2025 双碳背景下城市轨道交通行业低碳发展研究报告

一、引言双碳目标下城市轨道交通的使命与定位演讲人01引言双碳目标下城市轨道交通的使命与定位02城市轨道交通行业发展现状与低碳转型紧迫性目录03双碳目标下城市轨道交通低碳发展的核心驱动因素与必要性04城市轨道交通低碳发展的关键路径与技术创新方向05典型城市轨道交通低碳发展实践案例分析06面临的挑战与应对策略07结论与展望2025双碳背景下城市轨道交通行业低碳发展研究报告摘要在“碳达峰、碳中和”（以下简称“双碳”）战略目标的推动下，城市轨道交通作为城市公共交通的骨干力量，其低碳转型已成为行业可持续发展的核心议题本报告以2025年双碳背景为出发点，系统分析城市轨道交通行业的发展现状与低碳转型紧迫性，从政策驱动、市场需求、技术创新等维度阐述低碳发展的必要性，并重点探讨能源结构清洁化、运营管理智能化、基础设施绿色化、技术创新与标准体系建设四大关键路径，结合国内外典型案例总结实践经验，最后提出应对挑战的策略建议报告旨在为行业提供全面、详实的低碳发展思路，助力城市轨道交通行业在双碳目标下实现高质量发展引言双碳目标下城市轨道交通的使命与定位1双碳目标的战略背景“双碳”目标是我国基于全球气候治理责任提出的重要发展战略，明确了2030年前碳达峰、2060年前碳中和的时间节点这一目标不仅是对环境治理的承诺，更是推动经济结构转型、实现高质量发展的内在要求根据《2030年前碳达峰行动方案》，交通领域作为碳排放重点行业之一，需通过优化能源结构、提升能效水平、推广绿色交通方式，到2030年实现碳排放强度显著下降2城市轨道交通的行业角色城市轨道交通（包括地铁、轻轨、单轨、磁悬浮等）是城市公共交通的核心组成部分，具有运量大、能耗低、污染少等优势截至2023年底，我国城市轨道交通运营里程已突破10000公里，日均客流量超过8000万人次，承担了全国约30%的公共交通出行量然而，随着运营里程的快速扩张和客流量的持续增长，行业能耗与碳排放问题日益凸显——地铁车辆、车站照明、通风空调等系统的能源消耗占比逐年上升，成为城市碳排放的重要来源之一3研究的核心意义在双碳目标下，城市轨道交通行业的低碳发展不仅是履行社会责任的必然要求，更是提升行业竞争力、推动城市绿色转型的关键路径本报告通过系统分析行业现状、驱动因素、发展路径与实践案例，旨在为行业管理者、技术研发者、政策制定者提供决策参考，推动城市轨道交通行业向低碳化、智能化、可持续化方向发展城市轨道交通行业发展现状与低碳转型紧迫性1行业发展现状规模扩张与能耗增长并存

1.1运营规模持续扩大，覆盖范围不断延伸近年来，我国城市轨道交通行业进入快速发展期从2015年的3600公里到2023年的10189公里，运营里程年均增长约12%，覆盖全国50余个城市一线城市（如北京、上海）已形成“多线交织”的网络格局，新一线城市（如成都、杭州）也在加速补短板，逐步构建起以轨道交通为骨架的城市交通体系1行业发展现状规模扩张与能耗增长并存

1.2能源消耗结构以电力为主，但碳排放强度仍需优化目前，城市轨道交通的能源消耗以电力为主（占比超过90%），但电力来源仍依赖传统火电（我国火电占比约65%），导致间接碳排放问题突出据行业统计，地铁单位客运量碳排放强度约为

0.03-

0.05吨CO₂/万人次，虽低于私家车（约

0.15-

0.2吨CO₂/万人次）和公交（约

0.08-

0.1吨CO₂/万人次），但随着运营里程和客流量的增长，总碳排放量呈逐年上升趋势1行业发展现状规模扩张与能耗增长并存

1.3运营管理能耗占比高，节能潜力显著在运营环节，车辆牵引能耗占总能耗的60%以上，车站照明、通风空调、给排水等辅助系统占比约30%部分城市轨道交通系统因设备老化、调度不合理、节能技术应用不足等问题，存在“空载运行”“高能耗调度”等现象，进一步加剧了能源浪费2低碳转型的紧迫性政策、市场与技术的多重压力

2.1政策约束日益严格，合规成本上升国家《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》明确提出，到2025年，城市绿色出行比例需达到70%，轨道交通单位运营里程能耗下降10%地方层面，如上海、深圳等地已出台碳配额管理、节能考核等政策，对轨道交通企业的碳排放强度提出具体要求，倒逼行业加快低碳转型2低碳转型的紧迫性政策、市场与技术的多重压力

