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我国铁路轨道交通绿色低碳发展现状与策略.pdf
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1、2023年1 2 月第8 卷第4期西安交通工程学院学术研究Academic Research of Xian Traffic Engineering InstituteDec.2023Vol.8No.4我国铁路轨道交通绿色低碳发展现状与策略张恺,廖世勇(西安交通工程学院陕西西安7 1 0 3 0 0)摘要:本文对我国铁路轨道交通近年来绿色低碳发展的进展和成就进行了综述,并在总结成绩的基础上,阐释了我国“全过程绿色铁路理念内涵,然后基于我国铁路的发展方略分析,从战略定位、管理创新与技术突破等维度,将我国轨道交通绿色低碳发展方法和理论总结为2 4字:政策引导、绿色建造、绿色运营、绿色管养、聚力攻坚
2、、绿智融合。关键词:轨道交通;绿色低碳发展;全过程绿色;发展理念;绿智融合中图分类号:U291.5文献标识码:AGreen and Low-carbon Development Status and Strategy of RailwayRail Transit in ChinaZHANG Kai,LIAO Shiyong(Xian Traffic Engineering Institute,Xian Shaanxi 710300,China)Abstract:This paper provides an overview of the progress and achievements of
3、 green and low-carbon development in Chinasrailway and rail transit in recent years.Based on the summary of achievements,the connotation of concept of whole process greenrailway in China is explained.Then,based on the analysis of Chinas railway development strategy,the green and low-carbondevelopmen
4、t methods and theories of Chinas railway and rail transit are summarized into 24 words:policy guidance,greenconstruction,green operation,green management and maintenance,gathering strength and tackling difficulties,and green wisdomintegration from the dimensions of strategic positioning,management i
5、nnovation,and technological breakthroughs.Keywords:rail transit;green and low-carbon development;whole process green;development concept;integration of green andintelligence引言交通运输在社会生活中承载着资源(包括人和物资等)的转移和配置,是社会运转的基石 。社会资源的转移和交通基础建设要消耗能源,并排放CO2以及HC、C O、NO x、S O 2 等有害气体。随着社会发展,交通运输成为了最主要的能源消费和污染气体排放行业。
6、在“能源与环境 成为攸关人类社会发展的问题背景下,发展绿色低碳交通成了世界各国政府都必须解决的时代课题 2,3 。铁路轨道交通在速度、安全以及能耗和效率等方面,相对公路、水运、航空和管道等,具有一定优势,因而成为了各国优先发展的交通方式。我国政府一直将轨道交通视为国民经济中的基础性、战略性产业,着力发展。截止2 0 2 2 年,已经建成运营总里程达1 5.5 万公里的轨道路网,高速铁路总长更是享誉全球第一 4。轨道交通虽然具有相对的低能耗优势,但由于承运总量大、运行繁忙,我国轨道交通总耗能及污染气体排放也已不是一个小数作者简介:张恺(1 9 8 5-),男,讲师,硕士,研究方向:物流管理、运输
