嘉兴市有轨电车绿色低碳发展路径探讨：助力双碳目标实现

——黄小璐、栾志刚、张超（嘉兴铁路轨道交通投资集团有限公司）

有轨电车具有节能环保、舒适安全、运行灵活、成本合理等特点。它们能够更好地帮助城市交通领域实现双碳目标，践行绿色出行理念。本文探讨了双碳目标下嘉兴有轨电车的绿色低碳发展路径，分析了有轨电车规划、设计、建设、运营等方面的绿色低碳措施，提出了绿色低碳有轨电车的建议。总体发展目标是构建一条涵盖技术体系、政策机制、标准等方面的有轨电车绿色低碳发展道路。

在“碳达峰、碳中和”目标驱动下，有效降低城市公共交通系统能源消耗和碳排放是城市低碳交通发展的重点。作为一种新型绿色公共交通方式，新型有轨电车系统以其较高的运力、良好的经济性、绿色环保、节能、高舒适度，成为国内城市缓解交通问题和环境污染的重要手段。非常适合提问。本文希望为有轨电车的绿色低碳转型提供有效的战略建议，并对从规划、设计、建设、运营的全过程进行深入分析。

根据城市公共交通发展模式和层次分析，嘉兴市规划在中心城区建设有轨电车线网，形成7条线路，线路总长109公里，线网总长98公里，形成“网格辐射”。 “网络形式。根据建设规划内容，嘉兴有轨电车近期建设了3条线路，分两期建设。因此，将根据分期建设范围对每条线路进行项目研究。一期工程该项目率先启动T1线一期工程和T2线一期工程（月河北站-环城南路站）的设计工作。

1. 践行低碳目标和路径

以嘉兴有轨电车为例，现代有轨电车绿色低碳发展规划明确了初期2022年至2025年、近期2026年至2032年、远期2033年至2042年，并对各个阶段进行了规定。绿色低碳发展目标（表1）。

在上述有轨电车线路发展趋势下，为顺利实现有轨电车运营能耗总量和碳排放总量预测约束目标，遵循“目标约束、线路清晰、因地制宜”的建设原则从初期、近期、远期三个时间段分解有轨电车总体绿色低碳发展目标，构建技术体系、政策机制、标准规范等，提出有轨电车绿色低碳发展的总体路径嘉兴有轨电车绿色低碳发展 城市。

（一）有轨电车初期发展路径：提升有轨电车绿色低碳水平

1、提高有轨电车绿色低碳设计水平

优化有轨电车规划设计可以有效降低有轨电车运营能耗。通过对沿线有轨电车交通规划和其他公共交通方式进行综合规划，选择合理的接驳方式和接驳地点，加快绿色出行方式的实施。从基础设施设计上提高有轨电车的综合能源利用效率，如优化牵引传动系统、车辆轻量化减阻设计、优化辅助系统功耗分布等；尽量减少陡坡运行路段，设计能量坡度，尽量减少车站间距。不超过1.2公里。车辆基地建筑采用被动式设计技术，充分利用自然条件，降低建筑运行能耗；车辆基地建筑形式、空间结构、立面结构的合理设计，可以提高建筑的节能效果，运用绿色低碳技术，提高绿色建筑设计水平。 。有轨电车建设过程中开展绿色施工，可以最大限度地减少资源浪费。绿色施工重点控制废水、噪声、粉尘等污染的产生，选择合理的围护结构，最大限度地回收建筑垃圾，提高资源利用率。高效、低能耗的绿色施工技术将成为有轨电车建设初期的主要施工方式。

促进装配式发展。试点初期，开发具有节能环保、高效低成本等优点的装配式有轨电车路基、车站建筑和车辆基地建筑。预制装配技术的应用可以大大减少有轨电车建设对周边交通的影响。前期可通过完善装配式有轨电车施工和检测标准、建立装配式有轨电车试点项目、提高相关技术水平等方式，推动装配式有轨电车的发展和应用。

