“我們利用‘經天路圖’軟體確定了德昌到會理的新走廊,不僅有效降低了原國道傳統走廊長大縱坡帶來的安全風險,還減少橋梁3.3公里、隧道0.7公里。”
文 |《瞭望》新聞周刊記者 任硌 葉含勇 胡旭
曾經“蜀道難,難於上青天”,如今四川已成為交通大省。截至2022年底,四川公路總里程達40.5萬公里,其中高速公路通車里程達9179公里。同時,四川還在繼續推進交通基礎設施建設,加快補短板、強基礎。
交通運輸是主要的溫室氣體與空氣污染物排放源之一。降低二氧化碳和空氣污染物排放,推動交通運輸綠色低碳發展,是“雙碳”目標下的必由之路。面對“雙碳”新要求,四川不僅明確了“油轉電、舊轉新、公轉水(鐵)、堵轉暢、私轉公”的交通運輸綠色低碳高質量發展“五轉”總路徑,並率先成立四川低碳交通研究中心,聚焦交通項目的設計、建設、運營全生命周期,打造交通運輸全産業鏈科研創新&&。
受益於此,四川已經誕生了全國首例利用高速公路隧道外高位自然水源落差勢能發電項目、全國首個交通基礎設施施工設備充換電技術企業標準、全國首個“交通全場景友好型”分佈式光儲項目等,減碳降耗效果明顯。
攀枝花至大理高速公路(四川境)中壩收費站屋頂安裝太陽能電池板(2022年11月26日攝)胥冰潔攝/本刊
從源頭設計上減碳
高速公路在建設階段調動資源多、工程量大,如何在設計階段就將綠色低碳的理念融入進去,從項目源頭減少碳排放,是四川省交通勘察設計研究院有限公司(下稱四川交通勘察設計院)近年來一直在摸索和實踐的方向。
2022年12月30日,四川省涼山彝族自治州德昌縣至會理市高速公路建成通車,結束了會理市不通高速公路的歷史。這條全長約78.4公里、總投資121.4億元的高速公路,在方案論證階段,就充分運用智能選線系統分析走廊帶優缺點,尋找最優路線方案,最終方案降低橋隧比5%,由此減少的土方挖填、材料投入、設備運行等綜合施工能耗可實現減碳約12.8萬噸。
該智能選線系統是四川交通勘察設計院利用“建築信息模型”和“地學信息系統”研發的“經天路圖”國産自主可控設計軟體。其具有勘察設計數據“加載快、建模快、瀏覽快、融合度高”的綜合性能優勢,可實現數字化交付、協同設計及正向設計,改變了工程勘察設計傳統模式,推動設計階段的數字化、無紙化設計,提升業務效率及管理能力,通過降低人、物消耗達到減碳效果。
“我們利用‘經天路圖’確定了德昌到會理的新走廊,不僅降低了原國道傳統走廊長大縱坡帶來的安全風險,還減少橋梁3.3公里、隧道0.7公里。”四川交通勘察設計院總工程師朱明介紹。
在四川西昌和雲南香格里拉高速公路西昌支線外業調查中,設計人員依託“經天路圖”實現多源數據融合和外業調查無紙化。相比傳統外業調查方式,新辦法減少外業人員10人,減少踏勘時間10天,提升外業調查效率75%,由此節約的能耗實現減碳32噸。經過不斷改進,現在的“經天路圖”實現了無紙化驗收,進一步減少了資源耗費。
朱明介紹,“經天路圖”自2020年起面向全國推廣,截至2022年底,已有66家單位、2000多名註冊用戶;該項技術已納入四川低碳交通研究中心的重要關鍵技術和應用産品,已累計在四川省內65個國省幹線及高速公路建設項目的勘察設計及建設管理階段應用。
工程機械油轉電降碳
交通建設中使用化石能源的工程機械是“油老虎”之一。推動交通綠色轉型,四川從工程機械電動化上下功夫。
