浅谈城市发展与铁路货运能耗的相关性实证.doc

浅谈城市发展与铁路货运能耗的相关性实证.doc浅谈城市发展与铁路货运能耗的相关性
实证
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铁路作为我国重要的货物运输方式，其能耗状况及强度变化 对发展节约型交通战略具有重大意义。本文基于我国多年交通统计的 实证数据，运用引力模型对交通能耗进行多重线性回归分析，并对今 后以上海为端点的铁路货运能耗进行预测。
关键词：城市铁路 能耗多重线性回归引力模型
铁路作为我国重要基础设施，比较而言具有占地少、效率 高、能耗低等优势，而且其强大的仓储与运输能力为保证现代物流提 供了必要的条件。
铁路运输主要分为货运和客运。货运商品的价值凝聚着运
输的价值，商品的全生命周期能耗包含了运输的能耗，而货物运输的 多寡又直接与各个城市的地理位置、人口结构、能源供需、经济发展
等因素息息相关。这就建立了一条:“人口数量增多、经济发展——客 货运需求量扩大——能耗增多”的关系链。在保证货物供应渠道的同 时，努力降低能耗成为了发展铁路交通事业的重中之重，而从城市发 展角度对铁路货运量的影响因素进行深入探讨也具有广泛意义。
一、中国铁路能耗运输的现状
铁路机车包括三种：蒸汽机车、内燃机车、电力机车。蒸 汽机车主要燃料为原煤、内燃机车主要燃料为柴油、而电力机车主要 使用电能。目前我国铁路列车主要有电气机车与内燃机车两种。电力 机车虽然效率高，功率大,牵引性能方面优于内燃机车，但在我国的国 情下，例如在供电困难且气候恶劣的地区电力是不可能完全替代内燃 机车，而且内燃机车还有很大的战略意义。
图1-1中国铁路机车能耗比例图（1980-2006年）单位:％ 从图1-1我国铁路机车能耗比例可以看出，中国铁路机车 能耗品种主要为一次能源的原煤与柴油、二次能源的电力。1980年 原煤消耗占比达到了 90%以上，1990年依然保持在70%的高位，而 经过了约25年的机车更新换代与不断改进,2006年原煤的消耗量几 乎为0;上世纪八十年代至本世纪初，我国内燃机车的柴油消耗量呈 递增趋势，之后保持80%左右的稳定比例。随着电气化机车逐步被 推向市场，其能耗比例也呈逐年递增的态势，在2006年达到了 23%
左右。
图1-2铁路机车保有量及能耗因子趋势图（1985-2007年） 单位:主坐标为台数、次坐标为千克标准煤/万吨公里
从图1-2可见，长久以来我国的蒸汽机车与内燃机车的总 和基本保持在12000台左右，随着电力机车投入运营，我国总机车 数达到了 18000台以上。1990年以前我国蒸汽机车在数量上占比超 过了 50%，而从90年代开始以柴油为燃料的内燃机车绝对数量和比 例均保持上升的态势，并逐步取代了蒸汽机车的地位。在2000年后 我国开始迅速淘汰蒸汽机车，随着我国蒸汽机车相对量和绝对量的逐 年降低以及电力机车的大力推进，导致综合能耗因子（综合能耗包含 客运与货运能耗）也在逐年降低，其趋势将在接下来的一定时间内将 继续保持。而通过货运能耗因子与综合能耗因子的比较可以看出，长 久以来客运能耗因子一直低于货运能耗因子，这也导致了铁路综合能 耗因子长年低于铁路货运能耗因子，且相对变化趋势比较稳定。我国 的铁路货运能耗因子在与国际先进技术水平比较时已产生了相对优 势，在2006年第一次低于日本的同类数据统计。
二、建构铁路货物运输能耗模型
（一）模型建立的前提
货物运输作为交通运输的重要组成部分，运输量随着经济 发展而不断扩大。特别在工业化不断推进过程中，这个关系更加显着。 本章将以上海作为铁路的一个端点，其它省级行政区作为另一个端 点，根据国家统计数据构建铁路货物运输能源模型。
上海市作为一个外向型城市，对它的研究需要建立在全国 各省市相互联系的基础上，假设与其它各个单元省级行政区之间具有 不同程度的相互吸引力。用各个省级行政区的货物运输量作为衡量货 物吞吐能力的标准，以省会间相互距离作为影响相互吸引力的反作 用，再套用引力模型进行多重线性回归分析。
铁路货物运输能耗模型的基本构造
根据国家温室气体排放清单规定，铁路机车能源消耗的计 算公式
铁路机车能源消耗=机车数目X每列机车每日平均能源消 耗X每列机车每年平均运行天数
铁路机车能源消耗=总机车每日平均能源消耗X每列机车 每年平均运行天数
铁路机车能源消耗=总机车全年运送每吨货物行驶每公里
的平均能源消耗X两地间运送货物量X两地间距离，即(2-1 )所示
(2-1 )
EC :铁路货物运输的能耗因子(千克标准煤/万吨公里) Tij:i地到j地的货物量(t),在这里i指代上海，j指代其它 省级行政区
dij : i地到j地的距离(km )
为了预测区域间货物运输量我们导入引力模型。引力模型
是根据1687年牛顿提出的理论物理学中万有引力公式引申而来，其 内涵包括：原指物体之间的相