城市交通工具新增和更新能效管理

6.3　城市交通工具新增和更新能效管理

能效标志是贴在用能产品上的一种标签，用来表明用能产品能效水平的高低，以便向消费者提供必要的信息。据国际能源署(IEA)统计，到2000年，世界上已有37个国家实施了能效标志制度。很多地方实施强制性标志制度，其中要求标明能耗数值的居多，也有一些国家和地区要求分出等级^［128］。

目前韩国、澳大利亚等国家实行分等级的能效标志制度，而美国和加拿大等国家不分等级，两种办法各有优劣。汽车的构造和使用条件比较复杂，很多因素影响油耗，是在同排量中划分等级还是在同质量中划分等级，或是以其他标准划分等级等，都是要讨论的问题。这些技术上的难题是目前在汽车上推行能效标志制度的一大困难，但是只有加快实施强制性能效标志制度在汽车上的应用，才能有利于对汽车油耗情况进行有效管理，并让消费者很容易就了解产品的能耗、运行成本或其他重要信息，引导合理消费^［129］。

新增机动车是未来用油增长最快的城市客运交通工具。根据美国、日本及一些欧洲国家的经验，机动车节油最经济有效的措施就是制定和实施机动车燃油经济性标准并实施车辆燃油税等相关制度，促进汽车制造企业改进技术，降低油耗，提高燃油经济性，引导消费者购买低油耗汽车。

6.3.1　新增客运交通工具能效管理

6.3.1.1　制定和严格实施机动车燃油经济性标准对城市交通节能的作用分析

1.燃油经济性标准

燃油经济性定义为，汽车消耗1gal汽油(或等量的其他燃料)行驶的平均里程。

美国的燃油经济性是汽车公司销售汽车的加权平均的燃油经济性，在美国其单位为mpg(mile/gal，1mile=1.609km，1gal=3.7853L，1mpg=0.425km/L)，所指汽车是指某厂家生产的在美国销售的总重小于8500lb(3855kg)的小轿车和轻型卡车，包括所有年度的车型^［129］。

燃油经济性标准的制定必须遵循最大限度可行的原则，也即必须考虑下列四个因素。

①技术上的可行性，即所制定的燃油经济性标准应在目前及将来的技术所能达到的范围之内。

②经济上的实用性，即为满足燃油经济性标准所增加的汽车生产成本不应过高，汽车价格应在消费者可接受的范围之内。

③其他标准对燃油经济性的影响，即制定标准时，必须考虑汽车的排放标准、汽车的安全性标准等强制性标准对燃油经济性的影响，不应出现相互抵触的规定。

④国家节约能源的需要，即在考虑前三项因素的基础上，必须最大限度地考虑国家节约能源的需要，尽量提高燃油经济性标准。

2.世界国家燃油经济性和温室气体排放标准

全世界有7个主要国家和地区正在执行或已经提交了各类燃油经济性和温室气体排放标准，如图6-2所示。然而由于在政策方案、测试工况以及测量单位等方面的差异，这些标准之间很难进行比较。本文提出了一套方案来比较这些不同标准的严格程度，这些结论体现在图6-2中，包括如下几点。

图6-2　全世界9个主要国家和地区燃油经济性和温室气体排放标准

注:虚线表示已提交但还未执行的标准

欧盟和日本制定实施的标准在全世界最严格。

美国在燃油经济性和温室气体排放方面的标准无论从历史来看还是基于现行政策未来的发展都滞后于其他国家和地区。美国和加拿大燃油经济性标准平均值要求最低，而用欧洲工况测试的温室气体排放率却最高。

中国内地制定的新标准比澳大利亚、加拿大、加州和美国国家标准严格，但是没有欧盟及日本标准严格。

如果加州温室气体排放标准生效，美国和欧盟之间这方面的差距将缩小，但是加州标准还是没有欧盟标准严格。

3.对中国制定平均燃油经济性标准的几点建议

中国应尽快制定汽车平均燃油经济性标准，一方面通过该标准可以节约大量的石油资源;另一方面，该标准还可以防止部分外国企业对中国大量出口高油耗的豪华车，在一定程度上建立非关税贸易壁垒。中国在制定汽车平均燃油经济性标准时，不要像订立汽车排放标准时那样，从欧I开始逐步上升，而要直接使用美国当前的标准，原因在于，国内特别是民族品牌的厂商，目前的平均油耗水平并不高，基本不生产豪华轿车。实行严格的燃油经济性限值，对国内厂商并不构成太大损害。另外，中国在制定燃油经济性标准时，要制定中长期的规划，对未来10～15年的汽车平均燃油经济性标准做出规定，以引导市场，便于汽车厂家决策。另外，还应建立严格的组织管理及燃油经济性测试评价体系，确保标准的贯彻执行。对于环保车辆和国家鼓励发展的车辆应考虑给予燃油经济性计算时的奖励。

