高铁是否有利于节能减排
一般认为,铁路(包括高铁)比
航空更有利于
节能减排,这是因为飞机的速度比火车快,因此要克服更大的空气阻力,要消耗更多的能源。但这还要考虑客座利用率。如果飞机的客座利用率达到90%以上,而高铁动车组的客座利用率不到30%,那么飞机比高铁更节能。因为这意味着高铁动车组70%的能耗是用来运座椅,而高铁动车组上增加一个旅客的边际能耗为零。因此,国铁集团在客座利用率低的高铁线路减少车次,有利于
节能减排,是符合经济规律的选择。
同样的道理,高铁比普通铁路更快,因此要克服更大的空气阻力,消耗更多的能源。天下没有免费午餐,高速度是有代价的。高速铁路与普通铁路相比,并不利于节能减排和实现
碳中和。
更具体地说,铁路列车运行受到的空气阻力与其速度的平方成正比,列车运行的能耗与其速度的立方成正比。特别是列车运行速度超过300公里,70%-80%的能耗要用来克服风阻。以8辆编组动车组的牵引功率进行比较:时速160公里动力集中型动车组的牵引功率为3000kw左右,时速200公里动车组的牵引功率为4000kw左右,时速250公里动车组的牵引功率为5200kw左右,时速350公里动车组的牵引功率则高达10500kw。高铁动车组大都使用
电力,但发电主要用煤要消耗能源。时速350公里高铁动车组的能耗是时速160公里动力集中型动车组能耗的3倍以上。相比普通铁路,高铁不是绿色
交通方式,而是高耗能的交通方式,是供人们快速出行的奢侈品。高铁是商业项目,不能提供普遍公共服务。因此,高铁的建设和运营不应由政府财政补贴,而应贯彻使用者付费原则。
高铁的能耗还与高铁客运的平均运距有关。高铁运行和飞机航行一样,最耗能的环节是加速度环节。飞机起飞是消耗能源最多的环节,飞到万米高空,空气稀薄,能耗可以显著降低。因此延长航空客运的平均运距,即延长航线距离减少飞机起降次数,有利于实现航空业的节能减排。高铁动车组从车站发车加速到时速350公里是能源消耗最多的环节,但地面空气密度没有变化,达到时速350公里后,能耗降低的幅度也有限。同样,减少高铁动车组的停站次数,延长高铁客运的平均运距,有利于实现节能减排。因此,国铁集团列车运行图确定的高铁动车组列车在客流少的车站减少停站次数,实行甩站通过,这不仅是为缩减高铁动车组到达终点站的时间,还有利于节能减排。铁路客运的平均运距不仅与铁路节能减排有关,而且是铁路客运效率的一个重要指标。
运输企业运输效率的一个重要指标是其平均运距的变化趋势,因为运输企业主要靠提供人或物的位移服务来获取营业收入。2008年中国铁路客运的平均运距为532.1公里,该年高铁旅客发送量可忽略不计,这是中国普通铁路客运平均运距达到的较高水平。2019年中国高铁旅客至少占铁路旅客发送量的60%,铁路客运平均运距则下降到401.8公里。因此,高铁旅客的逐年增加,导致铁路旅客平均运距在11年间下降了130公里。据此估计,高铁旅客平均运距仅在300-350公里左右。而在2008-2019年期间,公路旅客平均运距从46.5公里增加到68.1公里,民航旅客平均运距从1497.5公里增加到1773.7公里。这说明与公路客运、航空客运、普通铁路客运相比,大规模高铁建设和大量高铁项目投入运营导致铁路旅客运输效率的下降和铁路客运能源消耗的增加。
大规模高速铁路建设还使铁路平均运输密度的大幅度下降,这导致消耗大量能源生产的钢筋
水泥在转变为高铁线路后没有发挥应有的作用,而是闲置在那里晒太阳,能源低效率使用,不利于节能减排。
最典型的是2014投入运营的兰新高铁。2017年兰新高铁(全长1786公里)的运输密度仅为620万人公里/公里,同年中国客运密度最高的京沪高铁的运输密度为6320万人公里/公里,日本东海道新干线的运输密度则高达9909万人公里/公里。兰新高铁有每天开行160对以上高铁动车组的能力,但实际正常情况下只开行4对高铁动车组,大部分时间高铁线路在晒太阳。
铁路平均运输密度是全国铁路网平均每公里铁路完成的工作量(即换算周转量),换算周转量通常是货运吨公里周转量和客运人公里周转量的简单相加。铁路平均运输密度可以反映平均每公里铁路获得的运输收入。中国铁路的平均运输密度在2008年达到历史上较高的4126.1万换算吨公里/公里,这以后,随着投入运营的高铁里程逐年增加,铁路平均运输密度进入持续下降通道,2019年铁路的平均运输密度仅为3208.6万换算吨公里/公里。这是因为很多高铁线路的运输密度过低,拉低了全国铁路的平均运输密度,降低了铁路的能源使用效率。
因此,从铁路自身考虑,大规模高铁建设并不利于铁路节能减排。