高速铁路发展对环境的影响分析

２０１４年１１月　铁路工程造价管理　高速铁路发展对环境的影响分析　周　君，梁振朋，武浩峰　（中央财经大学管理科学与工程学院，北京１０００８１）　摘要：加快建设资源节约型，环境友好型社会迫在眉睫，其中构建有利于环境保护的交通运输体系是其关　键之一。而发展高速铁路运输是构建可持续发展交通体系的核心。相对其他运输方式，铁路运输能　源消耗低，污染排放少，综合性价比高，适合我国能源利用的要求，符合节能环保的要求。近几年，我　国开展高速铁路建设，高速铁路相对普通铁路能源利用率更高，性价比更高，对环境的影响更小。　关键词：高速铁路；交通运输；资源；环境　中图分类号：Ｕ２３８；Ｘ３２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００７—９８９０（２０１４）０６—０００１—０３　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｉｍｐａｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｈｉｇｈ　Ｓｐｅｅｄ　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｎ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ　ｓｐｅｅｄ　ｕｐ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ａ　ｒｅｓｏｕｒｃｅ—ｃｏｎｓｅｒｖｉｎｇ，ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ—ｆｒｉｅｎｄｌｙ　ｓｏｃｉｅｔｙ　ｉｓ　ｉｍｍｉｎｅｎｔ．Ｔｈｅ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｏｆ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｃｏｎｄｕｃｉｖｅ　ｔｏ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｉｓ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｋｅｙ．Ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐ－　ｍｅｎｔ　ｏｆ　ｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄ　ｒａｉｌｗａｙ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｃｏｒｅ　ｏｆ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ．　Ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｔｏ　ｏｔｈｅｒ　ｍｏｄｅｓ　ｏｆ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，ｒａｉｌｗａｙ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　ｈａｓ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｌｏｗ　ｅｎｅｒｇｙ　ｃｏｎ—　ｓｕｍｐｔｉｏｎ，ｌｅｓｓ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ，ｈｉｇｈ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｃｏｓｔ—ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ，ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｓｕｉｔａｂｌｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ，ｓ　ｅｎｅｒｇｙ　ｕｓｅ　ａｎｄ　ｅｎｅｒｇｙ　ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ．