新形勢下城市軌道交通碳達峰的實現路徑研究

文/蘇拓 鄭力中 李子曈

2016 年4 月，包括中國在內的全球大多數國家締約簽署了《巴黎協定》，旨在通過控制全球平均氣溫上升幅度等科學手段緩解全球性氣候變化帶來的緊迫威脅，并逐漸實現可持續的生活方式。2020 年9 月，習近平總書記發表重要講話，強調要樹立“創新、協調、綠色、開放、共享”的新發展理念，明確提出堅持綠色低碳轉型的大方向，CO2排放力爭于2030 年前達到峰值，2060 年前實現碳中和。“雙碳”目標的提出，響應了《巴黎協定》，是中國勇于承擔國際責任的直接體現，也是為統籌國內生態文明建設大局做出的重大戰略決策。

綠色低碳轉型代表當今社會經濟發展的主流方向，碳達峰則是轉型發展中的標志性事件，“雙碳”工作已連續兩年被寫入政府工作報告。據統計[1]，截至2022年底，中國內地城市軌道交通運營線路總長度超過1 萬公里，在建線路總長6675 公里，預計到“十四五”期末，運營線路將接近13000 公里，在公共交通中發揮的骨干作用將更加明顯。城市軌道交通作為保障國計民生的重要組成部分，勢必將在政府統籌安排下深度參與碳達峰工作。

一、城市軌道交通行業碳達峰面臨的機遇與挑戰

當前，我國仍處于城市快速發展階段，經濟方面已由高速增長階段轉向高質量發展階段，但還面臨著時間緊、難度大、發展不均衡等多重問題，兼之要防范化解各類重大風險發生，社會的真正改革與轉型發展仍是任重道遠。城市軌道交通行業本身用能需求巨大，目前正面臨新一輪科技革命和產業變革的歷史性機遇，同時也面臨嚴峻的挑戰。僅以電力方面為例，全國碳排放權交易市場于2021 年在京滬漢三地同時舉行開市啟動儀式，電力行業成為首個納入全國碳市場的行業，峰谷電價等市場化政策也將出臺，若不思求變，城市軌道交通運營電費支出將增幅明顯。而隨著線網規模持續擴大，運營成本逐年攀升，如何立足于“雙碳”新時代，精準“控本增效”，實現良性發展，將非常考驗城市軌道交通管理者的智慧。

《中共中央國務院關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》（簡稱《意見》）已明確提出要推進經濟社會發展的全面綠色轉型。面對目前復雜的經濟社會形勢，城市軌道交通行業應抓住主要矛盾，強化規劃引領。事實上，中國城市軌道交通協會已印發了具有指導意義的《中國城市軌道交通綠色城軌發展行動方案》。我們應當認識到，綠色低碳轉型正是城市軌道交通行業發展的重大機遇，需盡快統一思想認識，貫徹綠色發展理念，凝聚行業力量，積極加快轉型變革。

二、城市軌道交通行業碳達峰的實現路徑

《國務院關于印發2030 年前碳達峰行動方案的通知》（簡稱《方案》）提出“碳達峰十大行動”，其中能源綠色低碳轉型、節能降碳增效、城鄉建設碳達峰、交通運輸綠色低碳、綠色低碳科技創新、綠色低碳全民行動均涉及到城市軌道交通行業，這也為如何具體實現行業的碳達峰與綠色低碳轉型發展指明了方向路徑[2]。我們應當深入研究，探索適合城市軌道交通行業的碳達峰實現路徑，以期2030 年前在綠色轉型方面取得顯著成效，同時早日完成行業碳達峰這項重要任務。

（一）推進能源綠色低碳轉型，推動結構性碳減排

《意見》提出，要以能源綠色低碳發展為關鍵，深化能源領域改革。城市軌道交通應加快構建行業低碳高效能源體系，大力推進行業能源綠色低碳轉型，實現能源清潔綠色與穩定供應，支撐碳達峰目標的實現。