7、经济。廖世勇(1 9 7 3-),男,教授,博士,研究方向:新能源理论及技术,运输安全理论及技术。字。2 0 2 0 年以来,我国铁路运输年耗电量已达1 40亿度左右,折算成标准煤高达1 6 0 0 万吨,开行化学需氧量约为1 5 0 0 吨/年,年排放SO2高达1 5 0 0 吨。更重要的是,由于我国幅员辽阔,经济发展仍处于快速增长期,铁路在建任务及规划也相当宏伟。仅2021年,铁路建设物化阶段就产生CO2排放近40 0 0万吨 5 。在“碳达峰、碳中和 国家战略背景下,我国轨道交通建设者基于“全过程绿色 铁路的发展理念,从战略定位、管理创新与技术突破等维度,提出了以“政策引导、绿色建造、绿
8、色运营、绿色管养、聚力攻坚、绿智融合”为特征的中国轨道交通绿色低碳发展方法和理论体系,为世界轨道交通绿色低碳发展提供了中国样本 6 。1铁路轨道交通绿色低碳发展成就绿色低碳发展,包含绿色发展和低碳发展两层含义。“绿色”除用为颜色术语外,常指代环保,绿12我国铁路轨道交通绿色低碳发展现状与策略色发展要求发展要注重生态文明,有环境友好性。14.6绿色发展概念的出现,最早可追溯于上世纪6 0、7 013.913.1年代,但其被大众识记,是始于1 9 8 9 年英国环境12.712.412.0专家皮尔斯提出的“绿色经济”一词 7 。“低碳发展”特指低CO2排放的发展,其是本世纪才被频繁应用的新词。英国
9、在其2 0 0 3 年能源白皮书中首次提出“低碳经济 8 ,算是低碳发展概念的最早起源。绿色发展和低碳发展概念的提出有先有后,但两者都是可持续发展的关键要点,核心均为发展中要节能减排,要减少对环境的损害。相对而言,低碳发展侧重于关注降低碳(CO2)排放”,偏向于节能范畴。我国视绿色低碳为人类命运共同体建设的必然之路,在全球可持续发展进程中担当起了负责任大国的义务。交通是国家的工业基础和命脉,铁路作为骨干交通方式,毫无疑问地成为了我国绿色低碳发展路线的践行者 9 。早在2 0 0 5 年,我国就建成了首条绿色铁路-胶新线,为全球铁路绿色低碳发展树立了典范。近年来随着“低碳”进入国民生活,中国铁路
10、更是驶入绿色低碳快车道。如前所述,相比其他运输方式,铁路轨道交通具备相对高效、安全等绿色低碳特性,因此中国铁路轨道交通的绿色低碳发展,应该包括两个方面:16.010.02016年2 0 1 7 年2 0 1 8 年2 0 1 9 年2 0 2 0 年2 0 2 1 年2 0 2 2 年图1 我国铁路营运里程数中国铁路轨道交通绿色低碳发展亮点可总结为如下几点:1)逐年降低的能耗水平。铁路运输总能耗和单位运输综合能耗分别反映了铁路运输活跃度和效能。图3 比较了近年来我国铁路运输领域这两个指标的变化情况。结果清晰显示,2 0 1 6 年-2 0 1 9 年,我国铁路运输总能耗呈明显的增加,但单位运输
11、量综合能耗下降幅度十分明显。而2 0 2 0 和2 0 2 1 年,由于疫情原因,铁路运输总能耗有一定幅度降低,说明运载不够足额,因而平均综合能耗有一定增加,但仍然维持较低的总体水平,侧面说明了我国轨道交通行业技术水平的逐年提升 1 1 。715.01640.010.0(L)1600.01560.0710.015.58.06.04.02.00.0年份2.012000.0100.0800.06000.0000.2000.00.02010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017.2018 2019 2020 2021 2022图2 城市轨道交通运营里程5.00.073
12、5.030.025.020.0815010.05.00.0年份4.0一是大力发展铁路轨道交通,相对弱化其它交通方1520.0201620172018201920202021式的份额,从而提升交通行业的绿色低碳整体水年份平;其二是铁路轨道交通自身的绿色低碳发展。(a)总能耗图3 我国铁路运输总能耗及单位运输量能耗图1 所示为2 0 1 6 年以来,我国铁路营运里程变化及增速。从图中可以看出,我国铁路投资是增速不减,铁路营运里程基本有约年均3%的增速。截止2 0 2 2 年,全国铁路营业里程1 5.5 万公里,其中高铁营业里程4.2 万公里。铁路复线率为5 9.6%,电化率为7 3.8%。城市轨道
13、交通行业的辉煌进步更能体现我国铁路轨道的成就。图2 所示为近1 0 年我国城市轨道交通运营里程及增速情况。统计显示,我国城轨地铁年均开通里程增速都在1 5%以上。截止2 0 2 3 年6 月,全国共有5 4个城市开通城市轨道交通线路2 9 5 条,运营里程达9 7 2 8.3 公里 1 0 ,我国毫无争议地成为全球地铁超级大国。随着我国铁路路网和运载规模越来越大,提升轨道交通自身的绿色低碳水平就显得特别有意义。我国铁路轨道交通建设者在相关技术和管理策略上锐意进取,取得的成就更是不胜枚举。13-5.03.6-6.020222)不断优化的用能结构。我国地铁、高铁都是电力牵引,但对于大铁路,除电力外
