西安轨道交通绿色低碳技术探索与应用_禹建伟.pdf

收稿日期: 2022-06-29; 修回日期: 2022-11-09 基金项目: 国家重点研发计划资助项目(2019YFB2102205-03) 第一作者简介: 禹建伟(1972—),男,河南荥阳人,2004年毕业于西南交通大学,运输专业,本科,高级工程师,现从事轨道交通运营管理工作。 E-mail: akyycjyjw@ 163. com。 ∗通信作者: 王好德, E-mail: hnwanghaode0212@ 126. com。 西安轨道交通绿色低碳技术探索与应用 禹建伟1, 邢 鹏1, 王好德1, ∗ , 梁 波2, 李庆阳1 (1. 西安市轨道交通集团有限公司, 陕西西安 710018; 2. 湖南中车时代通信信号有限公司, 湖南长沙 410131) 摘要: 为落实与践行国家“双碳”战略目标,对西安轨道交通绿色低碳发展面临的问题和网络化运营能耗现状进行全面梳理与分析 归纳。针对城市轨道交通规划设计、工程建设和运营管理过程中的主要环节,从规划设计与运营管理、运营车辆低碳应用、车站系 统低碳减排、场段大宗用地资源共享和设备节能减排等方面系统性地提出西安城市轨道交通相应节能降耗和低碳减排措施,阐明 绿色低碳技术在城市轨道交通领域的广阔应用前景。结合当前城市轨道交通现状与未来发展方向,立足顶层规划设计,借鉴行业 成熟经验和自身试点应用成果,探索适合西安轨道交通绿色低碳的道路,以期为推动绿色低碳技术的推广应用与绿色转型起到积 极作用,指导与构建智能化、绿色化和可持续发展的城市轨道交通。 关键词: 绿色低碳; 城市轨道交通; 运营车辆; 节能减排; 轻量化; 碳排放 DOI: 10. 3973/ j. issn. 2096-4498. 2022. S2. 002 中图分类号: U 45 文献标志码: A 文章编号: 2096-4498(2022)S2-0006-07 Exploration and Application of Green and Low-Carbon Technology of Xi′an Rail Transit YU Jianwei1, XING Peng1, WANG Haode1, * , LIANG Bo2, LI Qingyang1 (1. Xi′an Rail Transit Group Co., Ltd., Xi′an 710018, Shaanxi, China; 2. Hunan CRRC Times Signal urban rail transit; operating vehicle; energy saving and emission reduction; light- weight; carbon emission 0 引言 作为城市公共交通的骨干,轨道交通是低能耗、低 排放的环保型产业以及电气化较高的交通运输工具, 运营期以电能供给为主,属于间接碳排放。但是,在轨 道交通建设期地下车站及区间的土建施工阶段,存在 挖掘机、盾构和装载机等燃油工程机械设备,其施工过 增刊2禹建伟, 等 : 西安轨道交通绿色低碳技术探索与应用 程中的直接碳排放较大。截至2021年12月31日,中 国内地累计有50座城市开通运营了轨道交通,运营里 程达9 192. 62 km[1-3]。因运营体量巨大、发展迅速, 线网规模及客流量不断增加,整体用电量也非常大。 根据中国城市轨道交通协会发布的有关数据,2021年 城市轨道交通行业年用电量高达198. 6亿kW·h,其 巨大的能源消耗不仅给城市能源供给带来了沉重的负 担,也给运营单位带来了较大的成本。 随着新一轮城市轨道交通建设的掀起,轨道交通 运营里程将继续攀升,其施工过程中的节能减排对城 市轨道交通建设意义重大。从全生命周期角度,曾雪 兰等[4]对比了广佛2期地铁与出租车、公交车和私人 摩托车客运交通工具的能源利用效率与碳排放强度。 