Ｉｎ　ｒｅｃｅｎｔ　ｙｅａｒｓ．ｔｈｅ　ｈｉｇｈ—　ｓｐｅｅｄ　ｒａｉｌｗａｙ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｃａ￣ｉｅｄ　ｏｕｔ，ｈｉｇｈ　ｓｐｅｅｄ　ｒａｉｌｗａｙ　ｈａｓ　ｈｉｇｈｅｒ　ｅｎｅｒｙ　ｅｆｇｉｃｉｆｅｎｃｙ，ｈｉｇｈｅｒ　ｃｏｓｔ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ａｎｄ　ｌｅｓｓ　ｉｍｐａｃｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｔｏ　ｎｏｒｍａｌ　ｓｐｅｅｄ　ｒａｉｌｗａｙ．　Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ：Ｈｉｇｈ　ｓｐｅｅｄ　ｒａｉｌｗａｙ；Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ；Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ；Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　为了应对能源危机和温室效应等环境问题，保　证社会的可持续发展越来越被人们所重视。我国经　济发展面临着高投入、高消耗、高污染、低产出、低效　益等问题，而且我国经济增长方式尚未得到根本性　转变，资源环境问题成为阻碍我国全面实现小康社　许多不利因素集中到一起就造成了原材料的稀缺，　如没有足够的土地，人口持续增长等。我国现有１３　亿人口，是５０年前的２倍。到２０２０年将达到１５　亿。城市化进程伴随着沙漠化，可居住及可利用的　土地都是５０年前的一半。而且１／３的土地上都遭　遇过酸雨的袭击，七大河流中一半的水资源被污染，　另有１／４的中国人没有纯净的饮水，１／３的城市人　口不得不呼吸被污染的空气。除此以外，在世界范　围内碳的大量排放所生产的破坏，威胁着地球这个　脆弱的生态系统。　会的重要制约因素。面对这些复杂而严峻的问题，　既是对经济社会的挑战，更是对科技发展的挑战。　为了解决这些问题，需要综合运用自然科学、人文社　会科学和各种技术手段，加快推进铁路现代化建设，　为保证可持续发展提供运输保障。　１　构建可持续发展交通体系的必要性　我国近几年的经济发展速度接近１０％，取得令　人可喜的成就，但也存在令人担忧的不利因素——　发展中消耗了太多的原材料。如创造１万美元价值　的产品，所需的原料是日本的７倍、美国的近６倍。　经国内外研究报道，在污染环境的各种因素中，　交通运输所产生的废气所占比例最大。奥斯陆气候　和环境国际研究中心曾经报道，在过去的１０年里，　全球ＣＯ　排放总量增加了１３％，而来自交通方面的　碳排放量增加２５％。由此看来，交通所用燃料释放　的废气是造成全球环境污染的主要因素之一。因　・２・　铁路工程造价管理　此，要减少交通的废气排放，就要构建可持续发展的　交通体系。　作为交通运输业最重要的资源，石油属于非可　再生能源，石油短缺问题Ｅｔ益成为发展经济所要解　决的大事。所以，交通运输能源的合理运用显得越　来越重要。如何优化各种交通工具的配置，降低能　源消耗，越来越引起世界各国的注意。考虑到我国　改革开放以来经济的飞速发展，对能源的消耗也不　断上提，目前已成为世界第二大能源消费国。但我　国的资源条件是“富煤、少气、缺油”，造成从国外进　口石油，这种状况严重影响着我国经济的可持续发　展。　