隨著全球能源形勢日趨嚴(yán)峻，我國政府對節(jié)能工作越來越重視，不僅制訂頒布了有關(guān)的法律法規(guī)，而且明確提出了“十一五”期間節(jié)能的工作目標(biāo)，同時各級地方政府根據(jù)中央的要求針對各行業(yè)特點對行業(yè)節(jié)能目標(biāo)進(jìn)行了細(xì)化和分解，并制定了相應(yīng)的工作措施。
城市軌道交通行業(yè)是當(dāng)前國內(nèi)正逐漸發(fā)展壯大的新興行業(yè)，是城市大運(yùn)量公共交通的主要方式。有關(guān)研究資料表明，同等運(yùn)量條件下城市軌道交通比汽車等能耗低3～4倍，因此城市軌道交通是一種節(jié)能型的公共交通方式。盡管如此，由于城市軌道交通系統(tǒng)組成復(fù)雜、設(shè)備數(shù)量眾多，其在運(yùn)營過程中還是需要消耗大量能源，如果在規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)以及運(yùn)營等各環(huán)節(jié)做好節(jié)能研究、策劃和管理工作，一定程度上還是可以節(jié)約能源的。
1 城市軌道交通能耗的主要特點
城市軌道交通是結(jié)合土木工程、車輛、信號、通信、供電、環(huán)控以及自動控制等各專業(yè)的綜合性系統(tǒng)工程，現(xiàn)代化的城市軌道交通更是應(yīng)用了大量新技術(shù)和新設(shè)備，在能源消耗方面主要有以下特點。
1.1 電力是主要能源
軌道交通運(yùn)用的各類主要設(shè)備由電力驅(qū)動，僅有少量輔助設(shè)備消耗煤氣、燃油等能源，另外在運(yùn)營過程中也消耗少量的水資源。因此，軌道交通的主要能源是電力，這也是節(jié)能的主要控制對象。
?。?）能耗峰谷明顯
軌道交通作為公共交通一年四季都在運(yùn)營，一般每天運(yùn)營的時間大概從凌晨5點左右至深夜11點多，在運(yùn)營期間電力消耗要占90％以上，運(yùn)營結(jié)束后有一些設(shè)備維修、調(diào)試工作以及部分設(shè)備靜態(tài)運(yùn)行，也會有一定電力消耗。
此外，隨著全球氣候變暖，上海等一些南方城市夏季高溫時間越來越長，軌道交通空調(diào)工況運(yùn)營的時間一般要5～6個月左右，這段時間內(nèi)的電力消耗很大。
列車牽引能耗比重較大
根據(jù)歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計，在運(yùn)營條件比較成熟的軌道交通線路上通常情況下用于列車牽引的電力消耗比重超過50％，其它各類動力照明等電力消耗不到總量的一半。
?。?）各種線路能耗可比性不足
由于軌道交通線路和車站有地下、高架、地面、溝塹等多種多樣形式，一條線可能也是多種形式相結(jié)合的，在線路上運(yùn)行的列車、在站場配備的各設(shè)備系統(tǒng)等也是各有差異，客運(yùn)量大小也各不相同，即使在同一個城市里也幾乎不可能建成各種條件基本相同的2條線路。因此，對不同線路之間的能源消耗和節(jié)能效果進(jìn)行比評有一定難度。
2 城市軌道交通節(jié)能的主要工作思路
針對電力消耗是軌道交通主要能耗的特點，節(jié)約電力消耗主要可考慮三個方面的工作：一是減少非必要的機(jī)電設(shè)備數(shù)量或控制設(shè)備運(yùn)行的時間，如控制變壓器容量、減少非運(yùn)行時段照明數(shù)量等；二是提高設(shè)備的效率或改變運(yùn)行方式來降低電力消耗，如環(huán)控設(shè)備和電梯等采用變頻器、節(jié)能坡和節(jié)能運(yùn)行圖等；三是應(yīng)用新能源替代電能，如太陽能光源、地?zé)崮芸照{(diào)和風(fēng)能發(fā)電等。這些工作需要從設(shè)計、工程建設(shè)以及運(yùn)營管理等各個環(huán)節(jié)齊抓共管才能取得一定成效。