针对地铁建设阶段,黄旭辉[5]提出地铁工程土建物化 阶段盾构隧道和明挖车站建设期的碳排放计算与减排 分析;谢宏宇等[6]结合列车牵引用电与地铁站场用电 2方面进行深圳地铁的碳排放量分析,并与深圳公交 车、出租车和港铁运营车辆碳排放进行对比分析;唐飞 龙等[7]从减少列车质量和关键系统效率提升方面提 出节能措施。在既有地铁车辆方面,洪晨曦等[8]以深 圳地铁为例提出优化方案。目前,大多数学者对轨道 交通节能降碳的研究主要侧重于能源消耗方面,或者 对某一特定项目进行碳减排研究,而从轨道交通建设 及最终用户角度基于全寿命周期、全过程研究轨道交 通节能降碳的成果较少。 在当前轨道交通行业面临绿色低碳转型,低碳技 术逐步应用及低碳运营理念被广泛关注的背景下,本 文在前人研究的基础上,就西安轨道交通绿色低碳技 术探索与应用实践作一些论述。 1 西安地铁情况概述 1. 1 建设与发展现状 西安地铁2号线于2011年9月16日正式开通, 是中国西北区域首条地下铁路线,西安正式成为国内 第13个开通运营轨道交通(地铁)的城市。 西安地铁2020年发送乘客5. 39亿人次,最高日 客运量331. 26万人次,列车正点率99. 99%,公共交通 分担率达到47. 21%。 2020年12月28日,西安地铁同时开通运营3条 线路(5号线、6号线和9号线),并紧随接管西安机场 城际线路,开通运营8条线路,里程达259 km,车站 159座(换乘站14座),场段13座,初步形成“2纵2 横2L和2放射”的网络化运营模式。西安市已规划 了25条线路和里程超过1 200 km的轨道交通网络, 包含市域快线、市区普线和中小运量3个层次,未来将 实现多层次、多制式的城市轨道交通系统,共同服务于 西安的发展[9]。 1. 2 低碳发展存在的问题及面临的挑战 2005年至今,西安地铁经历了从无到有、从小到 大和从弱到强的跨越式发展,迈入“7线共建、8线运 营”的高强度建设、网络化运营新阶段。客流强度 2016年和2017年居全国第2,2018年和2019年居全 国第1,2020年和2021年分别居全国第3和第4。在安 全建设管理、平安运营服务和节能增效降耗方面取得了 一些成效,但整体发展中仍有以下低碳问题与挑战。 1)当前各层次多制式轨道交通融合发展不完善。 现阶段西安轨道交通主要为地铁系统制式,相对比较 单一,与正提速建设的国家级中心城市和大西安都市 圈发展不相符,需要各层次多制式的综合轨道交通体 系。如市域快线系统、地铁系统、中低运量系统等协同 融合,满足多样化、差异化的客流需求,同时,结合线路 特点与功能定位,在满足运输需求的前提下,优先采用 中低运量系统制式,在低碳发展方面大有裨益。 2)运营线路客流需求与运输运力匹配差异大。 西安地铁6条中心城区线路整体客流效益良好,排除 当前疫情影响,日均客流62万人次/条,客流需求与运 输运力匹配较好;但是外围9号线和14号线平均每日 客流不足9万人次/条,呈现线路客流需求与运输运力 不匹配[10]。另外,还存在“潮汐”客流、时空分布不均 衡,导致6辆编组列车运行满载率较低,存在大量列车 空跑现象,增加了列车能源消耗。当前正在建设的10 号线全天内不同时段客流特征差异较大,客流时空分 布不均衡较为明显,初期高峰小时最大断面客流达到 1. 24万人次,远期达到3. 32万人次,但是平峰初期为 0. 5万人次,远期也仅为1. 4万人次(如图1所示),需 要低碳、可持续的多编组列车运输组织来应对客流时 空分布的不均衡。 图1 西安地铁10号线不同时段客流特征 Fig. 1 Passenger-flow characteristics in different periods of Xi′an metro line 10 3)可再生新能源与轨道交通融合不足。