要建设资源节约型、环境友好型社会，就要减少　对石油的进口，防范和化解石油危机，构筑可持续发　展交通体系。　２　不同交通运输方式在能源消耗方面　的比较　主要的交通运输方式有公路、铁路、航空３种。　从可持续发展和能源利用率的角度来看，到底发展　哪一种交通运输方式更适合我国的发展，以下进行　论述与对比。　近几年，我国小汽车持有量一直保持着１５％以　上的增速，虽然在一定程度上拉动了经济的发展，但　也给环境和能源消耗带来隐患。根据统计，汽车平　均每１００　ｔ・ｋｍ消耗汽油１２～１３　Ｌ，在年行驶里程　基本不变的前提下，粗略估计公路运输每年的能源　消耗以１５％左右的速度增长。同时随着私家车数　量的增加，增加了能源消耗缺降低了能源的利用效　率，这种趋势在短时间内很难改变。　与公路运输相比，铁路推行“以电代油”的方　针，使我国的耗油总量大大减少，相对公路污染也　低、消耗自然资源更少。因此，从能源利用率的角度　来说，铁路运输效率高于公路，且污染低、消耗资源　少、运输效益较好。　铁路运输与民航运输相比各有特点。铁路在大　中型重物件货运，及中低端客运市场占据主要位置；　民航在高价值物品货运和高端客运市场占有优势。　这就说明，铁路运输的优点主要体现在载量大，受自　然环境影响小，运行平稳，安全可靠，运行成本低；缺　点主要是建设铁路一次性投资大，建设周期长。但　目前铁路运输主要以电力牵引作为主要动力，使耗　油量大量下降，从这一点上讲，铁路运输优于航空运　输。　从国外研究的数据看，相同的运输量，不同的运　输方式其能源消耗明显不同。以高速铁路为基准，　高速公路的能源消耗是高速铁路的７．６倍，航空运　输的能源消耗为高速铁路的ｌ５．２倍。美国一级铁　路、水运和高速公路运输的能耗比为ｌ：１．６５：１３．２。　由此说明，完成同样的运输量，铁路运输消耗的能源　更少，更加符合低碳交通运输体系的要求。　铁路运输与公路、航空运输相比，铁路集约化、　规模化的运输特点，使其具有较高的性价比。既适　应我国能源结构的要求，又符合环保的需要。所以，　发展铁路运输可以改善我国交通运输业的能源消耗　结构，降低对石油的进口；在提高运输效率的同时，　减少碳排放，是构筑可持续发展交通体系的核心。　３铁路对我国环境的主要影响　３．１节能减排分析　世界上受石油价格上涨的影响，许多国家都在　压缩石油在能源结构中的比例，来发展清洁、低碳的　天然气、核能、太阳能。我国石油资源相对缺乏，也　应降低对石油的依赖和减少石油进口量，充分利用　电力等二次能源，这是我国能源结构调整的必然选　择。所以，发展电气化铁路正符合能源结构调整和　保持交通运输体系发展的要求。同时对国民经济的　发展将起到重要作用。　发展电气化铁路是电力能源替代石油资源的绿　色交通运输工具，所以，世界各国都在集中大力发展　电气化铁路。采用电力牵引的电气化铁路，与其他　牵引方式和运输方式相比，显示出的优越性是：牵引　功率大、拉得多、速度快、污染小，可以大幅度提高运　输能力，每万人公里的耗能量分别是蒸汽机车牵引　和内燃机车牵引的１２％和６０％，有效降低了成本；　采用电力牵引可以改善机车乘务人员的工作条件和　劳动强度，因污染小，可以改善沿线线路养护人员的　劳动环境和沿线的生态环境。目前，经济发达国家　已进入电气化铁路时代。但随着科技的快速发展，　人门的需求也在增长，一般的普速铁路难以满足人　们出行的时间要求。所以，经济发达国家的铁路建　设已转向修建时速２００　ｋｍ以上的高速电气化铁路，　并在环境保护和速度上都得到了改进和提高，我国　这几年也取得了显著的成绩。　第２９卷第６期　周　君，等：高速铁路发展对环境的影响分析　・３・　加快电气化铁路建设，是实现能源消耗结构调　第一次是在２０世纪６０年代至８０年代末，主要　整的一个重要方面。“十一五和十二五规划期间”，　我国提高了既有铁路的电气化率，使石油消耗量有　了明显的下降。随着近几年高速铁路的发展，电气　化铁路所占比例进一步提高，“以电代油”的成效更　加明显。