2.1 城市軌道交通節(jié)能理念及設(shè)計
雖然城市軌道交通在世界上已經(jīng)有100多年的歷史，但是現(xiàn)代化的城市軌道交通在國內(nèi)真正大規(guī)模發(fā)展也只是近10多年來逐漸開始的。這個領(lǐng)域內(nèi)節(jié)能的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)要求等方面還很少涉及，而且國外在這方面也還沒有系統(tǒng)化，目前也很難借鑒。因此，在設(shè)計階段提出合理的節(jié)能理念對于提高節(jié)能效果有重要意義。
從城市軌道交通的實際情況分析，要建設(shè)一條節(jié)能效果良好的線路基本可以從線路、建筑、車輛及運(yùn)行控制方式、供電系統(tǒng)、站場機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)等專業(yè)設(shè)計以及運(yùn)行圖編制等方面考慮。目前在這些專業(yè)領(lǐng)域都已經(jīng)分別取得一些成果，如節(jié)能坡、車輛再生制動的應(yīng)用、供電系統(tǒng)變壓器容量合理化、弱電專業(yè)UPS 綜合化、節(jié)能設(shè)備和太陽能應(yīng)用等等，但在一條線路上全面考慮和綜合應(yīng)用還比較少。為了取得良好節(jié)能效果，在設(shè)計時對于節(jié)能可作系統(tǒng)性考慮，即不僅要應(yīng)用好已有的單項節(jié)能措施，而且處理好各專業(yè)的接口，提高節(jié)能措施的綜合效率。
此外，對于線路各項節(jié)能設(shè)計要作專題審查，對綜合節(jié)能效果要有量化評估，在設(shè)計階段就要明確一條線路的能耗水平。
?。?）節(jié)能設(shè)備的應(yīng)用及前提條件
現(xiàn)在節(jié)能設(shè)備種類繁多，日常應(yīng)用也比較廣泛，通常主要是電子整流設(shè)備，如節(jié)能燈、LED光源、變頻器等，還有一些是新能源設(shè)備，如太陽能設(shè)備、風(fēng)能設(shè)備等等。但是城市軌道交通對安全性要求很高，在應(yīng)用節(jié)能設(shè)備需要考慮對其它系統(tǒng)的影響，尤其是一些電子整流設(shè)備的應(yīng)用對于供電系統(tǒng)諧波污染比較嚴(yán)重，部分設(shè)備還存在電磁干擾，對于依賴自動控制的城市軌道交通有較大的安全影響。在線路設(shè)計和工程施工階段對于這些節(jié)能設(shè)備的選用將對今后運(yùn)營階段有重要影響，因此在應(yīng)用這類節(jié)能設(shè)備時不僅要考慮設(shè)備的節(jié)能效果，還要考慮對諧波治理和防電磁干擾采取有效的應(yīng)對措施。
?。?）合同能源管理模式的應(yīng)用
雖然城市軌道交通行業(yè)是公共服務(wù)產(chǎn)品，但是隨著市場化運(yùn)作逐漸推廣，對于公共服務(wù)產(chǎn)品控制成本也顯得更加重要。由于種種原因，現(xiàn)在節(jié)能應(yīng)用時經(jīng)濟(jì)效益并不突出，有的還出現(xiàn)節(jié)能不節(jié)錢的情況，為此在做好節(jié)能同時如何節(jié)省成本是當(dāng)前節(jié)能工作需要重視的問題。合同能源管理是一種基于市場化運(yùn)作的新的節(jié)能機(jī)制，由專業(yè)化的能源管理公司通過與客戶簽訂能源服務(wù)合同來為客戶實施節(jié)能項目，為客戶提供能源系統(tǒng)診斷和節(jié)能項目可行性分析，幫助項目融資，進(jìn)行項目設(shè)計、原材料和設(shè)備采購、安裝調(diào)試、工程驗收、節(jié)能量監(jiān)測、系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)以及項目管理和操作人員培訓(xùn)等一條龍服務(wù)。合同能源管理在其它一些行業(yè)和專業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)取得了一定的成效，上海政府部門也正在推廣，但在城市軌道交通領(lǐng)域應(yīng)用還比較少，可以考慮在工程建設(shè)或運(yùn)營管理方面作一些嘗試。