14、,能源消耗类型还有燃油、燃煤以及液化石油气、天然气、外购热力等。图4所示为近年来我国大铁路能耗结构的变化情况,数据显示:我国铁路能源种类以电力、柴油和燃煤为主。2 0 1 3 2 0 2 2 年,由于既有线电气化改造以及新电气化线路开通,电力机车数量和承担的工作量明显提升,牵引用电量不断上升,电力消耗占总能耗的比例从3 7.5%上升至7 4.6%。由于内燃机车逐步被电力机车替代,油类消耗占比从35.3%下降至1 3.8%。受“三供一业”移交、大气污染严格治理、燃煤设施设备技术改造、集中供暖等影响,燃煤消耗占比从2 3.3%下降至0.9%,用能结构得到大幅优化 1 2 。在铁路供能电能的同时,铁
15、路非牵引能耗,如暖通空调、照明、信号、通信及给排水等相关设备能耗的比例逐年下降,使得牵引能耗2016201720182019202020212022年份(b)单位运输综合能耗10.0我国铁路轨道交通绿色低碳发展现状与策略比例显著提升,能源使用效率有所提高。10080604020020132014201520162017燃煤(%)油(%)电力(%)图4近年来我国铁路能耗结构变化情况3)显著降低的污染排放。铁路工业的污染排放主要包括水污染和大气排放。随着细密过滤、厌氧净化等废水处理技术在铁路工业中的推广应用,铁路废水排放有了显著减少。随着“大气十条”等环保政策的严格执行、“三供一业的稳步推进、对供
16、暖设备的节能技术改造、集中供暖等措施实施,使得废气排放总量、烟尘以及SO2排放量逐年降低。图5统计了近年来我国铁路SO2排放量数据 1 3 。从图中可以看出,由于我国铁路机车动力用能变革,我国铁路运营排放的SO2逐年显著降低,基本保持年近40%的降低趋势。除上以外,我国铁路还在噪声治理、路线施工固废排放等方面也取得长足进步,在此不一一列举。2.420(L)1.61:20.80.40.02018201720182019202020212022年份图5 近年来我国铁路二氧化硫排放量及降速2我国铁路绿色低碳发展方略我国铁路绿色低碳发展在能耗与污染排放方面取得的实实在在成就,其根本原因在于我国铁路建设
17、和从业者始终秉承的“全过程绿色”的发展理念,将绿色低碳理论深植于行业运作的整个环节(图6)1 4,包括铁路路线/场站建设、维护,列车开行、报废等进程。总结我国铁路的发展经历,可以从战略定位、管理创新、技术攻坚等三个维度理解我国的全过程绿色铁路的发展方略。绿色建设绿色运营剪程袋图6 我国全过程绿色铁路发展理念2.1基于“政策引导”的战略定位建设“安全、便捷、高效、绿色、智能、经济”的现代化铁路是我国铁路发展的目标要求,为将“绿色的战略定位融入现代铁路发展的全过程,我国政府从法律法规高度以“政策引导”模式,从路网20182019202020212022建设、装备制造、运输服务等层面予以战略定位。其
18、他(%)1)路网建设鉴于轨道运输的相对绿色低碳属性,加快铁路路网建设就是发展低碳交通。近年来,我国政府发布了许多政策文件。最新的文件包括:2021年全国人大颁布的中华人民共和国国民经济和社会发展的第十四个五年规划和2 0 3 5 远景目标纲要,2 0 2 2 年1 月国务院颁布的“十四五 现代综合交通运输体系,以及2 0 2 2 年1 2 月,中共中央、国务院发布的扩大内需战略规划纲要(2 0 2 2一2 0 3 5 年)。表1 所示为近3 年来国家发布的关于铁路路网建设的主要政策性文件,以及文件对加强铁路路网建设的具体规划内容。为了响应国家号召,各省市也有所行动,纷纷制定相应的发展政策。表1
19、 近3 年我国相关铁路路网建设的文件发布部门、政策名称时间7-30.0国务院,关于新时代支持-35.0圈渝等高铁主通道,并划建设相关区域2021年2革命老区振兴发连接线,加大普速货运铁路路网投资建月40.0-45.0-50.0可持续发展规划绿色管养秀技煲相关内容加快建设京港(台)、包(银)海、沿江、展的意见设和改造升级力度。全国人大,国民经济和社会加快城际铁路、市域(郊)铁路建设,有2021.年3发展第十四个五序推进城市轨道交通发展,提高交通通月年规划和2 0 3 5达深度,推动区域性铁路建设。年远景目标国务院办关于进一步做好全面开放铁路建设运营市场,深化铁路公厅,2 0 2 1铁路规划建设工
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