6.3.1.2　实施车辆燃油税对城市交通节能的作用分析

燃油税在国外一般称为汽车燃油税、燃油消费税和汽油税等。从税收种类看属于一种消费税，是使用费性质的消费税，其主要目的是引导消费者理性消费，鼓励节约。很多发达国家政府都有征收不同比例燃油税的政策，如美国的税率是30%，日本是120%，德国是260%，法国是300%。其结果是，美国的低油税政策导致美国轿车普遍偏大、偏重，油耗偏高，欧洲的高油税政策促进了节油技术的发展和小型车的普遍使用。

中国每创造1美元所消耗的能源，是美国的4.3倍，是德国和法国的7.7倍，是日本的11.5倍。另一个数据表明，我国10个主要高耗能行业(含交通运输业)的单位产品能耗平均比世界先进水平高47%，而这8个行业(钢铁、电解铝、铜冶炼、铁合金、电石、焦炭、水泥、煤炭)的能源消费占工业部门能源消费总量的73%。按此推算，与国际先进水平相比，我国工业部门每年多烧掉约2.3亿t标准煤。汽车作为石油消费的最大户头，约占我国石油消费总量的30%，如果不对汽车燃油加以控制，我国石油能源安全将受到很大影响。

实施汽车燃油税对客运交通工具节能的作用有如下几个。

1)有利于完善城市客运交通结构，缓解当前城市交通压力

开征燃油税可以减少“超载超限”运输，杜绝载货汽车“大吨小标”现象，提高车辆运行安全性。由于老旧汽车油耗高、污染严重，征收燃油税将导致此类车辆使用成本加大，从而加速车辆更新进程，同时促进汽车技术进步，改善节能与环保性能。借助车主主观省钱的动机，引导其尽量减少无效出行，降低交通拥堵。

2)有利于降低城市客运交通工具能耗，有利于环境保护

燃油税鼓励使用经济型节油车，有利于调整汽车产品结构，开发研制节油型、低能耗、低污染、小排量、新能源、新动力汽车。目前汽车以石油基燃料为主，汽车发动时排出大量含有CO、CH、NO_x、SO₂等有毒气体，严重污染大气环境。国际上已先后研制并推出几种环保汽车，如燃气汽车、太阳能汽车、电瓶车、甲醇车、原子车等，其中燃气汽车已实现工业化生产，用于现实生活。而且，我国天然气资源非常丰富，四川、新疆、陕甘宁、渤海等地已开发出储量超过1万亿m³的天然气气田。征收燃油税将促进燃气汽车、轻轨及地铁在我国更多城市投入使用，极大缓解我国石油供应的紧张局面。

3)规范征收程序，制止三乱行为

将养路费改成燃油税，可将这部分费用纳入税法管理，符合我国“依法治国”的大政方针。实行费改税，无须增加税务人员就可承担此项任务，免去以往缴费的烦琐手续，截断公路乱收费源头，有效治理三乱行为。由于税收制度的完善与健全，将大大降低征收的费用。

6.3.2　客运交通工具更新能效管理

对于已有城市客运交通工具的总体策略是，根据汽车能效管理原则，加速淘汰高耗能的老旧汽车;加快发展柴油车、大吨位车和专业车;加快运输企业集约化进程，优化运输组织结构;减少单车单放空驶现象，提高运输效率等。

新技术、新材料和新工艺的广泛应用是实现城市交通工具节能目标的前提和基础，无论是步行、自行车和电动自行车这些绿色交通工具，还是机动车这些耗能交通工具，只要从技术层面入手，合理运用各种资源，就能够提高这些交通工具的效率，降低单位油耗。

6.3.2.1　摩托车和私人小汽车的节能分析

摩托车和私人小汽车是私人交通中两种主要的以燃油为主的交通工具，从我国城市化、机动化进程来看，结合我国汽车产业发展政策和居民的购买力分析，城市中摩托车数量已经没有上升空间，私人小汽车的上升空间还有很大，也就预示着私家车有很大的节能空间。