?。?）加強(qiáng)日常管理提高節(jié)能效果
從國內(nèi)其它城市和相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗來看，最能直接體現(xiàn)節(jié)能成效的還是要加強(qiáng)日常管理。城市軌道交通在運(yùn)營階段加強(qiáng)節(jié)能的日常管理也可以最大限度發(fā)揮節(jié)能效果，這主要可以從以下幾個方面考慮。
① 建立有效制度
節(jié)能工作并不是一時的事情，必須制度化長期進(jìn)行。管理單位可從能源和設(shè)備使用、節(jié)能績效評估和考核、新技術(shù)研究等方面建立有效制度，并且在日常管理工作中加以落實。
組建管理機(jī)構(gòu)
為了促進(jìn)節(jié)能的日常管理，可由管理單位主要領(lǐng)導(dǎo)親自掛帥組建一個專門的管理機(jī)構(gòu)來開展工作是比較有成效的方法。這個機(jī)構(gòu)主要可以負(fù)責(zé)制定節(jié)能策略和工作目標(biāo)、編制規(guī)劃和工作計劃、節(jié)能數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析、節(jié)能績效考核等有關(guān)方面的工作。
?、?加強(qiáng)宣傳教育
對于節(jié)能的意義、政策以及工作制度和措施等要大力宣傳，由于行業(yè)的特殊性，不僅要行業(yè)的從業(yè)人員都學(xué)習(xí)和執(zhí)行有關(guān)節(jié)能政策、制度，而且要對廣大乘客宣傳，共同理解和促進(jìn)節(jié)能工作。
城市軌道交通行業(yè)是當(dāng)前國內(nèi)正逐漸發(fā)展壯大的新興行業(yè)，是城市大運(yùn)量公共交通的主要方式。有關(guān)研究資料表明，同等運(yùn)量條件下城市軌道交通比汽車等能耗低3～4倍，因此城市軌道交通是一種節(jié)能型的公共交通方式。盡管如此，由于城市軌道交通系統(tǒng)組成復(fù)雜、設(shè)備數(shù)量眾多，其在運(yùn)營過程中還是需要消耗大量能源，如果在規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)以及運(yùn)營等各環(huán)節(jié)做好節(jié)能研究、策劃和管理工作，一定程度上還是可以節(jié)約能源的。
1 城市軌道交通能耗的主要特點
城市軌道交通是結(jié)合土木工程、車輛、信號、通信、供電、環(huán)控以及自動控制等各專業(yè)的綜合性系統(tǒng)工程，現(xiàn)代化的城市軌道交通更是應(yīng)用了大量新技術(shù)和新設(shè)備，在能源消耗方面主要有以下特點。
1.1 電力是主要能源
軌道交通運(yùn)用的各類主要設(shè)備由電力驅(qū)動，僅有少量輔助設(shè)備消耗煤氣、燃油等能源，另外在運(yùn)營過程中也消耗少量的水資源。因此，軌道交通的主要能源是電力，這也是節(jié)能的主要控制對象。
?。?）能耗峰谷明顯
軌道交通作為公共交通一年四季都在運(yùn)營，一般每天運(yùn)營的時間大概從凌晨5點左右至深夜11點多，在運(yùn)營期間電力消耗要占90％以上，運(yùn)營結(jié)束后有一些設(shè)備維修、調(diào)試工作以及部分設(shè)備靜態(tài)運(yùn)行，也會有一定電力消耗。
