规章从客、货运站(场)的经营许可、经营管理等方面提出要求。2012年,交通运输行业颁布实施的《客运站建设项目节能评价方法》、《货运站(场)建设项目节能评价方法》、《公路运输行业节能评价方法》、《公路运输企业节能考核规范》等规范性文件,规范了客、货运站(场)的节能指标、节能操作、评价方法、评价项目等内容,形成较为完善的公路运输场站节能评价体系。场站建筑作为公路运输场站的重要组成部分,建筑能耗是公路运输场站能源消耗的一部分。近年来,国家出台了《中华人民共和国建筑法》、《中华人民共和国节约能源法》、《中华人民共和国可再生能源法》等相关法律法规,加强公路运输场站建筑的节能节地要求。国家标准《建筑给水排水设计规范》、《建筑照明设计标准》、《公共建筑节能设计标准》、《绿色建筑评价标准》等从不同的角度提出场站建筑的节能要求。
3.2公路运输场站绿色低碳技术应用现状
我国公路运输场站绿色低碳技术的应用主要是在场站的设计、建设及运营环节,设计时采用先进的理念,降低能源的消耗;建设时采用新型建筑材料和充分利用自然条件;运营时积极采用新能源和节能节水技术产品。总的来说,公路运输场站绿色低碳技术应用主要表现在以下几个方面。(1)合理规划、布局及设计随着公路运输场站的快速发展,场站规划合理、布局得当、设计科学在场站节能减排中尤为重要,一些新设计的场站特别注重场站的规划、布局及设计,使场站内各功能用房布置合理,功能搭配得当,客流(货流)、车流等流线设计合理,实现场站规划、布局及设计的绿色低碳。(2)充分利用新能源太阳能的利用有光热转换以及光电转换两种方式。广义上的太阳能的来源是多方面的,利用建筑节能技术,以隔热、遮阳技术为主体,发展太阳能推广技术。目前,极少数的公路运输场站使用太阳能照明灯作为汽车客运站的照明工具。太阳能电池板也逐渐得到应用,既节能又环保,同时也能实现可持续发展。但从目前的情况看,太阳能技术在公路运输场站的应用比例不高,还有待进一步提升。(3)建筑新型材料目前我国公路运输场站在建筑新型材料的应用主要以新型的吸声材料、建筑新型墙体材料、保温材料等为主。吸声材料具有薄膜作用或者共振作用,自身的多孔性对入射的声能具有很强的吸收作用,使声能无反射的进入吸声材料,使入射声能绝大部分被吸收,吸声材料的应用降低了场站对周围环境造成的噪声;加气混凝土砌砖新型墙体材料是一种可用木工工具切割而成型的,用一层薄薄的沙泥砌筑表面,有特殊拉毛浆粉面,具有阻热蓄能效果,是一种环保节能新墙体材料;此外,聚苯乙烯泡沫塑料(挤塑)、憎水型复合硅酸盐聚氨酯保温板等建筑绝热保温材料也得到一定的应用。(4)节能节水产品目前,我国公路运输场站选用的照明、空调等电力能耗设备和水资源消耗设备均能符合国家的一般要求。部分场站为了减少降低运营过程中对能源的消耗,降低运营成本,其增加建设环节的投资,购买和使用符合国家更高能效要求的高效节能空调、冰箱、照明器具、风机、水泵等。
4完善我国公路运输场站绿色低碳的几点建议
近年来,我国的公路运输场站绿色低碳工作取得了一些成效,但相较于国外发达国家仍然存在一定的差距,实现场站的绿色低碳还有一段路要走。今后一段时间内,可以从以下几个方面加强公路运输场站的绿色低碳工作。(1)健全公路运输场站绿色低碳法规体系。实现公路运输场站绿色低碳的发展离不开健全的法律法规体系,当前我国大多数的法律法规多是针对场站的节能发展出台的,但场站的发展不仅要节能,而且还应绿色循环低碳,完善的法律法规可以为公路运输场站绿色循环低碳的发展提供支撑。(2)实施有效的激励政策和措施。激励政策和措施主要以公路运输场站使用,政府买单或补贴的形式共同推行新技术、新产品的应用,有效的激励政策和措施可以促进公路运输场站采用绿色循环低碳的技术和产品,从而公路运输场站绿色低碳发展。(3)强化公路运输场站管理人员绿色低碳意识。人是实现公路运输场站绿色低碳的决定性因素,提高公路运输场站管理人员绿色低碳意识,使其认识到场站绿色低碳发展的重要性,可以促使场站选用绿色低碳技术、产品,采用先进的管理理念,对能源使用进行精细化管理。(4)积极推广应用新技术、新材料、新配件。当前先进的技术、材料在我国公路运输场站应用有待提升,今后公路运输场站在设计时应采用先进的节能设计理念,建设时采用新技术、新材料,运营选用新产品、新配件,促进场站的绿色低碳。(5)加强对新能源及可再生能源的开发与利用。当前不可再生能源依旧是公路运输场站的主要能源,尽管太阳能和地热能在公路运输场站有一定的应用,但应用的力度不大,今后应加强太阳能、地热能、风能等新能源和可再生能源的利用,实现场站与资源、环境、能源的和谐共生。
作者:孟兴凯 李洁 王金霞 曾诚 单位:交通运输部公路科学研究院
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