摩托车之所以能够在很多城市有很大的保有量，主要是因为摩托车除具有和自行车一样的方便、灵活优势外，还较自行车有舒适、省力和快捷的优点。与自行车相比，它克服了前者非机动化的明显弱点，而其成本略高的弱点却不明显，因此适合摩托车出行的距离较自行车要长。在经济相对比较发达的城市，有购买摩托车的经济基础，但距离普遍购买小汽车还有一定的距离。与小汽车相比，具备了成本低的优势，而其舒适性差的弱点对于刚刚富裕起来的中国城市居民而言也不明显，因此摩托车发展比较快是自然而然的。

但是摩托车的发展，给城市交通，特别是大城市的交通带来了很多问题。一方面，摩托车会引起城市的交通秩序混乱。摩托车具有与自行车相似的行驶轨迹，表现为自由、随意的特点。目前，许多城市并没有专用的摩托车道，作为机动车的一种，摩托车一般行驶在机动车道上。与自行车相比，摩托车行驶的自由性和随意性对其他机动交通工具的干扰更大，由于摩托车交通的存在，其他机动车辆的交通性能会有不同程度的下降。在路段上，摩托车的速度比其他机动车要慢，一般情况下，摩托车在最外侧的机动车道行驶基本上不会对其他机动车产生影响。但是，摩托车车身虽小，它的动态空间相对其几何尺寸而言较大，加上车道变换频繁，致使后续车辆超车困难，影响整条道路的车辆行驶速度，造成城市道路特别是在高峰时段拥挤不堪。据对一些摩托车高度发展的城市主要道路的车速观测，早高峰时中心区道路平均车速大多在15km/h以下，有些道路甚至不足10km/h。在靠近交叉口的时候，由于摩托车车身较小，在其他机动车辆减速的情况下，摩托车驾驶员可以利用车辆间的间隙行进，到达排队车辆的前排。由于摩托车的启动较快，可以在一定程度上利用这种特性尽快通过交叉口，减少交叉口的拥挤状况。但是，在红灯结束绿灯开始的时候，摩托车如果仍然抢道行驶，将会产生很大的安全隐患。摩托车在交叉口左转、右转、直行的情况不明确，影响其他机动车辆的行驶，使交叉口产生混乱。而且一般城市的道路条件现状较差，大部分城区内比较狭窄，而且交通流量大，大量摩托车与不断增长的其他机动交通工具混行在狭窄的道路上，使得城市的交通秩序更混乱。另一方面，摩托车交通运行安全性差。摩托车行驶特性决定了其运行的安全性差，事故发生率显著高于其他交通方式。由于摩托车单机的个体特殊情况，其防护性能和被动安全性差、稳定性能低，事故一旦发生，死亡率更高。据2003年交通事故数据统计，摩托车交通事故数占所有交通事故数的14.6%，死亡率占所有死亡人数的20.3%，受伤人数占所有受伤人数的25.1%，这远远大于小汽车和公共汽车、电车的比例。根据交通事故率计算，摩托车交通是所有交通方式中安全度最低的方式，其交通事故率分别是自行车、小汽车和公共汽车、电车交通事故率的3.4倍、4.0倍和16倍。再有，摩托车交通效率低下。城市交通系统应符合社会资源使用效率最大优先原则。城市的资金、道路等社会资源是有限的，因此未来交通发展必须强调资源利用效率最大。但是摩托车是一种低效率的交通工具，其在行驶过程中使用效率仅相当于常规公共汽车、电车的1/10左右。据测算，一个人如果乘坐大型公交车，占有道路面积约为1 m²，骑自行车占有道路面积约为4m²，乘坐出租车占有道路面积约为8m²，骑摩托车占有道路面积约为10m²，驾私家车占有道路面积约为14m²，从这些数字不难看出摩托车的人均动态占地面积仅次于私人小汽车，而其运行效率却远远低于私家车。

因此，从技术角度讲，在城市中要降低摩托车的能耗，根本的办法就是减少摩托车的数量，最终达到禁摩的目的，因为从运输效率看，摩托车对公共交通资源的占有率以及对城市环境的尾气、噪声污染、拥堵贡献率都是高于其他交通方式的，城市禁摩是最佳选择。

私人小汽车保有量的迅速增加，是近些年很多大城市的一个普遍现象，之所以会出现私人小汽车“井喷”式的发展，既是我国经济发展、居民收入普遍增加的结果，也是我国鼓励汽车产业发展政策的直接结果。