直接导致了能源消耗结构的变化。　３．２土地节约分析　我国地域辽阔，但人口众多，土地资源有限，人　均耕地面积只有美国的１／６，占世界７％的耕地面积　养活着２０％的世界人口。所以，节约土地和保护土　地资源是我国的基本国策。在土地占用方面，从总　量上看公路和铁路占用土地最多，且铁路仅此于公　路。但从利用效率上来看则大大不同，相关数据表　明，铁路的利用效率是公路的３０倍。　铁路建设与公路建设相比，不仅能节约用地，而　且可以提高用地效率。据国外有关资料报道（用货　币表示），在俄罗斯圣彼得堡和莫斯科附近修建２　座航空港比在２个城市之间修建一条铁路要贵３．８　倍；在伦敦附近修建新航空港无法解决土地问题，就　修建了英吉利海峡隧道。法国在研究大西洋高速铁　路方案时，曾验证修建这条２８０　ｋｍ的铁路用地，比　在巴黎附近修建（以戴高乐命名）航空港的用地面　积还小。还有法国ＴＧＶ　５０　ｋｍ长的高速铁路用地　相当于一个大型飞机场的用地面积。　从完成同等运输量的换算周转公里来看，公路　建设用地是铁路建设用地的３．７～１３．６倍。美国修　建一条复线铁路的输送能力与修建一条１６车道的　公路输送能力相当。欧洲公路网占整个欧洲面积的　１．３％，而铁路网只占整个欧洲０．０３％的土地面积。　３．３安全可靠性分析　铁路的安全性、可靠性优于公路和民航。据统　计，我国一年发生的公路交通事故６０余万起，伤亡　几十万人，直接经济损失达３０多亿元，同时对环境　也产生了较大的危害。而我国铁路交通事故非常　少，行车事故损失仅几千万元，仅相当公路损失的　１％左右。以外，铁路适应性更强，除地震等重大自　然灾害外，可全天候运行。而汽车，飞机受气候条件　和地理条件的影响较大。　４　高速铁路发展对环境的影响　４．１高速铁路的发展　从世界范围看，高速铁路的发展有３次高潮。　由日本、法国、意大利和德国推动了高速铁路的建设　高潮。投入运营的有法国的东南ＴＧＶ线、大西洋　ＴＧＶ线；意大利的罗马至佛罗伦萨线；德国的汉诺　威至维尔茨堡高速线；１３本的东海道、山阳、东北和　上越新干线，总里程达３　１９８　ｋｍ。　第二次是２０世纪８０年代末至９０年代中期。　法国、德国、意大利、西班牙、瑞典和英国等对高速铁　路的发展给予了极大的关注。１９９２年西班牙引进　法国和德国高速铁路技术建成了４７１　ｋｍ长的马德　里至塞维利亚高速线；１９９４年英吉利海峡隧道把英　国与法国连接在一起，开创了第一条跨国的高速铁　路线；１９９７年从巴黎开出的“欧洲之星”列车又将法　国、比利时、荷兰和德国连接在一起。在此期间，法　国、德国、１３本等对发展高速铁路网进行了规划。　第三次是２０世纪９０年代中期至今，俄罗斯、英　国、荷兰、澳大利亚、韩国、中国等先后开始了高速铁　路的建设，并涉及到亚洲、北美、大洋洲以及欧洲，形　成了世界交通运输业的一场革命性的转型升级。　４．２高速铁路的发展对环境的影响　４．２．１相对普速铁路更节能　法国和德国的有关研究资料表明，以人公里为单　位的换算能源消耗，公路是铁路的１．８～２．４倍。日本　的有关研究资料表明，高速铁路的客运与公路、航空相　比，平均每人公里的能源消耗比例为１：５．３：５．６；如果　以每个旅客消耗ｉ单位燃料所能行驶的里程来比，　高速铁路为１．０、公路为０．６２、航空为０．２６；如果按　每人公里标准计算能耗，内燃机车牵引的普速铁路　为２．８６，电力牵引的普速铁路为１．９３，高速铁路为　２．７３，高速公路为２２．０５，航空为４４．１。由此说明，　高速铁路的能耗远远低于公路和航空。虽然高速铁　路的能耗略高于电力牵引的普速铁路，但高速铁路　的运输效率远远高于普速铁路。　１０多年来，我国高速铁路建设取得了一定的成　绩，到２０１３年底，高速铁路（客运专线）营业里程已　达到１．１万公里，仅２０１３年就建成开通了１　６７２　ｋｍ，多条高速铁路、城际铁路和客运专线正在建设　中。通过调研的数据表明，我国高速铁路建设的节　能等主要体现在以下２个方面。　