摘要：城市轨道交通是公认的占地少、低能耗、低污染的绿交通方式，对于实现城市及交通的绿、可持续发展具有重要意义。文章面向城市轨道交通绿发展领域，在对绿低碳技术按照其在全生命周期各阶段的应用进行分类阐述的基础上，从“绿建设、绿行车、”二大场景出发，构建城市轨道交通绿低碳技术体系，以期为促进城市轨道交通绿、低碳、可持续发展提供参考和借鉴。 关键词：城市轨道交通；双碳战略；绿低碳；技术体系；研究；展望
引言
绿低碳发展是城轨交通行业面临的历史性任务，是城轨交通发展的重大战略，更是城市交通领域实现“双碳”目标的重要举措。碳达峰碳中和（双碳）以及绿发展事关城轨交通可持续、高质量发展的大局，国家发改委、环保部、住建部、交通部、工信部等行业主管部门和地方相继出台了碳达峰碳中和绿发展的指导意见、行动方案或规划，有力指导城轨企业的双碳工作。城轨交通行业的建设运营和装备制造等企业纷纷开展双碳的研究、策划和节能减排活动，有了良好的开端，但总体上处于起步阶段，亟需行业的顶层设计。 1城轨绿低碳技术的分类
1.1柔性供电技术
除选用能耗相对较低的电压制式、高效低耗的电气设备外，以中压能馈装置为代表的“能馈型再生能利用技术”和以锂离子电池为代表的“储能型再生能利用技术”得到了广泛应用，两者均能达到较好的节能效果，但也存在影响安全和效率等问题。在此背景下，基于新型再生能利用产品的柔性供电技术为供电专业装备制造节能发展提供了以下新思路。（1）双向变流技术。该技术可在实现传统中压能馈装置功能的基础上，有效改善电能质量，增强系统可控性，达到更好的节能效果，（2）新型电力储能装置。诸如化学储能（蓄电池）、机械储能（飞轮储能）、电磁储能（超级电容）等新型电力储能技术在行业内均有应用案例，但在平衡容量、功率、效率、使用寿命及成本等因素与城轨建设、运营实际需求方面仍存在优化空间。
1.2新型动力电源技术
在动力电源方面包含以下新型技术。（1）通过技术迭代升级，从提升能量转换效率、降低
设备能量损耗的角度实现节能。例如，武汉地铁实施车辆和车站照明系统改造，采用LED照明光源，年均节省电量超过800万kw.h；深圳地铁9号线应用光导照明系统，日均节省电能预计可达kw.h；洛阳地铁1号线车站采用磁悬浮直膨式空调机组，相较于传统车站，单站每年可节约电量35万kw.h以上。（2）补强用能感知能力，通过施加智能控制策略实现对设备设施控制策略的优化。例如，宁波地铁“基于云平台的智能能源系统节能示范工程”应用智能变频控制的高效节能通风空调系统、直流集中供电智能照明系统等节能技术，目前高效节能通风空调系统已进入稳定运行阶段。
2亟待解决的问题
2.1绿发展体制与机制有待理顺
城市轨道交通一体化规划建设涉及道路红线内和红线外，包含交通运输管理部门、国土空间规划部门、城市建设管理部门、发展改革部门、轨道交通建设运营公司、各区政府等诸多责任主体。各部门意图难以在有限的空间中得到高效协同，诸多管理界面之间也常常缺乏统筹和有效衔接，导致集约利用土地资源、提高运行服务效率和水平的一些规划措施难以有效落地。以城市轨道交通车站出入口与周边空间一体化衔接为例，受工期、资金等压
力影响，城市轨道交通线路建设单位常常将规划建设的出入口改为工程预留以压缩工期、降低成本，消防验收往往满足最基本要求即可，最后预留工程能落地实施的较少。
2.2绿发展技术创新有待突破
