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交通運輸部公路科學(xué)研究院推動(dòng)綠色交通發(fā)展紀實(shí)

發(fā)布時(shí)間:2018-06-15 分類(lèi):行業(yè)資訊

用科技創(chuàng )新支撐綠色交通,用技術(shù)標準規范綠色交通,用科技服務(wù)推廣綠色交通……交通運輸部公路科學(xué)研究院(簡(jiǎn)稱(chēng)部公路院)作為公路科研領(lǐng)域的“國家隊”,推動(dòng)交通綠色發(fā)展,成為其新時(shí)代的新目標。從公路建設到運營(yíng),從技術(shù)研發(fā)到制定標準,從能耗監測到新能源推廣,部公路院把生態(tài)環(huán)保、綠色發(fā)展的理念貫穿于公路建管養運全流程。

技術(shù)政策·建章立制

編制行業(yè)碳排放清單探索低碳交通發(fā)展路徑

交通運輸排放的源頭有哪些,如何實(shí)現低碳發(fā)展?頂層設計對綠色交通發(fā)展至關(guān)重要。作為交通運輸行業(yè)的高端智庫,2007年以來(lái),部公路院承擔了“資源節約型、環(huán)境友好型交通發(fā)展模式研究”等一系列交通生態(tài)環(huán)保、綠色低碳發(fā)展專(zhuān)題研究,搭建起能源消耗與碳排放考核評價(jià)體系,編制了相關(guān)技術(shù)清單,提出了溫室氣體排放峰值與減排目標、路徑,制定了應對氣候變化的整體思路,為車(chē)輛碳排放與減排政策提供了一整套應對方案,相關(guān)成果獲得中國公路學(xué)會(huì )特等獎,目前正在對基于車(chē)輛排放水平的差異化通行費率等問(wèn)題開(kāi)展深入研究。

其中,“基于移動(dòng)互聯(lián)與大數據的車(chē)輛能耗及排放管理體系研究”通過(guò)對交通運輸行業(yè)能耗統計監測平臺、北汽集團等近20余家單位的調研,獲得了交通運輸行業(yè)管理部門(mén)、城市管理部門(mén)、車(chē)輛生產(chǎn)企業(yè)、運輸服務(wù)企業(yè)和交通衍生服務(wù)企業(yè)等領(lǐng)域的行業(yè)數據基礎情況。在此基礎上,從統計監測指標、數據來(lái)源、數據應用、組織架構和實(shí)現路徑5個(gè)方面,系統提出了大數據技術(shù)在車(chē)輛能耗及排放管理體系中的應用架構、解決方案、實(shí)現路徑。

“根據最新的研究預測,公路運輸碳排放總量將在2035年之前達到峰值,這比之前預計的2040年要早得多?!辈抗吩汗放c綜合交通發(fā)展研究中心主任虞明遠表示,研究公路與鐵路、水路等其他運輸方式間的合理比價(jià)關(guān)系,將促進(jìn)運輸結構的調整,形成更高效節能的運輸組織方式,進(jìn)一步降低公路運輸的排放總量。

不僅研究綠色交通政策,部公路院還把成果向行業(yè)推廣,為昆明、沈陽(yáng)、株洲、常州、南通等多地綠色交通城市及浙江省綠色交通省的創(chuàng )建提供了有力支撐。在部公路院的技術(shù)支持下,浙江省在創(chuàng )建綠色交通省的基礎上,形成了“1+6+15”的整體推進(jìn)格局,打造杭州、寧波、嘉興、湖州、紹興、舟山6個(gè)綠色交通城市,并開(kāi)展綠色公路、綠色港口、綠色航道和綠色公交等15個(gè)主題性項目。

掛靠在部公路院的中國節能協(xié)會(huì )交通節能專(zhuān)業(yè)委員會(huì )秘書(shū)處,負責交通運輸行業(yè)節能減排示范項目的組織推選,截至目前,已經(jīng)協(xié)助交通運輸部發(fā)布6批130個(gè)示范項目,以及《交通運輸行業(yè)重點(diǎn)節能低碳技術(shù)推廣目錄》34項技術(shù),及時(shí)將先進(jìn)節能低碳技術(shù)納入目錄,在公路運輸、水路運輸、交通基礎設施建設與運營(yíng)等各領(lǐng)域推廣應用。

