綠色發展背景下軌道交通節能減排的挑戰與優化策略

摘 要：本研究聚焦于在綠色發展理念指導下，對軌道交通領域的節能減排技術進行深入探討，城市軌道交通在節能減排方面遭遇能源高效利用的困境、技術進步遭遇瓶頸、運營管理存在粗放現象、線路規劃存在不合理性、政策支持力度不足以及市場激勵機制匱乏等一系列挑戰。構建改進措施方案，涵蓋節能技術研發、強化能源回收與再利用、精確優化列車運行策略、健全設備維護管理體系、與城市規劃相協調優化線路布局、積極爭取政策扶持以及構建市場激勵機制等方面，推動城市軌道交通行業邁向綠色、可持續發展的新階段，執行節能減排的既定目標要求，推動城市可持續發展的綠色進程。

關鍵詞：綠色發展 軌道交通 節能減排 挑戰 優化策略

1 緒論

在全球綠色低碳發展的宏觀趨勢中，節能減排成為推動我國各行業綠色轉型的重要引擎，城市公共交通系統的核心構成要素為軌道交通，實施節能減排戰略對于緩解能源壓力、優化城市生態環境具有深遠影響和重要意義，我國在軌道交通領域節能減排方面尚存諸多問題，當前局勢不容樂觀。本文對當前所遭遇的挑戰進行了深入細致的探討與系統分析，能源轉化與利用效率有待提升，科技創新能力受到制約，以及運營管理水平尚需精細化，針對所涉問題，確立并實施了具有針對性的優化策略，強化節能技術的研究投入、優化企業運營管理措施、健全政策扶持體系等方面，期望借助此類措施，為我國城市軌道交通領域的綠色發展提供穩固的理論依據與切實可行的實踐借鑒，推動城市實現可持續發展的長遠規劃，進而顯著提高城市居民的生活質量與居住環境水平。

2 綠色發展與軌道交通節能減排概述

綠色發展理念將生態環境保護作為其核心與基礎，以優化資源配置與集成為核心指導思想，以推動經濟社會可持續發展的核心理念為引領的嶄新發展理念，該理念著重于經濟、社會與自然環境三者之間的和諧共生與協調發展，致力于在發展全過程中確保各要素的合理布局與協同運作，毫不動搖地淘汰高污染、高能耗的陳舊發展路徑。在都市鐵路交通系統領域，堅持貫徹可持續發展的綠色理念，對系統能源消耗與環境污染問題的應對策略研究具有顯著的理論與實踐價值，在理論維度進行深入分析，本研究的視野遍及軌道交通系統的全生命周期階段，在項目策劃與構思階段，對節能技術與環保材料的選擇及其應用成效進行系統分析與綜合評價；建筑施工作業階段，需對能源消耗與污染物排放實施嚴密監控；采用管理優化及技術提升等策略手段，減少列車運行及設備操作過程中的能源耗費與污染物排放量，進而推動城市軌道交通的生態化進程，此舉顯著增強了城市軌道交通的可持續發展能力，城市綠色發展的進程中，該舉措能夠發揮關鍵作用，推動城市邁向更宜居、更環保的發展道路[1]。

3 綠色發展背景下軌道交通節能減排面臨的挑戰

3.1 能源利用存在難題，關鍵技術推廣存在較大阻礙

在能源消耗與轉化領域，城市軌道交通系統雖展現出一定的節能潛力，但仍面臨諸多難題。列車運行時，能源在轉換和傳輸過程中普遍存在能量損耗。例如，鐵路機車牽引裝置將電能轉換為機械能時，實際工作效率與理想目標存在差距，導致電能資源配置不合理，浪費現象較為嚴重，這對整體能源利用效率產生了顯著影響。制動能量回收技術也存在諸多局限。能量回收過程中，能量儲存與再利用的效率問題成為制約其發展的瓶頸。由于缺乏有效的處理手段，大量能源在回收環節未能得到有效利用，這給關鍵技術的推廣應用帶來了明顯阻礙。此外，像永磁同步電機、新型儲能技術等前沿節能技術，雖能顯著降低能源消耗強度，但研發投入經費較高，技術更新換代周期呈縮短趨勢。這使得軌道交通企業在采用這些技術時面臨較大的經濟負擔，進而抑制了技術的擴散。技術規范的不統一同樣阻礙了節能技術的推廣。我國各地及各類企業的節能技術標準和具體要求存在差異，在跨區域和跨企業應用時，兼容性問題突出，加大了技術普及的難度。同時，我國技術人才隊伍規模與現代化建設需求不匹配，技術人員對新型節能技術的掌握程度不足，導致新技術設備的實施與維護困難，實施效果欠佳，進一步限制了軌道交通節能減排關鍵技術的應用范圍[2]。