结合西 安所处地域光照充分的特点,当前部分地铁线路高架 站、停车场和车辆段等采光充足的站场,有较大房屋面 积作为可再生太阳能的开发资源,但目前均未实施开 7 隧道建设(中英文)第42卷 发利用。国内北京、上海和重庆等部分城市开展了太 阳能光伏发电的相关研究工作[1],并在一些线路上探 索应用光伏发电系统,积累了丰富的经验,初步探索了 光伏发电能源与轨道交通融合。 4)快速发展方式亟待向高质量发展转变。从全 生命周期考虑,城市轨道交通低碳、降耗发展仍有较大 空间。陈坤阳等[11]基于全生命周期城市轨道交通碳 排放强度与碳减排潜力研究,提出建设期建材生产运 输、现场施工直接碳排放节能空间占比为10%~15%, 运营期在间接碳排放方面可减少碳排放40% ~50%, 建设与运营2个阶段是城市轨道交通低碳降耗的关键。 当前西安地铁正处于多线建设阶段,对于车站与区间施 工过程中挖掘机、自卸汽车和装载机器等使用燃油机的 占比较大,其对应的直接碳排放量较大,工程机械亟需 向电动化或清洁能源结构转变。在网络化运营阶段,主 要能源消耗为电力消耗,作为节能降耗减少碳排放的关 键,列车和站场机电设备有较大的节能降耗空间。 2 低碳发展基础条件与能耗现状 为解决城市快速扩张带来的交通问题,西安市大 力发展绿色低碳的城市轨道交通。城市轨道交通系统 主要由运营车辆、车站和场段设备等部分组成。 2. 1 低碳发展基础条件 相比商用飞机、公共汽车、小汽车等交通方式,城 市轨道交通采用以电力能源为主的牵引驱动方式,具 备与符合碳排放少、运量大的绿色交通,在人均每千米 碳排放方面具有显著的优越性。以城轨地铁列车为基 准,燃油汽车是地铁列车人均每千米碳排放的5. 5倍, 混合和纯电动汽车分别是地铁列车人均每千米碳排放 的2. 7倍和1. 7倍,如图2所示。因此,大力发展城市 轨道交通是西安地区低碳发展的基础条件。 图2 城轨地铁列车与相关公共交通碳排放对比 Fig. 2 Carbon comparison between metro trains and related public transports 在当前西安都市圈和西部国际中心城市等背景 下,城市轨道交通具有大运量、全天候、安全舒适、速达 准时等优势,已成为乘客出行的高度首选方式。运行 列车平均实载率与电能消耗相关联,实载率越高,人均 能耗和碳排放越小。 2. 2 网络化运营能耗现状 结合较新企业温室气体排放核算方法,电能消耗产 生的碳排放可由使用电量乘以当地电力排放因子进行 核算。按照陕西省电力排放因子为0. 686 kg/ (kW·h) 进行核算(以下电能碳排放核算均用该值),结合2021 年西安地铁线网电能统计数据,年度电能消耗合计 8. 66亿kW·h,碳排放为59. 4万t,具体如表1所示。 为区分运营车辆和动力照明各自的电能消耗情况,在 现有电能表计及列车自身能耗记录等的基础上,适当 改造增加部分电能表计。经测算,运营车辆能耗为 4. 577亿kW·h,占总能耗的52. 85%;车站动照和场段 动照能耗分别为3. 596亿kW·h和0. 487亿kW·h, 占总能耗的41. 52%和5. 63%。运营车辆、车站动照 和场段动照能耗均有较大的节能降耗空间。 表1 2021年西安地铁线网电能统计数据 Table 1 Electric energy statistics of Xi′an metro network in 2021 项目用电量统计/ (亿kW·h)占比/ % 运营车辆4. 577 52. 85 车站动照3. 596 41. 52 场段动照0. 487 5. 63 合计8. 66 100 由表1可知,西安地铁运营车辆能耗占总能耗的 52. 85%,主要是驱动车辆运行的列车牵引、车载电源 系统和列车负载所消耗的电能源。其中,列车牵引能 耗占运营车辆能耗的60%~70%,与整车质量、牵引系 统效率等因素有关。车载电源系统能耗占车辆总能耗 的25%~30%,与辅助电源系统效率、大功率负载(如车 辆空调设备和压缩机等辅助设备)有关。 