从技术角度私人小汽车节能应从以下几个方面努力^［130］。

1.汽车的轻量化

由于汽车质量的大小影响到滚动阻力、爬坡阻力与加速阻力，因此汽车质量与其燃油消耗有着极为密切的关系。一般说来，当汽车每减轻1kg时，每升汽油可多行驶0.011km，如果该车行驶10万km，则减轻1kg可节省燃油11L，若减轻500kg，则可节省燃油5500L。德国专家称:如果汽车减轻质量10%，则可降低油耗5%。对行驶10万km的汽车来说，材料、制造和行驶所消耗的总能量比例为:汽车材料所耗能量为15%，制造汽车所耗能量为7%，汽车行驶所耗能量为78%。由此可见，汽车轻量化与节省燃油的关系是十分密切的。汽车轻量化大致有如下途径。

1)减小汽车的外廓尺寸

在保证乘客舒适的前提下应尽可能缩短整车的长度(减小轴距)和减小车辆宽度，达到汽车轻量化的目的。自20世纪90年代以来，世界各汽车厂商都在汽车小型化方面下工夫，并迅速地将新车型投放市场。尤其是日本汽车以其尺寸小而省油，成功地打入美国市场，使美国汽车产销量日益下降，迫使美国汽车业人士不得不加快发展新一代省油汽车。

2)采用新型材料

在确保机械强度与使用寿命的前提下，大量采用轻质材料，如用高强度与高延伸性钢板制成的车体，不但刚性强、薄而轻，而且提高了抗腐蚀性。用铝合金制成发动机的缸体、缸盖、飞轮壳代替原来的铸铁件;在车身、底盘上也日益扩大了使用铝合金的范围，如用经过热处理的铝板制作车身壁板及骨架，用经过镀铬的铝材制造保险杠，用冲击模锻法制作全铝轮辋;此外，冷藏车厢、保温车厢及半挂车的车架和车厢也已广泛采用铝板和铝型材。塑料与复合材料已大量应用于汽车的内外装饰件、电气设备零件、蓄电池支架、水箱罩、发动机罩、消声器外壳、行李舱盖、车门内板、面罩和保险杠上，而在燃油箱、水箱上下室、机油盘等处也已开始批量应用。目前，有望成为轻量化材料的碳纤维，具有广阔的应用前景，一些先进的工业国家正在全力研制，如能将其成本降为当前的1/3，这种材料就可广泛地使用。

3)改进汽车结构

国内外许多单桥驱动的汽车都广泛采用前轮驱动，以减少传动部件;中型以下汽车广泛应用盘式制动器代替较沉重的鼓式制动器;悬架系统采用变截面与E型截面钢板弹簧;轿车和客车采用全承载式车身。此外，以冲压件替代铸件，壳体件薄壁化、小型化等措施均可大大减小底盘的质量。

2.减小汽车的行驶阻力

汽车行驶阻力由空气阻力、车轮滚动阻力、加速阻力与爬坡阻力组成。其中空气阻力与滚动阻力对油耗的影响较大。

1)减小空气阻力

空气阻力与汽车的外形尺寸、空气阻力系数和速度的平方成正比，克服空气阻力所需的功率又与速度成立方关系，可见燃油消耗与功率消耗有着直接联系。因此，汽车高速行驶时空气阻力对燃油经济性的影响十分显著。车体形状是影响空气阻力的主要因素，所以减少空气阻力是通过研究车体形状而获得合理的流线型来实现的。以美国汽车为例，其空气阻力系数在20世纪70年代为0.56～0.74，80—90年代已减小到0.4～0.45，而现在，空气阻力系数已降至0.2～0.3。对大中型载货汽车、厢式车来说，驾驶室前部装置导流板可有效降低空气阻力。大型厢式车的道路试验表明，装置导流板可降低燃油消耗9%～12%。实践证明，行驶在公路干线上装有导流板的100万辆美国大型载货汽车每年可节约柴油70万t。

2)减小车轮滚动阻力

车轮滚动阻力与路面，车速，轮胎的构造、材料和气压有关。汽车行驶在好路面上的燃油消耗比行驶在坏路面上低30%～50%。由此可见，改善公路路面条件来节油的潜力相当可观。子午线轮胎是早已为国内外公认的一种可以减小滚动阻力的轮胎，在各种速度下均有较低的滚动阻力系数。一般情况下，采用子午线轮胎，较之一般的斜交线轮胎，滚动阻力系数降低50%左右，从而使燃油消耗相应降低7%～10%。据专家计算，如果美国所有载货汽车都改用子午线轮胎，每年可减少油耗700万t左右。

