文:呂欣樂丨北京工業(yè)大學(xué)城市建設(shè)學(xué)部
在學(xué)習(xí)中國城市軌道交通協(xié)會近日發(fā)布《中國城市軌道交通綠色城軌發(fā)展行動方案》之后,思考體會促進城市軌道交通減少碳排放的策略。
作為城市范圍內(nèi)的鐵路運輸形式,城市軌道交通是市民公認最環(huán)保的一類交通之一。但是一座城市的軌道交通在建設(shè)、發(fā)展、運營中碳排放量不容小覷,將發(fā)展城市軌道交通打造成城市交通減少碳排放的“生力軍”是大中城市實現(xiàn)“雙碳”的重點任務(wù)。
我國城市軌道交通專家在探索促進城市軌道交通減少碳排放發(fā)展中從未缺席,有施仲衡院士主持的課題“新型城市軌道交通技術(shù)”中大力推廣的節(jié)能環(huán)保的100%低地板輕軌和中低速磁浮,有王振信先生在“軌道交通建設(shè)能否在節(jié)約一些?”采訪中強調(diào)的減小車站規(guī)模意在“建設(shè)資源型社會”,有張彌先生致力于避免地鐵施工造成環(huán)境災(zāi)害的“可持續(xù)發(fā)展”研究等等。正是他們,引領(lǐng)新時代城市軌道交通駛向更環(huán)保、更優(yōu)質(zhì)的今天。對于促進城市軌道交通減少碳排放發(fā)展的策略思考如下:
關(guān)于地鐵的功能,施仲衡院士有言:“緩解大城市交通擁堵的必由之路?!逼鋵嵆说罔F,其他軌道交通制式也是大中城市市民中長距離出行的最佳選擇,因為軌道交通車輛是不會擁堵的。當(dāng)下“雙碳”政策在即,我們對于城市軌道交通的認識思想不應(yīng)局限于緩解擁堵,滿足我們乘坐軌道交通的幸福感,而應(yīng)拓寬認識:城市軌道交通具有降低城市交通碳排放量的中堅力量。
思想的轉(zhuǎn)變需要政策的激活作用。響應(yīng)“雙碳”號召,中國城市軌道交通協(xié)會出臺了《中國城市軌道交通綠色城軌發(fā)展行動計劃》。隨后青島地鐵也出臺了《綠色城軌發(fā)展實施方案》,這體現(xiàn)了城市規(guī)劃對減碳環(huán)保的高度重視。出新的公文不僅為我們提供可行措施,而且給我們實施這些措施提供切實依據(jù)。我們還需要更多的科學(xué)規(guī)劃、民主決策。
千變?nèi)f變以促進城市軌道交通減少碳排放發(fā)展,但我們規(guī)劃與設(shè)計城市軌道交通的宗旨應(yīng)有所堅持:增強城市軌道交通建成以后的客流吸納能力。增強客流吸納能力的關(guān)鍵點是做好城市軌道交通客流預(yù)測?,F(xiàn)在我國城市軌道交通客流預(yù)測技術(shù)趨于成熟,但依然在有些方面有待提高。在此舉例說明“四階段法”中國化。
“四階段法”中國化。“四階段法”是一種源于美國的客流預(yù)測方法。其核心是以客流為重心的交通規(guī)劃方法,主要以交通調(diào)查為基礎(chǔ),由交通生成、交通分布、交通方式劃分和交通量(客流量)分配四階段組成。我們應(yīng)結(jié)合我國國情,發(fā)展中國化的“四階段法”。即在交通生成、交通分布階段將城市分區(qū)增強客流預(yù)測準確性,在交通方式劃分階段建立合理的數(shù)學(xué)模型增強客流預(yù)測科學(xué)性,在交通量(客流量)分配階段開展多輪專家評審增強客流預(yù)測持久性等等。
中國化的“四階段法”更好地保障了客流預(yù)測的準確性,使藍圖上的預(yù)測客流很接近實際運營客流。準確的客流預(yù)測對線網(wǎng)規(guī)劃有很大的指導(dǎo)作用,進而將城市客流吸納至地下,減少私家車等路面交通工具的使用以達到減排的目的。
城市軌道交通運營大多以電力驅(qū)動,對環(huán)境影響較小,但城市軌道交通建設(shè)工藝的減排不容忽視。建設(shè)方面,目前我國已普遍認同,在不良地質(zhì),綠色低碳高品質(zhì)混凝土是優(yōu)先考慮的選擇,目前正在青島開展試驗。工藝方面,碳排放主要是施工方法造成的,這是難免的,但是可以制定一套環(huán)保標準,在此舉例說明盾構(gòu)法施工渣土資源化處理。
施工渣土多由盾構(gòu)機的螺旋排土器排除,屬于一種常見的建筑垃圾。不妥當(dāng)?shù)脑撂幚矸椒〞Νh(huán)境造成一定污染,不利于實現(xiàn)“雙碳”。因此將渣土“變廢為寶”是很重要的。合格的渣土可以制成磚、陶粒、泥餅、種植土等可以重復(fù)利用的建筑或農(nóng)業(yè)用土形式。例如長沙地鐵6號線某盾構(gòu)區(qū)間的全部渣土都被用于建造仿古園林建筑結(jié)構(gòu),不僅避免了焚燒大量渣土造成的碳排放,也創(chuàng)造了中華民族傳統(tǒng)文化建設(shè)的價值。