3.2 運營組織精細度有待提升，設備維護管理力度亟須加強

在公共交通軌道系統運營管理中，實時客流波動應對存在調度管理不精準問題。交通高峰，部分鐵路線路運力不足，旅客擁擠，體驗差；非高峰時，列車空駛、編組過大，造成能源浪費。許多城市規劃運營策略時，未充分考慮工作日與節假日、不同時段區域客流量差異，調度方案缺乏靈活性和科學性，線路協同與換乘接口不佳，增加乘客出行時間與系統能耗。設備維護管理方面，信息化程度低，依賴人工巡檢，實時監測技術不完善，故障檢測滯后，影響設備穩定運行，增加能耗。維修人員技能參差不齊，培訓體系有缺陷，部分人員對新型節能設備的維護知識掌握不夠。設備維護管理尚未形成標準化流程，不同區域和線路的維護作業差異顯著，難以構建統一高效的管理體系，這嚴重制約了設備的長期穩定運行，阻礙了節能減排目標的實現。要解決這些問題，需要從優化調度管理、提升設備維護水平等多方面入手，實現軌道交通的高效、綠色運營。

3.3 線路布局與城市規劃匹配度欠佳，車站車輛段節能設計存在不足

城市建設飛速發展，功能區和人口分布持續變化，軌道交通規劃與城市空間布局不協調，成為節能減排的重大阻礙。早期線路難以適應這些變化，線路布局與實際出行需求不匹配。規劃時對新興產業集聚區和居住社區發展潛力預估不足，建成后軌交覆蓋不到位，居民出行依賴其他交通方式，降低軌交整體效能，造成能源浪費。部分現有線路經過城市中心時，站點布局不合理，與周邊商業、辦公區域銜接不佳，“最后一公里” 問題嚴重，削弱了軌交的吸引力和客流量。車站和車輛段節能性能差，也制約了節能減排。車站照明、通風與空調設施節能設計不完善，傳統照明能耗高且無自動調光，通風與空調系統未充分利用自然能源，能耗過高。車輛段節能設計有短板，能源利用效率低，充電設施能源轉換率有待提升。另外，我國在車輛段建設運營中對可再生能源開發利用較少，太陽能電池板應用比例低，節能潛力遠未充分挖掘[3]。

3.4 政策扶持力度尚顯不足，市場激勵機制構建面臨挑戰

城市快速發展，功能區優化、人口分布改變，軌道交通規劃與城市空間布局不協調，形成節能減排重大阻礙。早期線路難適應變化，布局與出行需求脫節。規劃時未充分評估新興產業集聚區和居住社區潛力，建成后軌交覆蓋不足，居民依賴其他交通，降低整體效能、浪費能源。部分現有線路經城市中心時，站點布局差，與周邊區域連接不暢，“最后一公里” 問題突出，削弱吸引力與客流量。車站和車輛段節能性能不足也制約目標實現。許多車站照明、通風與空調設施節能設計粗糙，傳統照明能耗高、無自動調光，通風與空調系統未有效利用自然資源，能耗高。車輛段存在節能設計短板，能源利用效率低，充電設施能源轉換率待提高。另外，我國在車輛段建設運營中對可再生能源開發利用有限，太陽能電池板部署和應用比例低，節能潛力未充分挖掘。

4 綠色發展背景下軌道交通節能減排的優化策略

4.1 積極研發節能技術，大力加強能源回收利用

在推進節能減排技術研發中，政府、科研實體和商業組織需協同合作。國家應加大科研經費投入，啟動專項資金支持計劃，引導高校和科研單位研究軌道交通能源利用，改良鐵路列車牽引系統，研發高效電能轉換技術，提升能量轉換效能，降低能耗。企業要積極參與產學研融合，促進科研成果轉化。在能源回收利用上，優化城市軌道交通列車制動能量回收裝置，提高回收效率，升級能量儲存與再利用途徑，選用先進儲能裝置，將回收電能用于列車關鍵運行階段，減少對外部電網依賴。同時，推廣智能能源管理系統，實時監測和挖掘軌道交通系統能耗，根據工況自動調整設備運行參數，實現能源精準分配。實施全國統一的節能減排技術規范和標準，降低技術應用門檻，加速技術在城市軌道交通領域的推廣。此外，加大技術人員培訓力度，提高從業人員對節能減排技術的認知和應用能力，保障新技術裝備穩定運行，實現節能減排技術效益。通過技術研發、成果轉化、技術傳播和人才培養等多層面協作，為城市軌道交通節能減排和可持續發展提供保障[4]。