同時(shí),隨著(zhù)“互聯(lián)網(wǎng)+”和管理智能化發(fā)展,部公路院還牽頭開(kāi)展了交通運輸低碳智能發(fā)展戰略研究,審視并分析我國低碳智能交通發(fā)展成效與問(wèn)題,并對未來(lái)中長(cháng)期我國低碳智能交通發(fā)展作出展望,設計提出我國交通運輸低碳智能發(fā)展的總體思路、實(shí)施路徑與重點(diǎn)工程。

基礎設施·資源循環(huán)

從全壽命周期定義綠色公路實(shí)現道路材料再利用

隨著(zhù)綠色交通的提出,綠色公路的概念成為行業(yè)熱點(diǎn)。什么是綠色公路,如何建設一條綠色公路成為大家共同關(guān)注的話(huà)題。

部公路院在行業(yè)內較早提出綠色公路的理念,并采用全壽命周期評價(jià)(LCA)方法開(kāi)展綠色公路研究,將公路規劃、設計、施工、運營(yíng)、維護等各個(gè)階段全盤(pán)考慮,搭建起綠色公路體系框架:

在研究方面,依托國家科技支撐計劃“廢舊瀝青路面再生利用技術(shù)、裝備及示范”“瀝青路面低碳建造技術(shù)及工程示范”等國家級研究項目,部公路院組織開(kāi)展了道路材料循環(huán)利用、道路節能降耗等領(lǐng)域的深入研究,開(kāi)發(fā)了溫拌瀝青、瀝青路面再生、水泥路面就地再利用等多項綠色公路建設養護新技術(shù),取得顯著(zhù)環(huán)境效益。例如,溫拌瀝青技術(shù)可節省混合料生產(chǎn)燃油消耗超過(guò)20%,減少二氧化碳等溫室氣體排放50%以上,減少瀝青煙等有毒氣體排放80%以上;瀝青路面冷再生技術(shù)使廢舊路面材料再生比例可達到70%以上,節省加熱能源60%以上,減少二氧化碳排放80%以上……

在科學(xué)研究的基礎上,部公路院主持起草了《公路瀝青路面再生技術(shù)規范》等行業(yè)技術(shù)標準規范以及《山西省瀝青路面冷再生技術(shù)規范》等地方性標準,打造了“國家公路綠色建造與安全運營(yíng)示范型國際科技合作基地”等多個(gè)國家和省部級科研平臺,為京港澳高速河北段改擴建工程、江西廬山西海高速公路、廣西壯族自治區樂(lè )百高速公路、江西廣吉高速公路等多個(gè)綠色公路創(chuàng )建項目提供了有力的技術(shù)支撐。以道路研究中心為主體的部公路院“綠色公路建造技術(shù)創(chuàng )新團隊”入選2016年度交通運輸行業(yè)科技創(chuàng )新團隊計劃。

部公路院道路研究中心主任徐劍表示,未來(lái)公路工程傳統產(chǎn)業(yè)結構升級和技術(shù)革命的主攻方向之一就是資源節約和環(huán)境友好,綠色公路代表了未來(lái)公路基礎設施的主流發(fā)展方向,是推動(dòng)我國由交通大國向交通強國邁進(jìn)的重要抓手。綠色公路建設是一個(gè)系統工程,需要發(fā)展理念的提升,需要制度安排的跟進(jìn),需要財稅政策的配套,需要服務(wù)體系的健全,需要標準規范的指導,更需要科技創(chuàng )新的支撐,部公路院將在綠色公路領(lǐng)域開(kāi)展持續研究。

載運工具·把關(guān)推新

嚴守燃料消耗準入推廣新能源汽車(chē)

研究表明,汽車(chē)排放是霧霾的主要來(lái)源之一,而在部公路院,就有一支專(zhuān)門(mén)從事車(chē)輛應用技術(shù)研究與檢測的專(zhuān)業(yè)技術(shù)團隊,長(cháng)期致力于營(yíng)運車(chē)輛節能減排技術(shù)與政策研究、清潔能源和新能源汽車(chē)運用技術(shù)研究,以及相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)審查服務(wù)及新技術(shù)宣傳推廣工作。

為了把好能源消耗這個(gè)關(guān)口,部公路院相繼開(kāi)展了“交通運輸行業(yè)能源消耗狀況分析及能源標準體系建設研究”“營(yíng)業(yè)性運輸車(chē)輛燃料消耗量限值研究”等,并參與部《道路運輸車(chē)輛燃料消耗量檢測和監督管理辦法》起草工作,承擔了營(yíng)運車(chē)輛燃料消耗量準入管理的技術(shù)審查工作,如今已形成了一支15名專(zhuān)職人員為核心的審查隊伍。該項制度實(shí)施9年來(lái),已經(jīng)成為道路運輸裝備能耗源頭管理的有力抓手,為行業(yè)節油超過(guò)1000萬(wàn)噸,減少二氧化碳排放超過(guò)4000萬(wàn)噸,有效引領(lǐng)車(chē)輛制造技術(shù)優(yōu)化升級,促進(jìn)行業(yè)能源利用效率提高。