一是我國清潔能源產業的不斷發展壯大為城市軌道交通行業的綠色低碳轉型發展提供了強勁動能。目前我國風力與光伏發電技術保持國際先進水平，近年來發電規模增加迅速，據統計，2022 年并網風電裝機容量36544萬千瓦，同比增長11.2%；并網太陽能發電裝機容量39261 萬千瓦，同比增長28.1%。城軌行業可充分利用段場基地、綜合樞紐、地上車站、高架路段、線路沿線保護區，通過風電、光伏（光熱）發電、地熱能等方式大力發展可再生能源，再進一步開展清潔能源規模替代工作，推動結構性碳減排，如北京地鐵就已系統梳理并制定光伏項目專項規劃。

二是城市軌道交通行業要加強能源領域技術創新。《“十四五”能源領域科技創新規劃》提出，加快構建新能源占比逐漸提高的新型電力系統。城軌行業同樣應加強能源領域技術創新，發展“新能源+新型儲能”“源網儲荷一體化”等模式，加快建設以新能源為主體的適用于軌道交通的新型電力系統。通過優化電力系統配置，增強儲能和調峰能力，提升電網對大規模高比例新能源的整體消納與綜合調控能力，實現資源高效利用，提高供給保障能力。

三是推動城市軌道交通行業的清潔能源裝備研制和應用。可研究推廣氫能等清潔能源營運車輛的規模應用，如佛山已開通世界首條商業運營的氫能有軌電車示范線；在建造、運維工程車輛或土建施工裝備等制造方面，應研制新技術裝備以實現全面電氣化。

四是促進能源產業數字化升級。結合先進數字技術，依托軌道交通基礎設施，進行能源、交通、信息領域的深度融合，加快能源大數據與云計算、能源基礎設施智能化、能源裝備數字孿生等的實現，促進能源產業數字化升級。通過實現信息互聯的能源全局管理，精準智能優化，合理配置資源，促進能源綜合利用，大幅降低能耗，深度節能提效，以數字化驅動城市軌道交通能源綠色低碳轉型。

（二）推行高效低耗節能管理，發展全周期降碳增效

城軌行業能耗“雙控”已經實施多年，目前應推進向碳排放“雙控”轉變。城市軌道交通行業正處于高速發展、規模新建階段，在節能降碳增效方面仍是大有可為的，也只有通過科學合理的全生命周期節能降碳措施逐步控制碳排放總量與強度，方可如期實現行業發展與碳排放“脫鉤”，達到經濟發展與生態文明的動態平衡。

一是加快城市軌道交通綠智融合，綠智融合程度對于能否充分實現節能管理至關重要[3]。首先，節能設計應具有前瞻性與先進性，目前碳排放已被納入環境影響評價體系，設計階段需考慮碳排放總量、每人每公里碳排放強度等指標以形成最優綠色方案；其次，在運維環節，應以歷史數據為基礎，建立相應的能源消耗評價指標體系，通過對全線網能耗數據的系統采集、全面統計、分析計算、直觀展示，從而實現監測、評估、控制、優化等智慧能源管理功能，全面提升能效。同時，應當建立智能化實時客流預測與調度系統，實現客流精準預測，合理調度安排車輛，科學規劃行車組織，實現系統安全高效運轉，便利乘客日常出行。

二是注重牽引、環控設備的能效提升，這也是城市軌道交通行業降碳措施的重要一環。對于電機、風機、變壓器等重點用能設備選型應優先采用高效節能型產品，同時應盡快淘汰高耗能落后產品。針對地下線路、高架線路、城際線路、綜合樞紐等不同場景研發相應的新型系統裝備，如對永磁牽引技術、高效環控技術的研究等，來全面提升牽引、環控設備能效。如廣州地鐵集團有限公司正積極推進相關工作，在廣州地鐵13、21 號線等線路開展超高效機房應用與綠色三星車站建設，節能效果達到國際先進水平。

三是對于既有線路車站應當進行能效對標與測試，優先針對高能耗線路或基礎設施開展節能改造，通過總結試點經驗教訓，逐步推廣成功案例。如上海地鐵通過強調“匹配運行”，經過系列節能改造與“四新”技術應用，已有90% 以上車站應用節能燈具，80%以上地下站空調系統實現節能控制。