3.改进发动机设计，扩大柴油机的应用

1)采用电子控制燃油喷射发动机

无论在何种工况下，电子控制燃油喷射发动机都能得到最佳的空燃比，既可在发动机需要最大功率时产生最大功率，又可保证在需要节油和减少排放污染时能最大限度地节油和减少排放。不少国外汽车厂商已开发或生产汽油直喷发动机，由于这种发动机采用稀薄燃烧技术，可使油耗降低20%。有人预测，汽油直喷发动机将在2010年前风靡世界轻型以下汽车市场。

2)改进现有发动机的结构

改进现有发动机结构的主要方法是在排放污染物无明显增加的情况下，提高压缩比，以改善发动机的热效率。一般来说，压缩比每提高0.1，功率约增加0.735kW，转矩增加2～2.5Nm，而油耗大约可降低1%。由于混合气体在燃烧室内的燃烧状况取决于燃烧室的结构参数(如挤气面积、挤气间隙及火花塞的位置等)，故国内外不少汽车厂商对燃烧室的形状做了完整的试验研究，从而使提高压缩比后的节油效果更为显著。

3)减小发动机附件的功率损失

发动机附件所耗功率占发动机总功率的12%左右，其中冷却风扇消耗的功率为5%～10%。目前，某些汽车上装用一种带有离合器的风扇，它随水温的变化而改变工况。该措施可降低燃油消耗6%左右。由于汽车用电负荷有明显增加的趋势，可通过应用场致发光仪表以及在启动机、刮水器、风扇马达等部件上应用新型磁性材料来降低这类附件的功率消耗。

4)装备柴油机

汽油发动机的热效率为20%～30%，柴油发动机为30%～40%。一般来说，使用柴油机要比汽油机节省燃油20%～30%。据报道，载质量为2～5t的轻型载货车已越来越多地装备柴油机，德国有95%的这类车使用柴油机，日本的这个比例为90%。目前绝大多数商用车都装备柴油机，而各汽车厂商提供的装有柴油机的轿车、旅行车也日益增多，如宝马、奔驰、奥迪、丰田、本田、马自达等都在全力开发并推出环保型柴油车。在欧洲，轿车柴油化的比例已高达40%，且有不断上升之势。

5)采用小排量发动机

提倡采用小排量发动机，以提高发动机的负荷率。德国曾制定一条法规:允许汽车列车的比功率从5.88kW(8ps)/t降至4.41kW(6ps)/t。对于轿车及普通载货车来说，国内外汽车厂商也考虑在保证满足汽车一定后备功率的前提下，尽量采用较小排量的发动机。改进传动系的结构、效率、挡位数及传动比直接影响到燃油经济性。在现代汽车传动系中，广泛采用了5挡变速器。此类变速器的传动比的选择范围大，允许驾驶员选取更合适的经济工况。据试验，采用超速挡的汽车可降低油耗10%。此外，用减少主传动器传动比的方法，即采用小速比桥减少传动部件的质量，加上选用较低转速的发动机，可节油5%～10%。

4.合理地使用汽车^［131］

1)行驶车速

减少停车与加速次数，保持相对稳定的车速与选用适当的经济车速，是减少运行油耗的重要途径。据国外一家运输部门统计，若以稳定车速行驶，每千米的油耗仅为加速行驶时的60%～65%。使用经验表明，在大多数情况下，载货汽车超速运行所得赢利，抵偿不了由此而增加的油耗费用。在美国，尽管修筑了大量高速公路，但还是将载货汽车的车速限制在88.5km/h以内。瑞典运输部门对载货汽车做了多次试验，以70km/h的车速行车较之80km/h的车速行驶时油耗要降低10%。当然，车速太低反而会增加油耗。

2)挡位的选择

在一定的路面上，汽车用不同的挡位行驶，油耗是有差别的。因为在同一道路条件与车速下，虽然发动机发出的功率相同，但挡位越低，后备功率越大，发动机的负荷率越低，有效燃油消耗率也就越高;而此时使用高挡位则情形相反，所以一般尽可能用高挡行驶。最经济的驾驶方法是:高挡行驶的可能性未用尽前，不应换为低挡。

3)正确地调整和保养

对汽车的调整和保养，会影响发动机的性能与汽车的行驶阻力，所以对油耗有相当大的影响。发动机及其附件有故障或失调以及发动机过热、过冷都会影响发动机的功率，使油耗增大。此外，前轮定位得正确与否、轮胎气压是否符合规定、制动间隙与轮毂轴承松紧度以及传动系各箱体内润滑油质量好坏等均会影响燃油消耗率。一般驾驶员常用滑行距离来检查汽车底盘的技术状况。经正确调整与保养，技术状况良好的汽车，行驶阻力小，滑行距离大大增加。