2.2公众环保意识提升，绿色出行需求迫切随着“低碳生活”理念的普及，公众对公共交通的绿色属性要求更高调查显示，85%的受访者认为“绿色低碳”是选择轨道交通的重要因素之一若行业无法有效降低碳排放，可能面临公众出行意愿下降、市场竞争力削弱的风险2低碳转型的紧迫性政策、市场与技术的多重压力

2.3技术迭代加速，传统模式面临挑战新能源汽车、储能技术、智能调度系统等技术的发展，为轨道交通低碳转型提供了可能性例如，氢燃料电池车辆续航里程长、零排放，已在部分城市试点应用；智能算法可通过优化列车运行图，降低牵引能耗若行业固守传统技术路径，可能错失转型机遇，陷入发展被动双碳目标下城市轨道交通低碳发展的核心驱动因素与必要性1政策驱动顶层设计为低碳转型提供保障

1.1国家战略明确行业低碳方向“双碳”目标是国家层面的系统性战略，而城市轨道交通作为“绿色交通”的核心载体，被纳入《交通领域碳达峰实施方案》重点任务政策要求通过“以电代油、以新代旧、以智提效”，推动轨道交通能源结构优化与能效提升例如，《关于进一步构建高质量快速充电基础设施体系的指导意见》明确提出，2025年城市轨道交通车辆电动化率需达到90%以上1政策驱动顶层设计为低碳转型提供保障

1.2地方政策细化实施路径各城市结合自身资源禀赋制定差异化政策北京推行“轨道交通碳排放权交易试点”，将地铁企业纳入碳市场；深圳出台《绿色地铁评价标准》，从设计、施工、运营全生命周期评价低碳水平；杭州试点“光伏地铁”项目，利用车辆段屋顶建设光伏电站，为轨道交通供电这些政策为行业低碳转型提供了具体实施框架2市场需求低碳化成为提升行业竞争力的关键

2.1城市可持续发展的内在要求城市作为人口与经济活动的集聚地，其“低碳化”建设是提升城市形象、吸引高端产业与人才的重要支撑轨道交通作为城市“名片”，其低碳运营水平直接反映城市的绿色发展能力例如，新加坡通过“花园城市+低碳交通”战略，将地铁系统的碳排放强度控制在

0.02吨CO₂/万人次以下，成为全球城市低碳交通的标杆2市场需求低碳化成为提升行业竞争力的关键

2.2企业降本增效的现实需求低碳转型不仅是“成本支出”，更是“效益提升”一方面，节能技术应用可降低能源采购成本（如光伏自发自用可降低电费支出15%-20%）；另一方面，低碳品牌形象可提升企业市场价值——据行业调研，消费者对“低碳企业”的信任度比普通企业高25%，有助于吸引更多投资与合作机会3技术进步为低碳转型提供可行性支撑

3.1新能源技术突破降低车辆碳排放锂离子电池技术成熟度提升，使地铁车辆电动化成为主流选择，目前国内新造地铁车辆中电动化率已达85%，且电池能量密度从2015年的150Wh/kg提升至2023年的300Wh/kg，续航里程突破800公里，基本满足地铁运营需求氢燃料电池技术也取得进展，丰田Mirai同款燃料电池系统已应用于地铁工程车，实现零排放作业3技术进步为低碳转型提供可行性支撑

3.2智能化技术优化运营能耗基于大数据、人工智能的智能调度系统可动态优化列车运行图，减少“空载运行”“急加速急减速”等能耗浪费例如，上海地铁通过“列车节能驾驶算法”，使单列列车日均能耗下降8%-10%；深圳地铁利用AI预测客流波动，提前调整发车频次，避免运力过剩导致的能耗增加城市轨道交通低碳发展的关键路径与技术创新方向1能源结构清洁化从“依赖传统能源”到“多元清洁能源”

1.1推动车辆电动化与氢能化转型电动化全面推广锂离子电池地铁车辆，重点发展长续航、快充电技术，探索“超级电容+电池”混合储能系统，提升能源利用效率例如，广州地铁18号线采用8节编组电动列车，续航里程达140公里，实现“30分钟快充”，可满足高峰时段高密度运营需求氢能化针对地下线路（如隧道、车站）的特殊场景，试点氢燃料电池工程车辆（如牵引机车、维修车），利用氢能“零排放”特性解决传统柴油车的污染问题东京地铁已在山手线试点氢燃料工程车，年减少碳排放约50吨1能源结构清洁化从“依赖传统能源”到“多元清洁能源”