车站动照能耗占总能耗的41. 52%,是网络化运 营阶段能源消耗占比较大的方面,一般由供电、通信信 号、安全门、综合监控、电扶梯、通风空调和动力照明等 系统机电设备能耗构成。车站动力照明能耗以电能消 耗为主,属于间接碳排放。有效降低车站动照能耗是 实现车站绿色低碳的最直接手段,也是城轨行业和地 铁运营单位的重点研究课题。 场段动照能耗占总能耗的5. 63%,与车站动照比 较相似,减少电能消耗是其低碳降碳的关键要素,低碳 策略也大同小异,如合理减少场段办公用电、优化试车 线车辆调试与司机培训用电等。还有场段大宗用地资 源共享和大型工程维护设备节能减排等,也需要统筹 考虑。 3 绿色低碳的应用技术研究 2019年7月国家发改委正式批复《西安市轨道交 通第三期建设规划(2019—2024年)》,随后西安轨道 交通建设按下“加速键”,2021年6月首个3期建设项 目———西安地铁14号线顺利开通试运营,线网里程达 8 增刊2禹建伟, 等 : 西安轨道交通绿色低碳技术探索与应用 到259 km。当前西安轨道交通面临着“规划、建设和 运营一体化”的局面,正在启动第4期建设规划,并筹 划完成低碳、降碳技术应用专题研究和实践探索。下 面将从规划设计与运营组织管理、运营车辆低碳应用、 车站系统低碳减排以及场段大宗用地资源共享与节能 减排方面,对西安轨道交通绿色低碳技术应用进行总 结与阐述。 3. 1 规划设计与运营组织管理 各层次多系统制式并存,低碳运输融合发展。随 着西安城镇化进程的加快与人们生活质量的提高,多 层次系统制式网络化融合发展势在必行。当前西安市 初步规划市域快线、市区普线和中低运量3个层次的 系统制式[12]。在中心城区外围的市域快线优先选择 高架或地面敷设,并在部分线路开展绿色建造。在市 区普线,利用云平台新技术等整合车站机电设备用房, 控制土建规模,减少车站通风及动力照明引起的电能 消耗。在大运量接驳线路、区域旅游专线,采用中低运 量系统制式,实现多层次城市轨道交通低碳融合发展。 新制式轨道交通系统规划与探索应用。当前,西 安地铁以城区大运量地铁系统制式为主,在外围地铁 线路接驳交通采用低碳新制式轨道交通系统探索尝 试。 2020年成功引入低运量制式的电子导向胶轮智 轨系统,具有城市轨道交通和地面公共交通双重属性, 吸收了轨道交通准时、运量大、节能环保和地面公交运 营灵活、综合成本低等综合优势。车辆为3模块编组, 采用全电驱动,超级电容+磷酸铁锂电池的车载储能 系统,能源再生效率高,低碳节能效果好。较全线设置 接触网现代有轨电车,仅车辆运行低碳节能5%~8%, 每列列车每年减少碳排放约1 000 t。目前工程建设 基本完成,正在进行系统设备联调阶段,预计在2022 年11月开通试运营。 绿色低碳与可持续的多编组车辆运输组织。根据 目前西安线网外围线路客流需求与运输运力匹配关 系,以及未来发展存在“潮汐”客流时空分布不均衡预 判,西安地铁开展了灵活编组和多编组车辆运营组织管 理节能应用研究,对正在建设的10号线和15号线均采 用4辆、6辆编组列车混合运行的运营组织,较好地满足 客流需求,且能减少初期车辆购置成本,相比前期建设 规划的固定6编组列车,因其减少列车运行吨位数(按 每辆空车质量34 t计算),列车每年节约电能消耗306. 9 万kW·h,占总能耗的13%,减少碳排放约0. 21万t。 3. 2 运营车辆低碳应用技术研究 截至目前,西安地铁承担乘客运输服务的车辆装 备保有量达到435列、2 610辆,均为地铁车辆制式、 B2型、不锈钢车体。地铁车辆能耗主要分为牵引净能 耗和辅助能耗,与列车质量、列车动能变化、系统部件 效率和运行阻力做功变化有关[8-9]。在满足使用的前 提下,可以采用列车轻量化、牵引设备轻量化和高频辅 助电源设备轻量化等措施实现低碳节能。另外,还有 变频空调技术、LED智能照明和永磁牵引技术等新技 术也趋向成熟应用,在此不再阐述。 