4.2 精準優化列車運行，全面完善設備維護體系

借助大數據技術精確調整和優化列車運行至關重要。利用客流監測手段，實時采集各站點不同時段客流量，通過數據驅動模型分析客流變化趨勢，據此制定科學的列車運行計劃。在通勤高峰，增加列車密度、使用大型編組列車以滿足運輸需求；非高峰時，減少列車密度或采用小型編組，避免資源浪費，提高運輸效率。同時，精細優化列車運行時間表，精準安排站點停留時長與行駛速度，減少不必要加減速，運用先進算法優化啟動與制動環節，保障列車穩定運行，提升能源利用率。在設備保養維護方面，構建智能化設備管理體系。依托物聯網和傳感器實時監控鐵路列車及設施，收集設備運行和能耗數據，運用數據挖掘技術預警設備故障，及時檢測維護，避免因故障導致能耗增加和效率降低。制定規范的設備維護流程和操作標準，加強對維護人員的技術培訓，提高其技術水平和責任心，定期全面檢查保養設備，及時更換老舊部件，采用無損檢測、智能診斷等先進手段，提升維護效能和質量，確保城市地鐵設施高效穩定運行，助力節能減排目標實現，為城市軌道交通可持續發展提供有力支撐。

4.3 緊密結合城市規劃，合理優化線路覆蓋布局

在軌道交通系統規劃之初，就要與城市整體規劃深度融合。城市規劃部門與軌道交通建設運營方需建立長效溝通協調機制，共同開展市場調研。全面剖析城市未來功能分區、人口和產業布局發展趨勢，精準規劃線路，讓線路走向與居民出行熱點區域對接。規劃新線路時，重點關注新興產業園區、大型居住社區和商業集聚區的發展，實現區域間線路高效連通，減少居民對高能耗交通方式的依賴。對于現有線路，根據城市發展實際評估改進。借助客流數據分析，標記出客流不均衡區域與站點，科學優化線路走向和站點布局。若某區域城市職能調整、客流量下降，可調整線路繞開；若周邊發展迅速，可增設或優化出入口與換乘通道，提升站點服務與客流疏導能力。同時，強化軌道交通與其他交通系統融合。在綜合交通樞紐規劃建設中，對軌道交通、公共交通、出租車、共享單車等出行方式進行一體化布局，打造無縫換乘體系，構建綠色交通系統。這能提升民眾選擇軌道交通出行的意愿，減少換乘時間與能耗，優化能源利用和污染物排放，為城市綠色發展筑牢根基，實現交通資源高效整合，推動城市交通向綠色、便捷、高效轉變，滿足居民出行需求，提升城市競爭力和宜居性[5]。

4.4 全力爭取政策支持，努力構建市場激勵機制

爭取政策支持對城市軌道交通節能減排意義重大。我國制定交通政策時，要全力保障軌道交通行業節能減排。出臺專項財政資助政策，對采用節能技術、升級設備的軌道交通企業給予專項資金扶持，按項目投入資金比例，補助運用先進節能列車技術、構建高效能源循環體系的企業，減輕企業財務壓力，激發其積極性與創新精神。同時，制定稅收優惠政策，對從事節能減排技術研發與設備生產的企業實施稅收減免，激勵企業加大研發投入。發揮市場配置資源的核心作用，建立碳排放權交易機制，將城市地鐵和輕軌納入綜合交通網絡。節能減排突出的企業可在碳排放配額交易中獲益，不達標企業則需購置配額，以此形成經濟約束與激勵機制。此外，搭建綠色金融產品體系，運用綠色信貸、綠色債券等金融手段，為節能減排項目提供低利率資金，引導社會資本參與。采用政府與民間資本合作模式，推動民間資本投入基礎設施建設與運營，保障其經濟收益，形成多元化投資格局。將能源消耗與減排標準納入鐵路運輸資質審核及線路資源劃分的績效評估體系，通過市場機制促進生態化發展。通過政策、市場與多元投資協同發力，推進城市軌道交通節能減排，助力城市綠色可持續發展，提升居民出行和生活品質。

5 結論

在綠色發展的時代背景下，軌道交通在節能減排方面雖遭遇諸多困難，采用技術創新、提高運營效能、共同實施戰略布局以及完善政策與市場機制的綜合措施，可顯著減少能源消耗及污染物排放量，這無疑將促進軌道交通行業的持續發展，亦將為城市綠色可持續發展提供重要支撐，伴隨著科技的發展與政策的優化，我國軌道交通在節能減排方面有望翻開新的歷史篇章，在城市發展模式革新中扮演綠色先鋒與示范角色。

參考文獻：

[1]忻劍鳴.“雙碳”目標下城市軌道交通綠色低碳發展路徑探索[J].建筑科技，2024，8（09）：18-20.

[2]宋業輝，魏崢，牛利敏，等.“雙碳”背景下軌道交通綠色低碳發展機遇與挑戰[J].工程建設標準化，2023（S2）：53-59.

[3]路林海，韓帥，孫捷城，等.“雙碳”目標下城市軌道交通綠色建造實施路徑探究[J].都市快軌交通，2023，36（02）：141-150.

[4]吳昊.中國城市軌道交通綠色城軌發展行動方案“六大行動”解讀之一：綠色規劃先行行動[J].城市軌道交通，2022（12）：16-21.

[5]施仲衡，丁樹奎.城市軌道交通綠色低碳發展策略[J].城市軌道交通，2022（09）：14-17.