2022年7月,由蜀道投資集團有限責任公司(下稱蜀道集團)聯合動力電池、工程機械領域頭部企業和國內科研院所,研究制定的全國首個交通基礎設施施工設備充換電技術企業標準正式實施,走出了電動施工設備在標準化應用上的關鍵一步,將有力促推智能低碳建造産業提質增效。
在四川沿江高速公路10.3公里的火山隧道“油轉電”前期試點中,挖掘機和裝載機實現電動化後,隧道建設中預計可減少碳排放3100余噸,將顯著降低碳排放量。
火山隧道項目部相關負責人介紹,他們對隧道施工機械設備進行“油轉電”,採用純電輪式裝載機、電動挖掘機替代傳統柴油裝載機、挖掘機,實現洞內超靜音、零尾氣排放作業,在降低能耗成本的同時,也改善了洞內作業環境。
在四川沿江高速宜賓至金陽段錦屏隧道,電動施工設備也大顯身手。“目前已進場純電動裝載機2&、側卸裝載機5&、挖掘機3&、自卸車14&、攪拌車8&,充電樁8個。”錦屏隧道項目部相關負責人説,新能源設備與燃油動力設備相比體積小、重量輕、噪聲低,有效減少了廢氣污染,可實現經濟、社會和環境效益“三贏”。
目前,蜀道集團已有7個在建高速公路項目以及漢巴南在建鐵路項目全面推廣電動化、低碳化設備應用。
四川省交通運輸廳相關負責人介紹,目前四川大力開展工程機械“油轉電”試點,推廣應用“兩機兩車”(挖掘機、裝載機、自卸車、混凝土罐車)電動設備,已引入9類53&&動施工設備,節約的能源消耗可實現減碳11.55萬噸。
“綠電自給”節能減排
高速公路隧道安全運行,需要常年開通照明等設備設施支持,是名副其實的“用電大戶”。在四川雅安到康定的高速公路上,長達13.4公里的二郎山隧道雄奇險峻,被稱為“川藏第一隧”,吸引不少川藏線游客打卡。但很少有過往游客了解,這條隧道還擁有全國首例利用高速公路隧道外高位自然水源落差勢能發電的自備電源項目。
走進雅康高速的二郎山隧道發電機房,伴隨着水流衝擊發電機組發出的轟鳴,電能源源不斷地輸出。二郎山隧道運營方在隧道外確定高位自然水源作為取水點,利用取水點與隧道發電機組的自然落差,把水能轉換成電能,形成引水式自備電源。
“自備電源項目總裝機為630千瓦,年發電量可達385萬千瓦時,每年可節省標煤約1600噸,減少二氧化碳排放超2230噸。”二郎山隧道運營方負責人介紹,自備電源每年提供的電能折合約200萬元,也為公司節約了成本,實現了減碳和降本的雙贏。
除了隧道外高位自然水源的勢能差被開發利用,高速公路的邊坡、服務區的頂棚也充分利用起來。在四川攀枝花至大理高速公路(四川境)中壩收費站,站房附近高地上一大片太陽能電池板陣列引人注目。攀西地區充足的陽光,通過它們轉化成綠色電力,為收費站運行提供能源供給。
四川蜀興智慧能源有限責任公司總工程師張奧介紹,過去這裡是修建高速公路堆放建築垃圾的棄土場,現在被改造成一個“交通+能源”創新融合發展示範點。目前,這個示範點一天能發1000多度電,不僅滿足收費站運營用電,還有六到七成的多餘電量可以返送給電網。
據了解,攀枝花至大理高速公路(四川境)分佈式光儲項目於2022年7月並網發電,涵蓋了高速公路7大類場景及12項適配交通領域需求的創新技術,全年發電量超400萬度,不僅可以實現該路段高速公路生産管理“綠電自給”,每年還可減碳約3000噸。預計到2035年,四川將實現高速公路沿線光伏資源全部開發,為高速公路低碳運行提供穩定的綠色用能保障。