技术发展水平在一定程度上制约了城市轨道交通绿发展。中国城市轨道交通装备的基础零部件、基础制造工艺、基础材料的发展水平仍相对较低，配套产品性能质量和可靠性与国外差距明显，成为制约城市轨道交通绿发展水平进一步提升的瓶颈。以车辆为例，现有城市轨道交通车辆自重仍较大，不同满载率工况下人均分担重量差别巨大，而节能低碳是建立在高使用率基础上。车辆轻量化对于提速、降噪、降低能源消耗具有重要意义，轻型车辆技术的使用将能降低20%~30%的运行能源消耗。但04是，新型轻量化车体的研制需要结合激光拼焊、变厚度轧制、型材设计以及低成本自动化的复合材料成型等多种技术，受制于中国基础工业体系对轨道交通新材料产业的支撑不足，铝合金的轻量化设计已达瓶颈，新复合材料研发有待进一步突破。
3城轨绿低碳技术体系
3.1绿建设
在双碳背景下，“智能制造”“绿建造”成为建造领域发展主题。未来，城轨将统筹考虑质量、安全、效率、节能、环保等要素，在设计、施工、交付全过程各阶段一体化协同落实绿低碳技术。（1）贯彻绿、可持续发展设计理念，以最终节能效果为准则，制定场段、车站、线路、供电等全面节能优化设计方案，以驱动后序施工工法、设备选型、测试验收等达到预期节能效果。（2）结合实际需求，运用建筑信息模型（BIM）等技术，推广装配式建造技术，采用高强低耗建筑材料，整体提升建造信息化、建材低碳化水平。（3）实现建设机械电动化、清洁化，鼓励采用电网取电、插电混合动力、动力电池、燃料电池等电动工程机械装备，以“电”代“油”实现降噪、无尾气、智能化效果。（4）建立涵盖设计、生产、施工等各阶段的协同设计机制，前置谋划生产、施工各方的用能过程管理，提高工程绿建造水平。
3.2绿行车
为降低城轨车辆运行能耗、提高其能源利用效率，应从打造基于多元化清洁能源的绿节能供电系统、研发集成多种低碳技术的绿简统化车辆、实施绿低碳的列车运行控制3方面着眼，协同实现城轨的绿行车。（1）打造基于多元化清洁能源的绿节能供电系统。
一方面，搭建基于双向变流技术、新型储能技术的柔性直流牵引供电系统，在改善电能质量的同时，将再生制动电能回馈至电网，实现“节流”；另一方面，将分布式光伏发电等新能源技术与城轨供电系统相结合，降低城轨供电系统对于城市电网的供电需求，提升绿电比例，做到“开源”。（2）研发集成多种低碳技术的绿简统化车辆。在城轨车辆中引入新型储能车载动力装置、永磁同步电机、高频辅助变流器、节能空调系统、智能照明装置等高效节能技术装备，并采用铝合金、碳纤维等轻量化材料，实施轻量化结构设计，以提升整车的节能水平。（3）实现绿低碳的列车运行控制。采用高效的运营组织模式，精准匹配运能与运量，实现网络化运营；采取多车协同节能运行控制策略，与柔性直流供电系统相结合，在保证电能质量的基础上提升列车再生制动能量利用率；充分应用线路节能坡设计方案，推广灵活编组、正线停车等提高运输效能的新模式。
结束语
随着中国城市轨道交通的快速发展，促进城市及交通绿发展已取得明显成效，也面临新的机遇和挑战。中国城市轨道交通已进入大规模建设和精细化提升并举的发展阶段，体制机制不顺、绿发展规划不完善、缺乏统一标准、技术研发滞后、财务不可持续等问题需要逐步完善与解决。
参考文献
[1]中华人民共和国国务院.“十四五”现代综合交通运输体系发展规划[Z].2021.
[2]中国城市轨道交通协会.中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要[Z].2020.
[3]交通运输部科学研究院.交通运输碳达峰、碳中和知识解读[M].北京：人民交通出版社，2021.
[4]中华人民共和国住房和城乡建设部办公厅.绿建造技术导则（试行）[S].2021.
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