高鐵是否有利于節(jié)能減排
一般認(rèn)為,鐵路(包括高鐵)比
航空更有利于
節(jié)能減排,這是因?yàn)轱w機(jī)的速度比火車快,因此要克服更大的空氣阻力,要消耗更多的能源。但這還要考慮客座利用率。如果飛機(jī)的客座利用率達(dá)到90%以上,而高鐵動(dòng)車組的客座利用率不到30%,那么飛機(jī)比高鐵更節(jié)能。因?yàn)檫@意味著高鐵動(dòng)車組70%的能耗是用來運(yùn)座椅,而高鐵動(dòng)車組上增加一個(gè)旅客的邊際能耗為零。因此,國(guó)鐵集團(tuán)在客座利用率低的高鐵線路減少車次,有利于
節(jié)能減排,是符合經(jīng)濟(jì)規(guī)律的選擇。
同樣的道理,高鐵比普通鐵路更快,因此要克服更大的空氣阻力,消耗更多的能源。天下沒有免費(fèi)午餐,高速度是有代價(jià)的。高速鐵路與普通鐵路相比,并不利于節(jié)能減排和實(shí)現(xiàn)
碳中和。
更具體地說,鐵路列車運(yùn)行受到的空氣阻力與其速度的平方成正比,列車運(yùn)行的能耗與其速度的立方成正比。特別是列車運(yùn)行速度超過300公里,70%-80%的能耗要用來克服風(fēng)阻。以8輛編組動(dòng)車組的牽引功率進(jìn)行比較:時(shí)速160公里動(dòng)力集中型動(dòng)車組的牽引功率為3000kw左右,時(shí)速200公里動(dòng)車組的牽引功率為4000kw左右,時(shí)速250公里動(dòng)車組的牽引功率為5200kw左右,時(shí)速350公里動(dòng)車組的牽引功率則高達(dá)10500kw。高鐵動(dòng)車組大都使用
電力,但發(fā)電主要用煤要消耗能源。時(shí)速350公里高鐵動(dòng)車組的能耗是時(shí)速160公里動(dòng)力集中型動(dòng)車組能耗的3倍以上。相比普通鐵路,高鐵不是綠色
交通方式,而是高耗能的交通方式,是供人們快速出行的奢侈品。高鐵是商業(yè)項(xiàng)目,不能提供普遍公共服務(wù)。因此,高鐵的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)不應(yīng)由政府財(cái)政補(bǔ)貼,而應(yīng)貫徹使用者付費(fèi)原則。
高鐵的能耗還與高鐵客運(yùn)的平均運(yùn)距有關(guān)。高鐵運(yùn)行和飛機(jī)航行一樣,最耗能的環(huán)節(jié)是加速度環(huán)節(jié)。飛機(jī)起飛是消耗能源最多的環(huán)節(jié),飛到萬(wàn)米高空,空氣稀薄,能耗可以顯著降低。因此延長(zhǎng)航空客運(yùn)的平均運(yùn)距,即延長(zhǎng)航線距離減少飛機(jī)起降次數(shù),有利于實(shí)現(xiàn)航空業(yè)的節(jié)能減排。高鐵動(dòng)車組從車站發(fā)車加速到時(shí)速350公里是能源消耗最多的環(huán)節(jié),但地面空氣密度沒有變化,達(dá)到時(shí)速350公里后,能耗降低的幅度也有限。同樣,減少高鐵動(dòng)車組的停站次數(shù),延長(zhǎng)高鐵客運(yùn)的平均運(yùn)距,有利于實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。因此,國(guó)鐵集團(tuán)列車運(yùn)行圖確定的高鐵動(dòng)車組列車在客流少的車站減少停站次數(shù),實(shí)行甩站通過,這不僅是為縮減高鐵動(dòng)車組到達(dá)終點(diǎn)站的時(shí)間,還有利于節(jié)能減排。鐵路客運(yùn)的平均運(yùn)距不僅與鐵路節(jié)能減排有關(guān),而且是鐵路客運(yùn)效率的一個(gè)重要指標(biāo)。