減少排放大的傳統能源消耗,同時(shí)還要推廣排放小的新能源,部公路院依托“新能源汽車(chē)應用技術(shù)創(chuàng )新研究團隊”,牽頭研究制定了《交通運輸行業(yè)新能源汽車(chē)應用標準體系》。目前,《電動(dòng)營(yíng)運貨運車(chē)輛選型技術(shù)要求》《純電動(dòng)汽車(chē)維護、檢測、診斷技術(shù)規范》等相關(guān)標準規范正在制定當中。此外,部公路院還組織開(kāi)展了多項綠色交通相關(guān)宣傳、培訓和技術(shù)交流活動(dòng),先后編寫(xiě)出版《汽車(chē)節能駕駛常識》《綠色低碳生活》等通俗讀本,提升社會(huì )節能駕駛的意識和技術(shù)水平。

生態(tài)環(huán)?!ぢ肪跋嗳?/strong>

雨天路面不積水防噪降噪守護民眾安寧

公路建設不可避免會(huì )對自然環(huán)境造成影響,部公路院則致力于把影響降到最低,讓路融入自然。2015年,部公路院承擔的“廬山西海高速公路安全綠色交通關(guān)鍵技術(shù)研究及工程示范”獲中國公路學(xué)會(huì )科學(xué)技術(shù)獎一等獎,把部公路院路景相融、天人合一的公路建設技術(shù)和理念詮釋得淋漓盡致。

據介紹,廬山西海高速公路采用部公路院研發(fā)的排水瀝青路面技術(shù),讓雨水從路側自動(dòng)排出,凈化后匯入當地水系;邊坡用當地植物做成生態(tài)邊坡,既環(huán)保又減少了滑坡的危險;研發(fā)的高速公路?;愤\輸安全保障系統,可自動(dòng)識別?;奋?chē)輛以及非正常的停車(chē)或翻車(chē)事故,并及時(shí)將信息傳回監控中心。一旦發(fā)生?;沸孤妒鹿?,下方徑流收集系統將自動(dòng)切換閥門(mén),單獨儲存污水,避免直接向湖區排放。這套公路建設環(huán)保技術(shù),不僅用在了廬山西海高速公路,還在廣東仁博高速公路、浙江千黃高速公路等多條綠色公路得到推廣,讓路更美、水更清。

在保護水體和邊坡的同時(shí),部公路院還擁有治理公路噪聲的獨門(mén)技術(shù)。依托國家環(huán)境保護道路交通噪聲控制工程技術(shù)中心,部公路院通過(guò)監測路面噪聲,可根據不同路齡的噪聲圖譜制成“噪聲地圖”,并研發(fā)了生態(tài)聲屏障、太陽(yáng)能光伏聲屏障等防噪聲裝置。目前,部公路院編制《公路交通噪聲防治措施分類(lèi)及技術(shù)要求》以及公路聲屏障系列標準,讓公路聲屏障工程還路域居民一片安寧。

運營(yíng)管理·降耗提效

推廣LED節能照明獨創(chuàng )隧道照明評價(jià)方法

眾所周知,隧道照明是用電大戶(hù),如何在保證安全的前提下,盡量減少照明用電,一直困擾著(zhù)高速公路管理部門(mén)。針對這一難題,部公路院從燈具選擇、照明評價(jià)方法和標準方面進(jìn)行了深入研究,厘清了行業(yè)對隧道照明的誤區,大幅提升了隧道照明的能效比。

2010年,國家發(fā)展和改革委員會(huì )、交通運輸部及住房和城鄉建設部聯(lián)合在全國范圍組織開(kāi)展了半導體照明產(chǎn)品應用示范工程,其中包括15個(gè)公路隧道照明示范工程。部公路院作為技術(shù)支持單位進(jìn)行了深入調研,發(fā)現LED燈在隧道照明中具有全方位的優(yōu)勢。2014年,交通運輸行業(yè)標準《公路LED照明燈具》的發(fā)布,為公路LED燈具質(zhì)量提升和應用推廣提供了技術(shù)依據,具備更高能效、更好動(dòng)態(tài)響應特性的LED照明燈具在公路照明改擴建工程中被大量應用,逐漸替代傳統的高壓鈉燈。