提高绿色建材利用率。利用钢铁、水泥、玻璃、铝等传统建筑材料，减少建筑材料的碳排放，是促进有轨电车全生命周期减碳的重要途径。绿色建材具有低能耗、低污染、多功能等优点。绿色建材的原材料多为建筑或农业废弃物，生产过程节能环保。同时，材料还安全、耐用、低碳、环保。与传统水泥相比，用火山灰、钢渣等废弃物制成的生态水泥可减少二氧化碳排放30%至40%，节能率达25%。 2022年至2025年前期，基于当前有轨电车绿色低碳设计理念，总结经验和问题，提高绿色低碳设计水平；同时，提高绿色施工技术的质量和效率，论证技术应用的可行性。和经济；推广装配式建筑，推广绿色建材应用。通过建立试点线路、降低相关技术应用成本，推动有轨电车全生命周期节能减碳。

2、有轨电车车辆及施工设备配置的改进

采用新型绿色能源超级电容有轨电车。结合超级电容器的储能和供电技术，利用超级电容器优异的充放电性能，可以实现有轨电车、无轨电车的无供电网络运行和能量回收运行。车辆基地建筑采用高效的设备系统。新建汽车基地建筑应选择运行效率高的设备，并及时进行维护和修理，提高建筑能源利用率。在车辆基地建筑、站房推广LED智能照明系统。照明系统是公共建筑的重点节能工程。 LED灯作为冷光源的一种，是目前最常用的灯具之一，比荧光灯节能约72%； LED智能照明系统比非智能系统节能69%。通过使用高效照明灯具减少照明能耗。 2022年至2025年前期，在现有车辆基地建筑常用设备能效控制的基础上，总结施工设备选型和能效控制相关政策、措施和经验。推广LED智能照明系统应用，开展照明新技术、新产品研究。

3、推广复合能源供应系统和灵活用电技术

在车辆基地建设初期试点发展复合供能系统，如采用太阳能、风能、地热能、天然气等能源形式的复合供能系统，实现冷、热联供积极推进太阳能光伏和光热建筑、浅层地热能建筑和空气热能建筑建设。站房试点光伏、风电与站房一体化建设，为站房照明、信息显示提供可再生能源电力，提高有轨电车系统可再生能源利用率。试点项目初期将建设柔性有轨电车站和车辆基地建筑，加速相关技术的发展和成熟。

（2）近期有轨电车发展路径：发展零能耗站房，推进有轨电车云平台建设

1、促进车辆和施工设备系统运行能效提升

车辆系统采用合理的模型，车体轻量化，乘客室采用LED照明和智能照明，空调采用变频和温度智能控制，永磁牵引技术的试点应用提高了列车牵引效率和减少牵引能耗。牵引供电系统应合理设置交直流网络和供电分区，选用非晶合金变压器，设置再生能量吸收装置和储能装置，提高再生能量利用效率。提高车辆基地建设装备系统智能化水平。智能化是近期建筑设备系统的发展趋势，如利用集成传感器技术、无线网络架构、智能控制技术等实现建筑节能。施工设备智能控制系统可以实时监控并自动调节设备的运行状态，并实现设备运行参数的可视化，达到系统运行的无人值守、智能化水平。

2、零能耗站房试点建设

站房采用光伏或风力发电结合储能技术，试点建设零能耗站房。有轨电车站建筑照明和信息显示用电量均由可再生能源系统提供。到2032年，可再生能源应用比例将达到15%。

3、推广绿色装配式建筑

大力推进有轨电车路基、站房、车辆基地建筑建设。不久的将来，随着预制技术的成熟，将会得到大力推广。

4、推广新型高效能源管理模式

建立有轨电车碳足迹、碳审计和碳交易体系。结合积累的有轨电车能耗配额管理数据，为碳配额基准值的确定和碳交易规则的制定提供数据支撑。碳审计作为能源审计的一个分支，可以有效表征能源利用情况。通过开展有轨电车约束碳审计，推动有轨电车碳交易的实施。

5、推动有轨电车智能化发展

加快智能有轨电车新技术新模式创新应用。积极运用物联网传感技术和自动控制技术对传统产品进行嫁接改造，加快提升车辆和车站设备智能化水平，推动产品升级。建设智慧出行咨询、智慧客流管理、智慧安检（防范）、智慧车站、智慧环境动态控制等智慧管理系统，丰富“AI+5G+”等智慧轨道交通应用场景。加快有轨电车云建设，打造智慧云平台，实现有轨电车设计、建设、运营各环节信息化业务全覆盖，统一运维管理、安全管控。强化智慧有轨电车系统解决方案提供能力，推广有轨电车智能运营系统、智能票务系统和乘客服务、客流监测预测和运力分配、精准调度和智能应急预案、关键设备和技术智能诊断等。健康管理、作业环境安全保障等应用。