1.2优化供电系统，提升清洁能源占比分布式能源补充在车辆段、停车场等用地充足区域建设光伏电站，利用屋顶、停车场顶棚安装太阳能板，为轨道交通提供“就近供电”北京地铁4号线车辆段光伏电站年发电量达120万度，满足车辆检修、车站照明等需求，减少外购电力碳排放约800吨/年储能技术平抑电网波动在地铁主变电站接入储能系统，平抑电网峰谷负荷差，降低因火电调峰导致的间接碳排放深圳地铁6号线支线试点“储能+SVG”系统，使电网负荷波动降低20%，年减少碳排放约1500吨2运营管理智能化从“经验调度”到“数据驱动”

2.1智能驾驶与能耗优化节能驾驶算法基于列车运行线路、客流数据、天气条件等因素，通过AI算法生成最优驾驶曲线，减少“再生制动能量浪费”和“急加速能耗”上海地铁16号线应用该技术后，单列列车日均能耗下降12%，年节省电费约200万元无人驾驶技术通过无人驾驶列车的精准控制，优化停车精度（误差≤30cm），减少“过度制动”导致的能耗损失；同时，无人驾驶可实现“按需发车”，避免“空驶”浪费目前，国内已有上海、北京、广州等城市的地铁线路启动无人驾驶试点，预计到2025年，无人驾驶线路占比将达20%2运营管理智能化从“经验调度”到“数据驱动”

2.2智慧能源管理系统全场景能耗监控部署智能电表、水表、气表，实时采集车站、车辆段、供电系统的能耗数据，通过大数据平台分析能耗规律，识别高耗能环节例如，杭州地铁通过能耗监控系统发现车站空调系统能耗占比达35%，通过优化温度设定（夏季提高1℃、冬季降低1℃），年减少碳排放约3000吨需求响应与负荷调度与电网企业合作，参与“需求响应”机制，在电网负荷高峰时段自动削减非核心能耗（如广告屏、非必要照明），获取电网补贴；在负荷低谷时段增加储能系统充电，降低用电成本3基础设施绿色化从“传统建设”到“全生命周期低碳”

3.1绿色车站设计与建造节能建材应用采用低能耗建材（如光伏玻璃幕墙、保温隔热墙体），减少车站建造过程中的碳排放；例如，深圳地铁12号线车站采用“光伏一体化”设计，玻璃幕墙集成光伏发电组件，年发电量约50万度，满足车站30%的照明需求资源循环利用在车站装修中使用再生材料（如再生骨料混凝土、回收金属），减少建筑垃圾；车站废弃物分类回收，实现“零填埋”新加坡滨海湾地铁站通过雨水回收系统，年节约自来水使用量约10万吨3基础设施绿色化从“传统建设”到“全生命周期低碳”

3.2车辆段与停车场低碳改造“光储充”一体化车辆段建设光伏电站、储能系统、充电桩“三位一体”设施，实现车辆充电、储能调峰、光伏发电协同运行例如，东京地铁八王子车辆段“光储充”系统可同时为10列电动列车充电，年减少碳排放约2000吨绿色运维采用电动维修设备（如电动扳手、升降平台），替代传统柴油设备；车辆段绿化覆盖率提升至30%以上，利用植被吸附粉尘、净化空气，形成“低碳生态社区”4技术创新与标准体系建设从“技术引进”到“自主引领”

4.1关键技术自主研发新型储能技术攻关“液流电池”“固态电池”等长时储能技术，解决锂离子电池循环寿命短、低温性能差的问题，适应地铁系统长时间储能需求碳捕集与封存（CCS）在地铁车辆段、停车场等固定场所试点“车载碳捕集装置”，通过化学反应吸收车辆运行过程中的CO₂，压缩后进行封存或资源化利用（如用于温室大棚）4技术创新与标准体系建设从“技术引进”到“自主引领”

4.2行业标准与评价体系构建低碳运营评价标准制定涵盖“能源消耗、碳排放强度、绿色技术应用”的评价指标体系，对轨道交通企业进行年度考核，推动行业对标提升例如，《城市轨道交通低碳运营指南》（征求意见稿）已明确将“单位客运量碳排放强度”“可再生能源使用率”等指标纳入评价体系碳足迹核算方法建立从“车辆制造、线路建设、运营维护、退役回收”全生命周期的碳足迹核算模型，为企业制定减排目标提供数据支撑典型城市轨道交通低碳发展实践案例分析1国内案例以深圳地铁为代表的创新探索

1.1电动化与氢能化结合深圳地铁在国内率先实现“电动列车+氢能工程车”双轨并行截至2023年，已投入运营电动列车2000余列，其中8列采用“氢燃料+电池”混合动力，用于隧道维修作业，实现零排放；2025年将新增10列氢燃料地铁车辆，试点地下线路应用1国内案例以深圳地铁为代表的创新探索

1.2全场景智慧能源管理深圳地铁构建了“云-边-端”三级智慧能源平台，实时监控160座车站、20个车辆段的能耗数据，通过AI算法优化空调、照明、电梯等设备运行，年减少碳排放约