（三）強化綠色設計，城市軌道交通建設與城鄉建設協同發展

《意見》指出，要加快推進低碳交通運輸體系建設、提升城鄉建設綠色低碳發展質量。2021年，USGBC 聯合奧雅納發布的《城市建設碳中和白皮書》，強調了城市對于實現碳中和的關鍵性。城市空間會趨于緊湊，交通基礎設施作為城市血脈網絡的作用會更加突出，城市軌道交通具有大容量、高效率、低污染、集約化等優點，在緩解城市交通擁堵、優化城鄉規劃布局等諸多方面都發揮著重要作用。城軌行業應當因地制宜編制線網規劃、建設規劃、既有線路改造規劃等，并與城鄉規劃相協調[4]，以此促進城鄉建設綠色低碳轉型發展。

一是積極探索工程總承包、合同能源管理等發展模式，充分發揮市場與資本作用，優化資源配置與工程造價的關系；強化軌道交通綠色設計，通過數字科技優化建筑布局與設施負載控制建設規模，并與城鄉建設匹配；發展新型智能建造和全過程綠色建造方式的綠色車站與站場，重點推進建造過程的產業化、工業化；推動智慧工地建設，提高施工效率；還可通過積極推進綠色TOD綜合樞紐開發、有序開展海綿城市建設等方式推動城鄉建設與城市軌道交通的協同發展。

二是嘗試推廣光伏建筑一體化應用[5]，提高地鐵車站內終端用能電氣化水平，加快優化建筑用能結構，比如天津地鐵已在積極開展基于綠智融合技術的城市軌道交通“光儲直柔”研究。一方面要注重把控建材生產環節，積極推廣綠色低碳建材應用，加快公共建筑節能改造，實現建筑物的整體節能降碳：另一方面可推動高品質綠色建筑發展，加強城軌建筑綠色認證，推進超低能耗、近零碳建筑物的規模化發展，提升建筑設施運行能效水平。

（四）加強基礎設施建設，構建清潔低碳交通運輸體系

《綠色交通“十四五”發展規劃》要求，建設綠色交通基礎設施，以深度降碳為目標打造清潔低碳的綠色運輸服務體系。《方案》也提出，常住人口100 萬以上的城市綠色出行比例要達到70% 的目標。據統計，2022 年全年城市軌道交通累計完成客運量193.02 億人次，占公共交通客運總量的分擔比率為45.82%，其中，北上廣深等10 個城市占比超過50%。城市軌道交通作為低碳出行的重要交通方式，在構建綠色智慧交通運輸體系建設中被委以重任。城市軌道交通行業要在綠色智慧交通運輸體系建設中發揮行業優勢、貢獻行業力量。

一是建設多層次軌道交通網絡，可重點加快發展城際鐵路、市域快線等，促進多城跨區域融合，加強軌道交通與其他各類交通方式的有效銜接，促進多網跨制式融合，力爭打造軌道上的都市圈。如南京地鐵已立項開展南京都市圈智慧市域快軌示范工程項目，廣州地鐵的18 號線和22 號線市域快速軌道交通示范工程已完成首通段并開通運營，廣佛雙城也開展了互聯互通研究并逐步實施。

二是貫徹落實《中國城市軌道交通智慧城軌發展綱要》，加強大數據、云計算、人工智能、區塊鏈、物聯網與5G 等新興技術的應用，大力發展數字科技與綠色低碳融合的戰略性新興產業；發揮城市軌道交通獨立路權的優勢，統籌線位、土地、空域等資源，提升基礎設施建設水平與管理運營水平；加速交通基礎設施網、運輸服務網、能源網與信息網絡的融合發展，推進數據資源賦能運輸服務發展，提升交通基礎設施數字化水平，打造高效綠色智慧交通運輸體系。