4)驾驶技能

驾驶员要遵守汽车使用保养手册的规定。如冷却液的温度对油耗有着重大影响:水温过低时要比最佳水温油耗多10%～14%;当水温高于最佳水温时，油耗将增大5%～10%。美国一家公司所做的一项试验表明，汽车燃油大约有30%消耗在最初行驶的8km或更少的行程之内。据俄罗斯有关部门统计，不同熟练程度的驾驶员驾驶同一辆汽车，其油耗差可达20%～25%。

5)减少空驶里程，充分利用拖挂，力求车辆满载

有些国家提出了“运输工作比油耗”的概念，即单位工作量(货车，百t·km;大客车，千人·km;出租车，千计划车·km)的平均燃油消耗量。这就把汽车整个行程的总油耗与车况、路况、行车条件及使用技术规范的遵循程度都联系起来，而且把汽车的每千米行程所完成的运载量也联系起来(以货车为例，每千米货运量越多，车辆载质量利用率越高)。一些运输企业的载货汽车普遍拖带挂车，其目的是使有效油耗下降，并增大载质量利用系数，节油效果显著。使用因素对油耗的影响是直接的，而且是显著的。因此，运输管理者要不断举办专业训练班，使驾驶员尽快掌握必要的保修知识并提高驾驶技能;同时，加强运营管理，切实采取节油奖罚措施，为降低油耗尽职尽责。

5.运用尖端技术，改造汽油品质

最近，国内外已研制出应用纳米技术的汽油微乳化剂，使用时只需将该微乳化剂以适当比例加入汽油即可。试验表明，此措施可降低油耗10%～20%，增加25%的动力性，污染物排放也大为下降。

综上所述，降低燃油消耗与汽车的动力性、排放状况、结构设计、车身选型、新技术和新材料以及使用条件等各方面均有密切的关系。可以说，探讨如何降低燃油消耗的途径在一定程度上反映了汽车设计制造水平和汽车运用管理的先进程度。在此值得一提的是，无论是汽车的设计制造人员还是汽车的使用人员，都应不遗余力地去挖掘降低燃油消耗的潜力，把寻求改善汽车燃油经济性的实用方法作为长期的目标。

拓展汽车能源获取途径:实施清洁汽车计划，开发替代能源，开发使用液化石油气(LPG)汽车、压缩天然气(CNG)汽车、液化天然气(LNG)汽车、混合动力(HEV)汽车等;同时加速淘汰高耗能的老旧汽车，运用尖端技术改造汽油品质，实现汽车轻量化，改进发动机设计，积极研发小排量涡轮增压发动机，扩大柴油机的应用，改进传动系结构，减小汽车行驶阻力和合理使用汽车。

6.3.2.2　公共交通工具节能分析

新技术的广泛应用是降低公共交通能源消耗，提高公共交通方便性、安全性、舒适性和准确性的基础条件，对于常规地面交通尤为重要。

1.常规地面公共交通工具的节能分析

由于常规地面交通工具主要由公共汽车、有轨电车和无轨电车构成，因此这样一种交通结构就决定了交通工具具有体积大、载客量多的属性，要从根本上降低单车能耗就必须首先从技术层面有所突破，从发动机、外形、轮胎、总质量、行使速度等方面进行研究。

1)发动机

发动机的油耗对汽车的油耗有决定性的影响，而发动机的油耗决定于发动机的结构。发动机的压缩比高，有完善的供油系统及合理的燃烧室形状，采用电子点火系统等，都能降低发动机的比油耗。

从发动机种类来讲，柴油机由于压缩比比汽油机要高得多，因此柴油机比汽油机的油耗要低得多。试验和使用证明，一般装备柴油发动机的公交车比装备汽油发动机的公交车节油18%左右，柴油发动机载货汽车比汽油发动机载货汽车节油30%左右。

2)外形

为克服空气阻力而消耗的发动机功率与汽车行驶速度的3次方成正比。汽车速度不高时，空气阻力对汽车的燃油消耗不大，但当车速超过5km/h，空气阻力对汽车燃油经济性的影响逐步明显。减小空气阻力主要是通过减小汽车的空气阻力系数来实现的，因此通过有效手段改善公共交通工具的外形，减小其空气阻力，同样可以达到降低单车油耗的目的。