3. 2. 1 列车轻量化 减少列车质量可以通过采用轻量化材料、车体及 部件的新材料应用等方式实现。在满足使用要求的前 提下,如采用铝合金材料车体、制动盘采用铝制材质 (100 km/ h以上速度)、风道及地板(含座椅)采用轻 量化复合材料和空调采用铝合金壳体等。综合考虑现 服役车辆安全平稳,运输和早期车辆技术水平,列车轻 量化主要适用于新线购置的列车或已运营线路再增购 新车,现服役运营车辆不建议实施大拆卸、复杂类大量 改造。 根据相关调研数据,国内不同车型、不同整车集成 商的车辆铝合金车体与不锈钢车体对比,车体质量减 轻略不同,差异不明显。为简化分析,按照相同车型铝 合金较不锈钢车体减少质量850 kg/辆,6编组合计减 少质量5. 1 t。参考行业数据及西安地铁10余年运营 列车能耗经验,车辆每减轻1 t,运行1 km节约电能消 耗0. 051 kW·h。以每年走行15万km计算,1列列 车平均低碳运行节约电能3. 12万kW·h,按照单线 路30列列车概算,1条线路每年节能93. 6万kW·h, 约占每年总能耗的2. 6%,因车体减轻核算减少碳排 放约640 t。如果推广到西安地铁未来购置的列车上, 运营车辆低碳节能优势更明显。 3. 2. 2 牵引设备轻量化 因国内主流的8家列车牵引系统及设备的技术平 台有差异,各牵引设备质量也不同,但总体差别不大。 鉴于中国中车标准化列车简统化、统型化,将牵引系统 配置、结构简统,系统性能和部件等也进行了统型。目 前,主流牵引系统设备主要由熔断器箱、高压电器箱、 牵引逆变器、过压吸收电阻(或车载制动电阻)和牵引 电机构成,综合6编组(4动2拖)B型地铁列车2种 动车设备质量如表2所示。标准化统型后1套牵引设 备质量约3. 5 t(Mp车和M车牵引设备均值),较现有 牵引系统设备质量减轻0. 5~0. 7 t,每列车总体牵引 设备质量减轻2~2. 8 t,类比车体材料,牵引设备轻量 化低碳节能效果可观。 3. 2. 3 辅助电源系统设备轻量化 参考由中国中车承担的国家发改委重大技术装备 攻关项目———系列化中车标准地铁列车研制与试验项 目,对辅助电源系统设备在整体配置、结构简统、系统 性能和外部接口等方面进行标准化[13-14]。辅助电源 系统设备主要由辅助逆变器和蓄电池充电机2部分组 成。每辆带司机室拖车配置1套辅助系统设备,标准化 统型后每套设备质量为2. 3~3 t,质量减轻15%~20%, 9 隧道建设(中英文)第42卷 具体与设备容量大小、设备冷却方式等有关。 表2 标准化牵引系统设备质量清单 Table 2 Weight list of standardized traction system equipment kg 设备 Mp车 M车 主熔断器箱38 高压电器箱(含隔离/接地开关、高速断 路器和应急牵引接触器等) 400 牵引逆变器(集成线路电抗器、电容、接 触器、三相逆变器和充放电电阻等) 950 950 过压吸收电阻65 65 牵引电机560×4 560×4 合计3 693 3 255 高频技术应用轻量化。利用高频软开关技术一是 提高辅助逆变器系统效率,二是实现辅助逆变器设备 轻量化。高频技术能减少IGBT的开关损耗,进而降 低辅助逆变器损耗,整机效率提升3%左右。以单台 185 kVA容量为例,较工频方式效率提升2%,按照1 列列车年运营时间3 400 h、整列列车辅助负载 300 kVA计算,每年可节能约2万kW·h,核算减少碳 排放约13. 7 t。类比西安地铁1号线和2号线列车辅 助电源系统采用工频方式,系统由辅助逆变器箱、整流 装置和启动装置构成,设备总质量为3 145 kg,体积为 4. 4 m3;若使用高频逆变技术并高度集成,容量大小、 设备体积基本相同,高频集成后质量仅为2 350 kg,质 量减轻25%。