此外，隨著全球氣候變暖，上海等一些南方城市夏季高溫時間越來越長，軌道交通空調(diào)工況運(yùn)營的時間一般要5～6個月左右，這段時間內(nèi)的電力消耗很大。
列車牽引能耗比重較大
根據(jù)歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計，在運(yùn)營條件比較成熟的軌道交通線路上通常情況下用于列車牽引的電力消耗比重超過50％，其它各類動力照明等電力消耗不到總量的一半。
?。?）各種線路能耗可比性不足
由于軌道交通線路和車站有地下、高架、地面、溝塹等多種多樣形式，一條線可能也是多種形式相結(jié)合的，在線路上運(yùn)行的列車、在站場配備的各設(shè)備系統(tǒng)等也是各有差異，客運(yùn)量大小也各不相同，即使在同一個城市里也幾乎不可能建成各種條件基本相同的2條線路。因此，對不同線路之間的能源消耗和節(jié)能效果進(jìn)行比評有一定難度。
2 城市軌道交通節(jié)能的主要工作思路
針對電力消耗是軌道交通主要能耗的特點，節(jié)約電力消耗主要可考慮三個方面的工作：一是減少非必要的機(jī)電設(shè)備數(shù)量或控制設(shè)備運(yùn)行的時間，如控制變壓器容量、減少非運(yùn)行時段照明數(shù)量等；二是提高設(shè)備的效率或改變運(yùn)行方式來降低電力消耗，如環(huán)控設(shè)備和電梯等采用變頻器、節(jié)能坡和節(jié)能運(yùn)行圖等；三是應(yīng)用新能源替代電能，如太陽能光源、地?zé)崮芸照{(diào)和風(fēng)能發(fā)電等。這些工作需要從設(shè)計、工程建設(shè)以及運(yùn)營管理等各個環(huán)節(jié)齊抓共管才能取得一定成效。
2.1 城市軌道交通節(jié)能理念及設(shè)計
雖然城市軌道交通在世界上已經(jīng)有100多年的歷史，但是現(xiàn)代化的城市軌道交通在國內(nèi)真正大規(guī)模發(fā)展也只是近10多年來逐漸開始的。這個領(lǐng)域內(nèi)節(jié)能的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)要求等方面還很少涉及，而且國外在這方面也還沒有系統(tǒng)化，目前也很難借鑒。因此，在設(shè)計階段提出合理的節(jié)能理念對于提高節(jié)能效果有重要意義。
從城市軌道交通的實際情況分析，要建設(shè)一條節(jié)能效果良好的線路基本可以從線路、建筑、車輛及運(yùn)行控制方式、供電系統(tǒng)、站場機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)等專業(yè)設(shè)計以及運(yùn)行圖編制等方面考慮。目前在這些專業(yè)領(lǐng)域都已經(jīng)分別取得一些成果，如節(jié)能坡、車輛再生制動的應(yīng)用、供電系統(tǒng)變壓器容量合理化、弱電專業(yè)UPS 綜合化、節(jié)能設(shè)備和太陽能應(yīng)用等等，但在一條線路上全面考慮和綜合應(yīng)用還比較少。為了取得良好節(jié)能效果，在設(shè)計時對于節(jié)能可作系統(tǒng)性考慮，即不僅要應(yīng)用好已有的單項節(jié)能措施，而且處理好各專業(yè)的接口，提高節(jié)能措施的綜合效率。
此外，對于線路各項節(jié)能設(shè)計要作專題審查，對綜合節(jié)能效果要有量化評估，在設(shè)計階段就要明確一條線路的能耗水平。
?。?）節(jié)能設(shè)備的應(yīng)用及前提條件