3)轮胎

轮胎结构对滚动阻力影响很大，改善轮胎的结构，可以减少汽车的油耗。目前降低滚动阻力的最好办法是使用子午线轮胎。子午线轮胎与普通斜交轮胎相比，滚动阻力一般下降20%～30%。另外，轮胎的花纹及胎压对汽车的油耗都有较大的影响。

4)总质量

汽车总质量影响到汽车的滚动阻力、坡度阻力和加速阻力，对汽车的燃油经济性影响很大。据美国1978年进行的统计表明，整车质量为1360kg的汽车，当总质量减少10%，油耗降低8.8%。因此，在汽车上广泛采用轻质材料，减轻汽车自重，是提高汽车燃油经济性的一个主要方向。

5)行驶速度

通常情况下汽车在接近于低速的中等车速行驶时燃油消耗量最低，高速时随车速的增加每百公里燃油消耗量迅速加大，这是因为高速行驶时，虽然发动机的负荷率较高，但汽车的行驶阻力增加而导致每百公里燃油消耗量增加的缘故。油耗曲线如图6-3所示。

2.快速轨道交通工具的节能分析^［132］

城市轨道交通路线的技术标准，是对轨道交通的设备类型、建筑物、设计规模、运输能力和运输安全的最基本的限定。这个技术标准体系主要由10个参数指标组成。

①最高运行速度:是指有轨列车在保持平稳、保证安全的前提下，可以达到的最快极限速度，它是衡量列车性能的重要标准。

②运送能力:是指在单位时间内，有轨列车可以载运的乘客数量。

③线形:是指相对于地面条件的轨道交通位置及路线状况。

④牵引条件:是指轨道交通牵引种类(内燃/电力)和牵引性能(如加、减速度)。

图6-3　速度—油耗曲线图

⑤车型:是指载客的车辆类型，城市轨道交通一般可分为大、中、小型。

⑥列车编组:是指列车单元编挂的车辆数。

⑦信号系统:轨道交通采用的信号系统常见的形式有自动闭塞、准移动闭塞和移动闭塞。

⑧最小曲线半径:大半径对行车的稳定性、舒适性有利;小半径有利于定线和站位的选择。

⑨最大线路坡度:是指车站的位置和相互之间的距离大小。

⑩车站分布:是指车站的位置和相互之间的间距大小。

通过对以上10个技术指标的分析可以看出，轨道交通节能的最大空间在于牵引条件和信号系统。要从根本上实现轨道交通节能，就必须提高轨道交通牵引系统(内燃/电力)和牵引性能(如加、减速度)的技术含量，提高客运效率。轨道交通信号系统是运用技术手段保证行车安全，它包括车站信号控制系统和区间信号系统以及机车信号系统几个部分，信号系统的主要功能是保证行车安全和运营效率。准确、及时、快速的信号系统是实现轨道交通节能的必要条件。

6.3.2.3　电动自行车节能分析

电动自行车除了拥有普通自行车便捷、灵活的特点外，还具有省力、活动范围大、车速较普通自行车快等特点，因而受到了越来越多人的青睐。但是在电动自行车迅猛发展的同时，也带来了很多的问题。关于电动自行车的定位、性能参数的制定等一系列问题，目前还没有一个统一的规范体系。电动自行车因其较高的速度和自重，为城市交通管理带来了新的压力。另外，废弃电瓶的处理目前也没有一个统一的管理措施，由此带来的污染问题影响巨大。因此，解决电动自行车的发展问题迫在眉睫。

电动自行车作为一种绿色交通工具，近些年发展非常迅速，由于电动自行车采用电力驱动，减少了出行者的体力消耗，在很大程度上方便了居民的出行，再加上其没有尾气排放，噪声也相对比较小，因此是一种对城市环境几乎没有污染的交通工具，如果能正确处理电动自行车的电池回收和再利用，就从根本上消除了其对环境的污染问题。

从技术角度讲，要实现电动自行车节能，一方面要在保证其车身强度情况下降低车身的质量，以减小在行驶过程中的阻力;另一方面，要提高电池的性能，提高单位充电次数行驶的公里数，提高单位能耗的出行距离。