高频技术应用设备质量减轻效果如图3 所示。无论从辅助逆变器系统效率还是设备轻量化, 均有较好的节能减碳效果。 图3 高频技术应用设备质量减轻效果 Fig. 3 Weight reduction effect of high frequency technology for equipment 3. 3 车站系统低碳减排 结合前面车站系统设备组成和能耗现状,主要从 智慧车站装配式建造试点、线路级能源管理系统和智 能装备应用进行西安地铁车站系统低碳节能减排。 3. 3. 1 线路能源管理系统 在城市轨道交通绿色节能和精细化管理背景下, 传统的人工抄表、手工统计和逐级上报管理方式不能 满足网络化运营需求。西安地铁较早就探索了车站能 源管理系统,2016年在西安地铁3号线大雁塔站实施 车站级能源管理系统试点应用,试点验证节能率达到 9%~12%。后续开通运营的5号线、6号线、9号线和14 号线及3期新线路推广应用了线路级能源管理系统。 相关有效降低车站能耗的低碳技术还有: 采用自感应 变频扶梯;变频调速通风系统,根据人流和二氧化碳浓 度自动调节新风量和制冷量;高效LED节能照明等。 3. 3. 2 智慧车站与装配式技术应用 2021年6月西安地铁14号线作为首条全线智慧车 站系统线路开通运营,采用节约资源、减少排放与提高 效率的技术创新,取得了较好的低碳节能效果。在装配 式车站建造方面,10号线实施了3个绿色车站与装配式 建造技术试点应用,结合前期相关研究工作,具有一定 的低碳节能效果,将在续建线路车站上全面推广。 装配式高效节能机房采用BIM模型二次深化设 计、集成计算机软硬件、数据库和网络通信技术等对空 调冷源进行关联控制,在线监测和远程管理,结合车站 负荷特性、变频控制和设备运行等因素,实现空调设备 协调关联高效运行,综合节能率达到20%~50%[15]。该 技术成功应用于西安地铁5号线文艺路、边家村及黄雁 村站和14号线新寺站,应用效果良好,节能率达到38%。 3. 3. 3 智能装备技术应用 牵引供电系统装备方面,选用非晶合金变压器,正 线设置中压能馈式再生能量吸收装置,提高再生电能 利用效率。以西安地铁9号线全线中压能馈式再生回 馈系统为例,类比其他线路实际能耗数据,平均每月节 能约17. 2万kW·h,年均达到206. 4万kW·h,核算 年减少碳排放约1 416 t,低碳发展优势明显。动力照 明选择LED节能光源和高架线路智能照明控制等技 术实现低碳节能。信号系统装备方面,全新建设的8 号线、10号线、15号线和16号线4条线路,均采用全 自动运行系统技术标准;有CBTC信号系统的运营线 路,在安全、准点和舒适运行的条件下,实施ATO节能 运行策略。 3. 4 大宗用地资源共享和设备节能减排 3. 4. 1 场段大宗用地 场段大宗用地主要包括车辆基地、控制中心和主 变电站,是运输组织安全运营、高效运转保障基地,如 车辆基地是保障地铁车辆正常运营的后勤维修基地。 规划合理、经济的场段大宗用地资源共享既能避免大 量拆迁、降低工程造价,又能最大化共享资源运用,集 约化低碳减排与生态环境保护。 统筹顶层规划设计,场段共址共建策略。结合地 铁设计规范相关要求,当车辆段距终点超过20 km时, 在线路的适当位置需增设停车场或辅助停车场。参考 01 增刊2禹建伟, 等 : 西安轨道交通绿色低碳技术探索与应用 1条线路长25 km,场段选址用地规模不小于25 hm2。 综合整个西安轨道交通线网考虑,统筹规划场段共址共 建、合理控制与选址用地。如西安地铁正在建设的8号 线车辆段与5号线停车场(已运营)、10号线停车场与8 号线停车场,以及将来建设的12号线车辆段与17号线 停车场等,共址共建规模明显较少,类比已建现有单独 场段建设规模,可减少占地、用地面积12%~15%。 8座车辆大架修基地共担线网运营车辆深度维 修。