（五）堅持科技創新，加快綠色新技術推廣

科技進步是推動軌道交通綠色低碳轉型升級的核心驅動力，也是實現“雙碳”目標的重要支撐。城市軌道交通行業應在促進“政產學研用”深度融合上下功夫，在政策指導下，圍繞基礎研究、技術研發、裝備研制、示范應用開展全鏈條一體化的研發工作，解決制約行業綠色低碳轉型發展的共性問題。

一是加強政校企合作，注重專業人才的培養。我國已經初步搭建了“雙碳”專業人才培養方面的政策框架雛形，包括政府、高校、企業在內的多方均積極參與。《意見》中明確要求建設碳達峰、碳中和人才體系，鼓勵高等學校增設碳達峰、碳中和相關學科專業。下一步還要鼓勵高校加快“雙碳”相關專業學科建設，加強與交通運輸、土木工程、地下工程等專業學科交叉融合，重視加強師資力量，引進培育一批跨學科、跨專業的高層次人才；加強校企合作，通過職校技校與城軌企業聯合培養，培育發展一批行業急需的技能型人才。

二是通過政府政策引導聯建共建綠色低碳創新平臺。鼓勵圍繞綠色低碳、智慧城軌、韌性安全等方面開展戰略性、前瞻性研究，加快適用于城軌行業的綠智融合技術研發和推廣應用，通過技術創新促進行業綠色轉型；制定并發布綠色新技術目錄，創建綠色品牌效應，盡快形成規模化應用，實現良好經濟社會價值；實施標準化戰略，建設全專業的軌道交通綠色低碳標準體系，進一步帶動產業發展，加強國際合作交流，力爭“整船出海”，促進綠色“一帶一路”建設。如中國中車就探索構建了全產業鏈上下游聯盟的綠色低碳協同機制，引領全價值鏈減碳降碳。

（六）公益引導環保，開展綠色低碳全民行動

綠色低碳全民行動可凝聚起生態文明建設的共識，也可有效降低城市軌道交通行業轉型變革中的經濟風險與社會阻力，助推行業安全降碳。地鐵環境受眾群體廣泛，是開展綠色低碳全民行動的絕佳載體，以廣州地鐵為例，單日客流可破千萬人次。

一是應以乘客需求為導向，通過提供便捷高效、舒適順暢的優質出行服務，吸引公眾優先選擇城市軌道交通出行；二是積極通過綠色文創產品、環保公益廣告等方式開展全民低碳科普、進行文化熏陶，踐行垃圾分類、節約用能等綠色行動，引導綠色低碳消費，營造綠色低碳生活新風尚。如深圳地鐵通過拓展團體票客戶、開發“空軌聯運”產品、加強品牌視訊宣傳等多種方式積極倡導綠色出行。

三、結束語

國家已經圍繞“十四五”時期以及2030 年前的重要時間節點提出了碳達峰的戰略目標，這也必將為社會各行各業帶來廣泛深刻的變革，在此新形勢下，我們應充分認識到“雙碳”工作對于城市軌道交通行業的重要意義，主動適應行業綠色低碳轉型發展、產業升級、經濟高質量發展的趨勢。綠色低碳轉型需結合本行業的發展現狀與規律，充分發揮城軌綠色交通方式的優勢，在能源發展、資源節約、土地使用、產業結構、生活方式、環境保護等諸多方面進行協同調整，過急過快無異于揠苗助長，猶疑過慢則會痛失良機，這注定將會是一項復雜而長期的系統工程。

城軌行業碳達峰與綠色低碳轉型相輔相成，應立足當下科學規劃、審時度勢看準時機、保持定力長期奮斗。通過實施堅持綠色發展理念，推動能源綠色低碳轉型，深入挖掘行業節能潛力，持續提升能效水平，促進行業發展與城鄉建設有機融合，打造清潔低碳綠色運輸體系，開展科技創新，深化綠智融合，號召全民綠色低碳出行等具體行動，在保障運營安全的前提下循序漸進、穩步落實，最終實現全產業覆蓋的綠色低碳轉型和城市軌道交通的碳達峰，走上安全發展、可持續發展乃至高質量發展的道路。