有了利器,還要會(huì )用?!盁粼搅猎桨踩?,這種想法是比較片面的?!辈抗吩合聦僦新犯呖平煌z測檢驗認證有限公司研發(fā)中心總工程師楊勇說(shuō),出于夜間行車(chē)安全和燈具光通量有效利用率等方面的考慮,簡(jiǎn)單地提高燈具能效和安裝功率,以提高照明總光通量的方法在消耗大量電能的同時(shí),未必能夠有效改善公路照明的安全性和使用者的視覺(jué)體驗。為此,部公路院提出了針對公路隧道照明特點(diǎn)的燈具能效評定方法,不再用整燈光通量去評價(jià)燈具能效,而是強化燈具合理配光的要求,以有效照明區域的光通量作為能效計算數據,立足實(shí)際需求,實(shí)現對燈具光通量的科學(xué)高效利用,深入挖掘LED節能潛力。

近年來(lái),LED照明燈具能效提升潛力越來(lái)越小,照明控制則對公路隧道照明節能的影響日益顯著(zhù)??紤]到公路隧道照明設計受到項目地點(diǎn)自然條件、交通流情況等影響,不同公路隧道照明系統節能水平的評價(jià)、對比始終缺乏統一的方法標準,部公路院提出了普適性較強的隧道照明系統能效評價(jià)方法,并寫(xiě)入行業(yè)標準《公路隧道照明能效等級及評定方法》。

照在路面的燈光,反射進(jìn)入人眼才能形成有效的亮度感知,以往的研究大多是針對隧道照明燈具和人眼視覺(jué)特性,而忽略了路面對照明影響的研究。在視認亮度不變的情況下,路面亮度系數提升10%,就意味著(zhù)燈具安裝功率和運營(yíng)用電量都可以下降10%,路面亮度系數提升將成為公路照明節能的一個(gè)新發(fā)展方向。

不同路面材料、不同磨損情況有著(zhù)不同的亮度系數,能否通過(guò)路面材料的改變來(lái)提高亮度?未來(lái),楊勇希望與路面專(zhuān)家合作,發(fā)揮交叉學(xué)科優(yōu)勢,研發(fā)高亮度系數的路面材料,為綠色公路建設注入新的活力。

智能供配電技術(shù)解決長(cháng)距離供電難題

如果說(shuō)隧道照明是“面”上工程,那么公路設施供配電系統則是公路節能運營(yíng)的“里子”工程。與市政供電不同,公路供電線(xiàn)長(cháng),大多是長(cháng)距離供電,而長(cháng)距離供電也意味著(zhù)更多的電能損耗。

在2017年中國(小谷圍)“互聯(lián)網(wǎng)+交通運輸”創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)大賽總決賽上,部公路院下屬北京中交國通智能交通系統技術(shù)有限公司參賽項目“基于能源互聯(lián)網(wǎng)的智慧供配電系統”,獲得創(chuàng )新大賽唯一的特等獎。該項技術(shù)采用分布式大功率供電,減少電纜成本和電能損耗,同時(shí)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)優(yōu)化供電系統,實(shí)現對用電設備的智能供電,解決了長(cháng)期困擾行業(yè)的交通長(cháng)距離供電產(chǎn)生的建設成本高、能耗損耗高的難題。

依托該技術(shù),部公路院承擔和參與了京港澳高速公路河北段、江西昌樟高速公路、吉林鶴大高速公路等示范工程的技術(shù)支持工作,在優(yōu)化線(xiàn)形、控制資源占用、減少施工期和運營(yíng)期能源消耗、科學(xué)應用新能源、降低污染物排放等方面提出綠色公路的建設方案。

目前,部公路院的智慧供配電技術(shù)已在云南、貴州、江西等15個(gè)省份、900多公里高速公路的80余條隧道中進(jìn)行了應用,每年節能量達萬(wàn)余噸標煤。智慧供配電系統是今后交通基礎設施網(wǎng)、交通信息網(wǎng)和交通能源供應網(wǎng)“三網(wǎng)融合”的優(yōu)秀載體,可為大規模建設高速公路充電站、電動(dòng)車(chē)移動(dòng)充電等提供設施和技術(shù)保障。

此外,部公路院承擔了《公路工程節能規范》編制工作,為行業(yè)編制頂層標準規范,在全面總結多年來(lái)我國公路工程節能工作的經(jīng)驗基礎上,規范和引導公路工程節能工作,推進(jìn)公路行業(yè)的可持續發(fā)展,提高能源利用效率。目前,該規范已進(jìn)入報批稿階段。