現(xiàn)在節(jié)能設(shè)備種類繁多，日常應(yīng)用也比較廣泛，通常主要是電子整流設(shè)備，如節(jié)能燈、LED光源、變頻器等，還有一些是新能源設(shè)備，如太陽能設(shè)備、風(fēng)能設(shè)備等等。但是城市軌道交通對安全性要求很高，在應(yīng)用節(jié)能設(shè)備需要考慮對其它系統(tǒng)的影響，尤其是一些電子整流設(shè)備的應(yīng)用對于供電系統(tǒng)諧波污染比較嚴(yán)重，部分設(shè)備還存在電磁干擾，對于依賴自動控制的城市軌道交通有較大的安全影響。在線路設(shè)計和工程施工階段對于這些節(jié)能設(shè)備的選用將對今后運(yùn)營階段有重要影響，因此在應(yīng)用這類節(jié)能設(shè)備時不僅要考慮設(shè)備的節(jié)能效果，還要考慮對諧波治理和防電磁干擾采取有效的應(yīng)對措施。
?。?）合同能源管理模式的應(yīng)用
雖然城市軌道交通行業(yè)是公共服務(wù)產(chǎn)品，但是隨著市場化運(yùn)作逐漸推廣，對于公共服務(wù)產(chǎn)品控制成本也顯得更加重要。由于種種原因，現(xiàn)在節(jié)能應(yīng)用時經(jīng)濟(jì)效益并不突出，有的還出現(xiàn)節(jié)能不節(jié)錢的情況，為此在做好節(jié)能同時如何節(jié)省成本是當(dāng)前節(jié)能工作需要重視的問題。合同能源管理是一種基于市場化運(yùn)作的新的節(jié)能機(jī)制，由專業(yè)化的能源管理公司通過與客戶簽訂能源服務(wù)合同來為客戶實施節(jié)能項目，為客戶提供能源系統(tǒng)診斷和節(jié)能項目可行性分析，幫助項目融資，進(jìn)行項目設(shè)計、原材料和設(shè)備采購、安裝調(diào)試、工程驗收、節(jié)能量監(jiān)測、系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)以及項目管理和操作人員培訓(xùn)等一條龍服務(wù)。合同能源管理在其它一些行業(yè)和專業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)取得了一定的成效，上海政府部門也正在推廣，但在城市軌道交通領(lǐng)域應(yīng)用還比較少，可以考慮在工程建設(shè)或運(yùn)營管理方面作一些嘗試。
?。?）加強(qiáng)日常管理提高節(jié)能效果
從國內(nèi)其它城市和相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗來看，最能直接體現(xiàn)節(jié)能成效的還是要加強(qiáng)日常管理。城市軌道交通在運(yùn)營階段加強(qiáng)節(jié)能的日常管理也可以最大限度發(fā)揮節(jié)能效果，這主要可以從以下幾個方面考慮。
① 建立有效制度
節(jié)能工作并不是一時的事情，必須制度化長期進(jìn)行。管理單位可從能源和設(shè)備使用、節(jié)能績效評估和考核、新技術(shù)研究等方面建立有效制度，并且在日常管理工作中加以落實。
組建管理機(jī)構(gòu)
為了促進(jìn)節(jié)能的日常管理，可由管理單位主要領(lǐng)導(dǎo)親自掛帥組建一個專門的管理機(jī)構(gòu)來開展工作是比較有成效的方法。這個機(jī)構(gòu)主要可以負(fù)責(zé)制定節(jié)能策略和工作目標(biāo)、編制規(guī)劃和工作計劃、節(jié)能數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析、節(jié)能績效考核等有關(guān)方面的工作。
?、?加強(qiáng)宣傳教育
對于節(jié)能的意義、政策以及工作制度和措施等要大力宣傳，由于行業(yè)的特殊性，不僅要行業(yè)的從業(yè)人員都學(xué)習(xí)和執(zhí)行有關(guān)節(jié)能政策、制度，而且要對廣大乘客宣傳，共同理解和促進(jìn)節(jié)能工作。
