2017年12月8日 星期五

「低碳交通」系列九:南北捷運大車拚!決定軌道節能的因素竟是﹍?

"儘管軌道運輸僅占全台電力需求不到2%,但用電成本和減碳效益仍是從業者重要的經營指標。"
圖&文鄭羽哲(台灣鐵道暨國土規劃學會理事)
 軌道系統是屬於密集運輸的載具,不只財務效益上要達到一定運量才能損益平衡,其實就環境指標而言,也須達到一定輸量才能真正節能減碳。但各位是否有想過?軌道系統的興建方式,也會決定它的減碳程度嗎?
節能關鍵,「場站」更勝「行車」


 儘管載送旅客的是「列車」,但為了提供服務,軌道系統還包含「車站」與其他設施的能源使用,也會成為評估軌道耗能狀況的一環。


 目前全球通用的觀測指標是以「車廂公里」為單位,意即每一節車廂每行駛一公里所消耗的能源多寡。筆者參考臺北捷運與高雄捷運的CSR(企業社會責任)報告,加上研究機構針對於北捷高運量、中運量的耗電量占比,彙整出以下表格:


 先看北捷,高運量軌道因車站「地下化」的比例高(2013年約80%車站屬地下化車站),必須考慮空調、隧道通風等設施,因此耗電量比一般列車更多;相對於中運量(文湖線)路線,僅有松山機場、大直兩站是地下化車站,系統相對節能,觀察兩者的「場站用電」數據,即可看出明顯差異。



 有趣的是,中運量每節車廂載客量僅為高運量1/3,但兩者的「行車用電」卻相差無幾。儘管中運量系統的膠輪混凝土枕相對摩擦力較大,行走時比較耗能,但中運量列車的轉彎及爬坡能力,仍比高運量的鋼輪鋼軌強,加上沿線車站多為高架配置,因此整體來說仍較高運量系統節能。


 相較之下,高捷的節能表現略遜一籌。不單行車用電比同為鋼輪鋼軌的北捷(高運量路線)多出15%,場站用電更是北捷的1.75倍!
炎熱的氣候加上多為地下化場站,增加了高雄捷運的耗能負荷。
 明明是更晚(2008年啟用)上路的高捷,為何反而更加耗能?這個問題可從兩個層面切入。首先是氣候影響,高雄當地氣溫較臺北高,軌道服務對於空調系統的需求自然更大;另一因素來自較低的發車頻率,使得高捷在計算單位車廂公里時吃虧許多。
場站形式,決定日後耗能多寡
 為什麽地下化軌道比高架式更為耗能?除了前面提過的空調需求,從捷運列車、車站用的燈光、到電梯、手扶梯等,都是會發熱的機電設備,不僅如此,地下車站還要保持室內空氣品質,須配備幫助空氣循環、散熱等換氣裝備,整個盤點下來,就比高架車站多出一堆耗能來源。


 再以臺北捷運的地下化軌道為例,有些人或許曾經發現,北捷一期路網(淡水、板南、中和、新店線)的月台只做「半月台門」;但到了二期路網(信義、新蘆、松山、文湖線地下段)就做到「全月台門」。因為按照一期路網的原始設計,隧道內積存的熱能是靠車站空調進行散熱,這種方式對車站空調系統負荷很大,所以二期路網便改採車站與隧道隔離環控的散熱方法,有辦法做到全月台門。

臺北捷運不同階段的場站設計概念,決定了日後的耗能表現。
 儘管軌道運輸僅占全台電力需求不到2%,但用電成本和減碳效益仍是從業者重要的經營指標。最後要強調的是,當我們關注軌道運輸系統的投資效益和社會影響時,往後產生的節能效益和交通碳足跡,也應列入考慮。

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【作者簡介】
鄭羽哲,畢業於臺灣大學土木研究所交通組,從小開始和交通工具打交道,長大之後從求學到工作都沒有離開交通運輸的領域,後來加入公共運輸的推動者與實踐者,也是「台灣鐵道暨國土規劃學會」理事。自己著有小小的部落格「fabg's 航空.軌道.交通生活」,觀察公共運輸發展,並關心公共運輸與社會發展的脈動與變化。
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