电动自行车是城市客运交通系统中的一股新兴力量，发展速度非常迅猛。电动自行车发展于1998年，当时全国年产量约为5.8万辆，生产企业16家。1998年之前，我国电动自行车社会保有量不到10万辆，但自此以后，电动自行车行业发展迅猛，以年均87%的速度大跨步前进。2005年电动自行车的产量达到700万辆，比1998年提高了130倍。2006年产销量达到1950万辆^［133］。电动自行车从初期的一两款老式简易型发展到现在的近百种豪华型、轻摩型和高档锂电池电动车。变化大、更新快成为自行车市场的最大特点。

电动自行车作为一种新型、绿色交通工具。电动自行车的出现符合社会发展的需要，其发展壮大是大势所趋，从城市客运交通节能的角度来说应该提倡使用和普及，绝对不能仅仅对电动自行车一禁了之，从管理技术角度应当加强引导和规范。

1.加强质量监管，实现质量第一、安全第一

对于电动自行车要严格检查，防止质量不合格的电动自行车流入市场，从源头上减少电动自行车对城市交通安全的危害。要严格按照《电动自行车通用技术条件》(GB17761—1999)的规定:电动自行车的最高时速应不大于20km/h;整车质量应不大于40kg;具有脚踏行驶能力;以最高车速作为电动匀速骑行时(电助动时以15～18km/h速度行驶)的噪声应不大于62dB(A);电动机额定连续输出功率应不大于240W;以最高车速电动骑行时(电助动以20km/h的车速骑行)，其干态制动距离应不大于4m，湿态制动距离应不大于15m等技术标准严格执行，防止“轻摩化”等不合规定的电动自行车流入市场，引导电动自行车走上良性发展的道路。

2.从城市客运交通规划的角度合理引导电动自行车的合理增加

城市客运交通系统的和谐发展要求该系统是一个节能减排、绿色环保的系统，电动自行车虽然具有噪声小、环境污染少等优点，但是电动自行车毕竟是一种低效率的个体运输方式，在运输效益、城市资源利用方面远不如公共交通，如果不控制，必然刺激其快速发展，使得有限的道路资源更加紧张。因此，应该从城市客运交通规划的角度来审视电动自行车发展，电动自行车不仅是交通问题和管理问题，更关系到城市长远发展、城市整体规划、交通结构和环境保护等问题。一方面要规范电动自行车的行驶规则，减少安全隐患;同时要对电动自行车实行上牌管理，对于拼装、改装、自行组装的电动自行车以及最高时速、整车质量、外形尺寸、电动机功率超过规定的电动自行车，一律不予核发牌证，即使对于合格电动自行车核发牌证，牌照也要实行有效期制，期满后不再核发、换发，并禁止上路。通过以上措施来保证电动自行车的安全性能。

3.加强电动自行车交通管理和普法宣传

虽然《道路交通安全法》规定电动自行车是非机动车，也就是说理所当然电动自行车上路行驶要走非机动车道，如果驶入快车道就是违章，但是由于其速度快、动力充足，有些电动自行车闯入机动车道与机动车混行或者频繁快速地处于快速行驶状态，对机动车、普通自行车和行人都造成很大的威胁，因此交通管理部门应该严格规范电动自行车的驾驶行为，加强《道路交通安全法》的宣传力度，增强道路使用者的交通安全意识，既要体现“以人为本”的精神，又要规范交通管理，消除交通隐患。从而既实现了城市交通节能，又体现了人性化的特点。

4.切实加强电动自行车报废电池的回收工作力度

电动自行车的电瓶作为固体废物如果成为二次污染源污染环境，其危害是不可想象的。因此，必须加大电动自行车电瓶的回收工作力度，加大收集、储存和再处理工作力度，实现废物再利用。同时，还应该加大科技投入，加强新材料、新能源的开发，以促进电动自行车更好的发展。

电动自行车是一种特殊的非机动车，其快速发展的趋势已经有目共睹，但是在快速的发展过程中，也暴露出许多问题。首先是增长速度过快，之所以会出现这样一种现象是由于“买轿车太贵，骑单车太累，挤公车没位”的交通现状造成的，电动自行车已经成为许多市民的选择。其次是电动自行车大部分超速，使得由于电动自行车造成的交通事故频繁发生，虽然国家第十届全国人大常委会第五次会议通过了《道路交通安全法》，在附则一章明确规定了电动自行车是非机动车，但是有些电动自行车的许多特征都是和摩托车相似的，因此国家有关部门应该出台更为明确的法律、法规或者有关政策，引导电动自行车更加健康、理性的发展，不但可以方便市民出行，减少交通事故的发生，更能通过推广电动自行车的使用，来降低单位居民出行的能源消耗，减少采用机动车出行对城市环境造成的压力。