（3）有轨电车长远发展路径：推动零碳有轨电车建设，完善有轨电车能源管理体系

1.全面推进零碳车站建筑和车辆基地建筑

通过试点期间设计理念引导、技术驱动发展、政策标准体系建立等方式，把已经形成的好的节能技术结合起来。 2033年至2042年长期优化阶段，绿色建材不断发展，建筑材料循环利用率大幅提高，建筑施工阶段资源消耗大幅下降。基于近期对站房零能耗和产能化的探索，长期来看，有轨电车建筑将逐步向产能化转变。现阶段需要结合当前新兴技术，进一步优化节能技术、产能措施，增加可再生能源利用，促进轨道建筑设计、能源利用与自然的和谐融合。到2042年，可再生能源利用率将达到20%。

2.大规模推广智能有轨电车控制系统应用

2033年至2042年长期优化阶段，有轨电车系统效率显着提升，成本大幅下降，车辆及节能高效设备市场逐步扩大，设备能效管理体系技术标准体系日益完善，有轨电车系统的管控进一步加强。支持智能管理。现阶段，有轨电车智能云平台管理系统的准确性和智能化程度已达到前所未有的水平并得到广泛应用，有轨电车运营管理水平进一步提升。

3、有轨电车能耗管理体系成熟完善

长期优化阶段，绿色金融体系将基本完善，交通领域碳排放管理和碳交易体系逐步成熟。现阶段，随着技术和有轨电车供电的发展，碳排放管理政策将适时调整，促进有轨电车碳排放进一步减少。建筑领域碳交易市场成熟完善，有轨电车能耗和碳排放已达到极低水平。现阶段有轨电车碳排放管理模式将迈上新台阶。

2、嘉兴市有轨电车能耗水平

截至2022年2月6日，嘉兴有轨电车每天运营近19小时，日均开行227列，累计安全载客106.06万人次，单日最高客流达3.2万人次。开通以来，运行图履行率99.54%，列车正点率99.01%。已投入运营的嘉兴有轨电车一期工程示范段，不仅在多方面与嘉兴经济社会发展相适应，而且其中使用的超级电容车辆可比嘉兴有轨电车节能30%。与传统的电网驱动车辆。以上，车辆所用材料90%以上可以回收利用，更加节能环保。鉴于有轨电车站具有用能系统和设备种类多、数量多的特点，拟对用能系统的功能和用途以及能源消耗的流向、分配和利用进行分析。此次，拟将现代有轨电车站与电能消耗系统分为牵引能耗、动力照明能耗和车辆基础能耗三部分。车辆基数能耗全年季节性变化明显，能耗最高时段出现在6-8月。能源消耗总量达到75万千瓦时以上（图1）。

图1 有轨电车全年能源消耗总量

动力照明的能耗也明显高于其他月份。这部分能耗的增加可能与夏季空调制冷有关。同时将牵引能耗与月客流量进行对比，发现载客量是影响车辆牵引能耗的重要因素。客流高峰期牵引能耗明显高于客流低谷期牵引能耗。

3.双碳目标有轨电车绿色低碳发展建议

基于有轨电车绿色低碳发展的现状和总体目标，有轨电车行业应结合自身优势和国家配套扶持政策，在系统建设、关键技术、创新技术上下功夫，将绿色低碳与绿色低碳相结合。 ——碳理念贯穿规划、建设运营全过程，涵盖有轨电车上下游全产业链各个环节，并围绕以下重点任务开展工作。