2020年,上海地鐵利用停車基地上蓋啟動光伏發(fā)電項目建設(shè),減少碳排放30000噸。這標志著我國可以制造出先進的城市軌道交通低碳設(shè)備。但在某些設(shè)備的制造方面,我們還沒有形成一套標準體系。我們還要繼續(xù)貫徹 “中國智造”。國產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)使我們摒棄了對進口設(shè)備的依賴,使我們游刃有余地發(fā)展地鐵;國產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)還可以減少進口費用,使我們的地鐵建設(shè)的合理且經(jīng)濟;國產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)豐富了制造經(jīng)驗,是我們造出更適合中國發(fā)展需求的地鐵設(shè)施;國產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)拓寬了我們的國際視野。一旦實現(xiàn)國產(chǎn)化、標準化,我國技術(shù)人員就易于批量作業(yè),這為響應(yīng)國家政策提供了極大便利。在此舉例說明地鐵電池的國產(chǎn)化需求。
雖然地鐵采用環(huán)保的電力驅(qū)動方式,但是地鐵電池以鎳鎘電池、鉛蓄電池為主,這些傳統(tǒng)電池污染程度較高,不利于城市軌道交通長遠的綠色發(fā)展。我們正需要一種清潔無污染,且足以供應(yīng)規(guī)模如此龐大的城市軌道交通系統(tǒng)的新型電池。但我國尚未形成自己的標準,進口國外的電池較多,比例與我國地鐵設(shè)備標準化、國產(chǎn)化進程。可見實現(xiàn)設(shè)備、技術(shù)國產(chǎn)化對于建設(shè)環(huán)境美麗中國是何等重要,何等緊迫。
城市軌道交通數(shù)字化轉(zhuǎn)型是我國城市軌道交通發(fā)展的大勢所趨?,F(xiàn)在城市軌道交通技術(shù)需要實現(xiàn)更多層次的學(xué)科交叉。例如城市軌道交通已形成產(chǎn)業(yè)鏈。產(chǎn)業(yè)鏈是各個產(chǎn)業(yè)部門之間基于一定的技術(shù)經(jīng)濟關(guān)聯(lián),并依據(jù)特定的邏輯關(guān)系和時空布局關(guān)系客觀形成的鏈條式關(guān)聯(lián)關(guān)系形態(tài)。城市軌道交通產(chǎn)業(yè)鏈包括規(guī)劃設(shè)計、征地拆遷、土建施工、車輛設(shè)備購置安裝和運營維護。數(shù)字化轉(zhuǎn)型已經(jīng)滲透進了每個部分,這正是我們城市軌道交通發(fā)展的一大挑戰(zhàn)。其中客流預(yù)測模型涉及統(tǒng)計學(xué)和計算機知識,施工涉及工程物理知識的數(shù)字化轉(zhuǎn)化,運營和管理又涉及金融、經(jīng)濟學(xué)和社會科學(xué)的綜合。
立足當(dāng)下,我們應(yīng)當(dāng)思考其與綠色產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的聯(lián)系與結(jié)合。例如綠色平臺化就是一個很好的應(yīng)用—綜合IP網(wǎng)絡(luò)、全光網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字能源等城市軌道交通平臺、網(wǎng)頁在2022年亞太城市軌道交通上展出。這些平臺、網(wǎng)頁功能完善,操作方便,不僅使更多人了解我國城市軌道交通專家與建設(shè)者為減少碳排放所做的努力,而且使更多人參與其中,為建設(shè)環(huán)境美麗中國做貢獻。
我們應(yīng)在科技城市軌道交通的道路上永不停步,且側(cè)重于環(huán)境保護。現(xiàn)今環(huán)境挑戰(zhàn)嚴峻,城市軌道交通環(huán)控系統(tǒng)已經(jīng)不是傳統(tǒng)觀念的空調(diào)系統(tǒng),而是滲透到環(huán)境控制的各個方面。我們應(yīng)充分優(yōu)化環(huán)控能源供給,包括完善隧道風(fēng)亭、水地氣源熱泵、熱泵熱回收系統(tǒng),采用風(fēng)能、氫能、地?zé)崮艿惹鍧嵞茉矗捎霉夥l(fā)電等環(huán)保發(fā)電方式等等。
綜上所述,我國城市軌道交通在減少碳排放發(fā)展方面取得了可喜可賀的成績,但現(xiàn)在絕不是舉杯歡慶的時刻,因為還要走很長的路。但遵循以上策略,可以確保我們走的是一條低碳發(fā)展、便利民生、方便可行、順應(yīng)國情的正道。我們應(yīng)在腳踏實地的基礎(chǔ)上,大步流星地實現(xiàn)政策支持、規(guī)劃合理、施工優(yōu)化、設(shè)備改良、科技發(fā)達的“綠色軌道交通”,邁向“雙碳”的宏偉目標。
上世紀60年代,發(fā)揮戰(zhàn)備性能是地鐵的首要任務(wù)。上世紀90年代,將地鐵打造成緩解交通擁堵的基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)當(dāng)是地鐵工作的重點。時過境遷,初心不改,屹立于21世紀20年代之峰,讓我們心懷根植于人民綠色出行、綠色生活的理想,展開助力“可持續(xù)發(fā)展”,“雙碳”的旗幟。