结合西安轨道交通线网规划、车辆制式与选型和 线站位特点,在综合总体车辆基地规模控制与深度维 修运作效率的基础上,全局考虑车辆大架修基地共同 承担所有运营车辆深度维修。线网总体设置8座车辆 大架修基地,其中A型车基地2座,B型车基地6座。 各基地建设与承担规模如表3所示。 表3 西安地铁8座车辆大架修基地 Table 3 Eight-vehicle frame overhaul bases of Xi′an line network 车场名称 建设情况与承担规模 渭河车辆大架修基地已建成并投入使用,承担1号线、2号线、3号线车辆大架修,B型车基地 航天城车辆大架修基地已建成,承担4号线、5号线、6号线和9号线车辆大架修,B型车基地 高陵车辆大架修基地正在建设,承担10号线、14号线和预留1条线车辆大架修,B型车基地 浐灞车辆大架修基地正在建设,承担8号线、11号线和预留1条线车辆大架修,A型车基地 细柳车辆大架修基地正在建设,承担15号线和预留2条线车辆大架修,A型车基地 沙河滩车辆大架修基地正在建设,承担16号线、18号线和预留1条线车辆大架修,B型车基地 沣渭大道车辆大架修基地规划建设,承担预留3—4条线车辆大架修,B型车基地 洪庆车辆大架修基地规划建设,承担预留3—4条线车辆大架修,B型车基地 控制中心和主变电站资源共享,与车辆基地资源 共享相似,结合场段建筑条件推进、开发与利用光伏发 电等在行业内有成熟的借鉴经验,也可实现资源集约、 简约。 3. 4. 2 大型工程维修车辆及设备节能减排 场段大型工程维修车辆及工艺设备包括内燃机 车、平板车、网轨检测车、洗车机、架车机和悬挂起重机 等[16],涵盖机车种类多,驱动方式也有差异,在节能减 排方面应区别考虑。一方面,采用氢能源工程车辆或 含电力驱动的“双源”机车替代化石能源内燃机车,实 施场段调车、物料运输和网轨维护作业;另一方面优化 调整洗车机、架车机和起重机的高效利用。特别是内 燃机车是城市轨道交通中降碳的主要对象,在隧道作 业期间,柴油机排放的废气在隧道中很难扩散。 2019 年西安地铁5号线和6号线首次探索双源机车试点应 用,电力驱动完全可满足场段调车和通常轨道检测,初 步取得了一定的节能减排效果。 4 绿色低碳技术体系 结合西安地铁建设与发展现状,面向绿色和节约 型轨道交通需求,构建覆盖全寿命周期和上下游全产 业链的低碳、降碳技术体系。统筹安全、高效、环保和 节能等生产要素,在规划设计、建设施工、运营维护和 装备设施全过程的各个阶段协调实施绿色低碳策略, 智慧化赋能手段在建设施工和运营维护方面大力度应 用;替代化石燃料能源的可再生能源、清洁能源积极探 索应用。绿色低碳技术体系如图4所示。 图4 绿色低碳技术体系 Fig. 4 Technical system of green and low-carbon 5 结语与体会 “双碳”战略发展目标下,城市轨道交通绿色低碳 发展一直在路上,相比其他交通运输,城市轨道交通具 有人均量运输成本最低与绿色低碳等特点。本文通过 11 隧道建设(中英文)第42卷 总结西安轨道交通绿色低碳发展问题和运营能耗情 况,从规划设计、运营管理、车辆及装备设施等方面系 统性提出西安轨道交通节能降耗和低碳减排措施,重 点对运营车辆低碳应用和车站系统降碳及大宗用地资 源共享进行详细阐述。绿色低碳发展贯穿于规划设 计、工程建设、运营维护和设备改造等全生命周期的各 个阶段和上下游全产业链,为充分响应国务院印发的 《2030年前碳达峰行动方案》和城市轨道交通协会发 布的《绿色行动方案》,西安轨道交通将结合当前现状 与未来发展,统筹谋划全过程、全系统的绿色低碳发 展,加快绿色低碳转型。 参考文献(References): [1] 施仲衡, 丁树奎. 城市轨道交通绿色低碳发展战略[J]. 都市快轨交通, 2022, 35(1): 1. 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