運(yùn)輸企業(yè)運(yùn)輸效率的一個(gè)重要指標(biāo)是其平均運(yùn)距的變化趨勢(shì),因?yàn)檫\(yùn)輸企業(yè)主要靠提供人或物的位移服務(wù)來獲取營(yíng)業(yè)收入。2008年中國(guó)鐵路客運(yùn)的平均運(yùn)距為532.1公里,該年高鐵旅客發(fā)送量可忽略不計(jì),這是中國(guó)普通鐵路客運(yùn)平均運(yùn)距達(dá)到的較高水平。2019年中國(guó)高鐵旅客至少占鐵路旅客發(fā)送量的60%,鐵路客運(yùn)平均運(yùn)距則下降到401.8公里。因此,高鐵旅客的逐年增加,導(dǎo)致鐵路旅客平均運(yùn)距在11年間下降了130公里。據(jù)此估計(jì),高鐵旅客平均運(yùn)距僅在300-350公里左右。而在2008-2019年期間,公路旅客平均運(yùn)距從46.5公里增加到68.1公里,民航旅客平均運(yùn)距從1497.5公里增加到1773.7公里。這說明與公路客運(yùn)、航空客運(yùn)、普通鐵路客運(yùn)相比,大規(guī)模高鐵建設(shè)和大量高鐵項(xiàng)目投入運(yùn)營(yíng)導(dǎo)致鐵路旅客運(yùn)輸效率的下降和鐵路客運(yùn)能源消耗的增加。
大規(guī)模高速鐵路建設(shè)還使鐵路平均運(yùn)輸密度的大幅度下降,這導(dǎo)致消耗大量能源生產(chǎn)的鋼筋
水泥在轉(zhuǎn)變?yōu)楦哞F線路后沒有發(fā)揮應(yīng)有的作用,而是閑置在那里曬太陽(yáng),能源低效率使用,不利于節(jié)能減排。
最典型的是2014投入運(yùn)營(yíng)的蘭新高鐵。2017年蘭新高鐵(全長(zhǎng)1786公里)的運(yùn)輸密度僅為620萬(wàn)人公里/公里,同年中國(guó)客運(yùn)密度最高的京滬高鐵的運(yùn)輸密度為6320萬(wàn)人公里/公里,日本東海道新干線的運(yùn)輸密度則高達(dá)9909萬(wàn)人公里/公里。蘭新高鐵有每天開行160對(duì)以上高鐵動(dòng)車組的能力,但實(shí)際正常情況下只開行4對(duì)高鐵動(dòng)車組,大部分時(shí)間高鐵線路在曬太陽(yáng)。
鐵路平均運(yùn)輸密度是全國(guó)鐵路網(wǎng)平均每公里鐵路完成的工作量(即換算周轉(zhuǎn)量),換算周轉(zhuǎn)量通常是貨運(yùn)噸公里周轉(zhuǎn)量和客運(yùn)人公里周轉(zhuǎn)量的簡(jiǎn)單相加。鐵路平均運(yùn)輸密度可以反映平均每公里鐵路獲得的運(yùn)輸收入。中國(guó)鐵路的平均運(yùn)輸密度在2008年達(dá)到歷史上較高的4126.1萬(wàn)換算噸公里/公里,這以后,隨著投入運(yùn)營(yíng)的高鐵里程逐年增加,鐵路平均運(yùn)輸密度進(jìn)入持續(xù)下降通道,2019年鐵路的平均運(yùn)輸密度僅為3208.6萬(wàn)換算噸公里/公里。這是因?yàn)楹芏喔哞F線路的運(yùn)輸密度過低,拉低了全國(guó)鐵路的平均運(yùn)輸密度,降低了鐵路的能源使用效率。
因此,從鐵路自身考慮,大規(guī)模高鐵建設(shè)并不利于鐵路節(jié)能減排。