一是加强规划引导，充分发挥有轨电车在低碳出行中的优势。充分发挥绿色规划理念的引领作用，将绿色规划理念贯穿有轨电车规划、系统选型和工程设计全过程，将绿色低碳理念融入有轨电车线网规划和项目规划中，同步推进有轨电车智能化交通和绿色低碳规划。推动有轨电车绿色低碳专项设计方案和示范，从源头上引导有轨电车按照绿色设计和施工标准开展工程规划设计，合理确定土建规模，深化有轨电车规划和建设。布局，推动TOD发展，完善有轨电车 统筹协调有轨电车与城市建设，科学制定规划建设规划，推进干线铁路、城际铁路一体化，形成市（郊）铁路组成的多层次轨道交通体系规划框架) 铁路和城轨建立“有轨电车为骨干、常规公交为主体、其他公共交通方式为补充”的城市综合公共交通体系战略目标，为有轨电车创造良好的发展机遇，扩大有轨电车的发展。能够引导有轨电车客流强度，提高客流吸引力。完善有轨电车乘客服务智慧建设，将出行体验提升与碳普惠结合起来，充分发挥有轨电车低碳出行优势，系统提升有轨电车出行竞争力。

二是应用新一代技术装备，加快有轨电车绿色升级。在继续推广成熟绿色节能技术和装备的基础上，推动有轨电车基础设施和设备绿色升级，建立淘汰产品清单，推动基础设施和设备绿色设计与评价。大力推进新一代绿色智能技术装备研发和应用，重点发展新一代柔性编组、智能调度的列车运行控制系统，采用永磁牵引技术、离网供电技术、超级电容器+电池供电技术的简化车辆、结合轻量化材料的氢燃料电池供电技术、基于双向变流器技术的新一代柔性牵引供电系统、再生制动储能与吸收、直流照明供电、智能照明控制， 基于第一代储能、光伏与有轨电车供电系统融合，构建有轨电车能源互联网等集“源、网、荷、储”于一体的技术装备，提高能源利用效率。

三是绿色低碳建设。在有轨电车建设阶段，我们贯彻绿色低碳施工理念，采用先进的施工技术和合理的施工方案，在保证有轨电车工程质量的同时，有利于提高施工效率、缩短施工工期、减少资源浪费。同时可以减少施工作业对城市环境和周边居民的影响。

四是构建智慧能源体系，系统管理能源消耗和排放。完善有轨电车能源监测管理体系，健全有轨电车能耗统计监测计量体系，加强二氧化碳排放统计核算能力建设。充分利用智慧有轨电车建设成果，构建基于云平台的有轨电车线路网络级智能能源管理平台。基于数据融合，可实现能耗、排放数据、能耗、排放超标设备的自动计量和采集。自动识别设施，研究能耗与客流耦合关系，建立能源系统动态管理模型，建立综合运营场景能耗相关指标体系，完善有轨电车运输能耗计量和能耗智能化能源管理碳排放监测。提升城轨能源智能决策水平。

五是同步发展可再生能源，增加自身碳抵消资源。引进太阳能等绿色可再生能源，充分利用车站、车辆段建筑条件，以自用为导向，因地制宜全面推广、开发利用光伏发电，推进光伏建筑一体化，研究光伏发电与有轨电车供电系统的结合，构建了多元化的清洁能源供应系统，增强了有轨电车本身的消纳能力。推广车辆基地使用地源热泵、空气源热泵系统，扩大氢能源在有轨电车工程车、检修车上的应用，全面推进石化能源替代。充分利用新型电力系统建设成果，增加绿色用电，提高有轨电车绿色供电比重。通过优化有轨电车运输整体能耗结构，推动有轨电车清洁能源、绿色低碳发展。

六是优化运营管理体系，提高运营能源效率。优化有轨电车运营方式和组织模式，推进网络化柔性运营。建设网络化运营管理平台，推广高效运营组织模式，精准匹配运力运量，采取优化管理和改造现有设备设施等节能措施。优化运行组织模式，采用多交叉口列车组织方式，推广应用节能列车运行图，采用灵活编组、虚拟编组、夜间停线运行方式，提高运输效率。多措并举提高列车再生能源利用率，提高能源利用效率，降低运行能耗。

七是建立健全碳排放报告和信息披露制度，实现能源消费和碳排放的精准管控。完善有轨电车绿色低碳标准体系，建立有轨电车运营能耗量化指标和标准体系，制定完善有轨电车碳排放核查和核算报告标准，建立统一规范的碳核算体系。做好数据质量控制，建立健全碳排放报告和信息披露制度，积极参与碳排放权市场交易，通过碳交易市场获取利润，推动低碳技术创新和低碳转型。有轨电车公司。