（１）采用和谐号ＣＲＨ２、ＣＲＨ３型等动车组，动　车组列车每小时人均耗电仅１５　ｋＷ，从北京南站到　天津东站人均耗电７～ｋＷｈ。　（下转第８页）　・８・　铁路工程造价管理　概算内编制的。为此，设计单位编制的概预算应正　确套用行业定额。　“新版轨道定额”的公布，进一步强化了施工组　织与概预算编制的关联度。与坡度相关的定额子　预算编制过程中，一些从业人员并没有严格执行　“新版轨道定额”的规定，造成与施工组织设计的不　完全匹配，引起概算编制误差。本文通过工程实例　对产生误差的原因进行了分析，对“新版轨道定额”　目，需要与施工运输组织设计相结合，这样才能编制　出正确的概预算，继而为招标概预算的编制奠定公　平的基础。　涉及到坡度的定额子目，就如何结合实际工程施工　运输组织来正确编制概预算进行了探讨，并对存在　的争议问题提出了建议。　“新版轨道定额”需要从业人员深入学习、准确　值得一提的是，施工企业编制投标概算时，应采　用企业的自身定额，即便是采用行业定额也应视为　理解，才能做到正确使用。另外，编制工程概预算，　要保证施工工艺与施工组织设计的紧密结合和匹　配，才能编制出高质量的概预算文件。　参考文献　［１］铁道部部令第２９号，铁路技术管理规程［ｓ］．　［２］铁建设［２０１０］２２３号，铁路路基工程预算定额等二十九项定额　标准［ｓ］．　［３］唐小平，新版铁路工程预概算定额主要特点与使用要点［Ｊ］．铁　路工程造价管理，２０１１（１）．　是参考性质的。合同一旦签订，中标的施工企业需　要承担报价风险。　作为设计单位，应依法合规编制准确的招标概　预算。而作为参加工程投标的施工企业需要根据自　身的综合实力进行报价，这是不同性质的２个方面。　４　结束语　铁建设［２０１０］２２３号文公布的“新版轨道定　额”，针对铺运轨施工首次引入了坡度概念，强化了　责任编辑：李学林　收稿日期：２０１４—０６—２５　施工组织设计与概预算编制的关联度。但在工程概　（上接第３页）　采用流线型车体和轻量化技术，其质量比一般客车　轻３０％以上，是陆路运输方式中最节省能源的。　对资源环境保护起到重要作用。　本文在论述构建可持续发展综合交通体系必要　（２）除采用电力牵引大大降低能源消耗外，沿　线车站设计采用了节能环保新技术。如北京南站、　天津东站均设计了超大面积的玻璃穹顶，还做了透　光处理，能充分利用自然光照明。北京南站还采用　性的基础上，对普速铁路和高速铁路、公里和航空３　种交通运输方式在能源消耗方面进行了比较，分析　表明，高速铁路运输可以改善能源消耗结构，提高运　输效率，减少碳排放和废气污染。在对环境的影响　了太阳能光伏发电技术，热电冷三联供和污水源热　泵技术，该系统产生的年发电量，能满足站房４９％　的用电负荷。　方面，运行安全、可靠性高，节约用地，并能节能减　排。所以，要通过构建可持续发展综合交通运输体　系，促进高速铁路的发展，以适应我国能源利用的要　４．２．２相对普速铁路占地少　已建成开通的１．１万公里高速铁路（客运专　求和环保要求。　参考文献　［１］周新军．高速铁路助推中国经济发展［Ｊ］．铁道工程学报，２０１０　（１１）．　线），多处采用高架桥。如京津城际铁路“以桥代　路”的总延长占线路总长的８７％，不但减少了对沿　线城镇的切割，而且节约了土地。根据测算，与采用　路基相比，采用桥梁每公里可节省土地２．９３　ｈｍ　。　仅此一项，京津城际铁路就节约土地３０６　ｈｍ　。　［２］哈尔滨铁路局办公室．加快铁路建设发展促进低碳经济发展　［Ｊ］．铁道运输与经济，２０１０（１１）．　［３］中华人民共和国国家统计局．中国交通年鉴２００８［Ｍ］．北京：中　国统计出版社，２００８．　［４］张建平．优化运输结构加快铁路发展［Ｊ］．中国铁路，２００７（１２）．　５　结束语　通过以上分析可以看出，发展高速铁路和客运　专线与建设资源节约型、环境友好型社会息息相关，　与消耗能源和调整能源结构息息相关；发展的快慢　［５］陆东福．加快铁路发展对节能减排的贡献与责任［Ｊ］．铁道运输　与经济，２００９（１２）．　责任编辑：李学林　收稿日期：２０１４—０７—２１