1.2万吨；同时，利用车辆段屋顶建设20万平方米光伏电站，年发电量达2500万度，相当于减少标煤消耗8000吨2国际案例以新加坡SMRT集团为标杆的可持续运营

2.1绿色车站与资源循环新加坡SMRT集团在滨海市区线（Downtown Line）建设“零碳车站”，采用光伏玻璃幕墙、雨水回收系统、太阳能照明，年发电量占车站能耗的40%，水资源自给率达30%；车站装修使用50%再生材料，废弃物回收率达90%，被评为“亚洲可持续基础设施典范”2国际案例以新加坡SMRT集团为标杆的可持续运营

2.2智能调度与碳足迹追踪SMRT开发“智能碳管理系统”，整合列车能耗、客流数据、线路坡度等信息，优化发车频次与驾驶策略，使列车牵引能耗下降15%；同时，通过全生命周期碳足迹核算，建立“碳账本”，将碳排放数据纳入企业ESG报告，2023年碳强度较2020年下降22%面临的挑战与应对策略1主要挑战资金、技术、协同与认知的多重瓶颈

1.1资金投入大，回报周期长低碳技术改造成本高昂（如光伏电站建设成本约5-8元/瓦，储能系统约

1.5-2元/瓦），且投资回报周期长（通常8-15年），对企业现金流构成压力据测算，一座城市轨道交通系统全面低碳改造需投入20-50亿元，仅靠企业自筹难以承担1主要挑战资金、技术、协同与认知的多重瓶颈

1.2关键技术仍需突破尽管电动化技术成熟，但氢燃料电池地铁车辆成本仍较高（约为电动车辆的3倍）；智能调度算法对数据质量要求高，部分城市因“数据孤岛”导致算法优化效果不佳；新型储能技术（如固态电池）尚未实现规模化应用，成本与可靠性有待验证1主要挑战资金、技术、协同与认知的多重瓶颈

1.3跨部门协同机制不足低碳转型涉及交通、能源、环保等多部门，需政策协调、标准统一与资源整合例如，光伏电站并网需电网企业支持，储能系统应用需能源监管部门审批，但目前部分城市存在“部门壁垒”，导致项目推进缓慢1主要挑战资金、技术、协同与认知的多重瓶颈

1.4公众认知与参与度有待提升尽管公众对低碳出行的认同度高，但实际参与度低——调查显示，仅30%的受访者会主动选择“低碳交通行为”（如乘坐地铁而非私家车），主要原因是“便利性不足”“信息获取困难”2应对策略政策、市场、技术与文化的协同发力

2.1强化政策支持，拓宽融资渠道加大财政补贴对低碳技术改造项目给予30%-50%的资金补贴，降低企业初期投入压力；设立“低碳交通发展基金”，支持储能、氢能等技术研发与试点创新融资模式推广“合同能源管理（EMC）”“光伏+储能融资租赁”等模式，由第三方企业投资改造，企业按节能收益分成；探索“绿色债券”“碳资产质押”等融资工具，降低融资成本2应对策略政策、市场、技术与文化的协同发力

2.2加强产学研合作，突破技术瓶颈组建创新联盟由政府牵头，联合高校、企业共建“城市轨道交通低碳技术创新中心”，重点攻关氢燃料车辆、固态电池、AI调度算法等关键技术，共享研发成果推动技术示范应用在新线路建设中预留低碳技术接口（如电池充电设施、光伏并网系统），通过“试点-总结-推广”路径，加速技术落地2应对策略政策、市场、技术与文化的协同发力

2.3建立跨部门协同机制，优化管理流程成立专项工作组由城市政府牵头，整合交通、发改、能源、环保等部门资源，制定“城市轨道交通低碳发展行动计划”，明确各部门职责与时间节点统一标准与数据共享建立跨部门数据平台，打通交通、能源、气象等数据壁垒，为智能调度、能耗优化提供数据支撑；制定统一的低碳评价标准，避免“重复建设”与“标准混乱”2应对策略政策、市场、技术与文化的协同发力

2.4加强宣传引导，提升公众参与度开展低碳出行科普通过地铁车站、官方APP、社交媒体等渠道，宣传低碳交通知识与案例，强化公众“绿色出行”意识激励低碳行为推出“低碳积分”制度，乘客通过选择地铁出行、参与节能活动积累积分，兑换优惠券或特色服务，提升出行积极性结论与展望1结论在双碳目标的推动下，城市轨道交通行业低碳发展已从“可选项”变为“必选项”通过能源结构清洁化（电动化、氢能化、可再生能源供电）、运营管理智能化（节能驾驶、智慧能源管理）、基础设施绿色化（绿色车站、“光储充”车辆段）、技术创新与标准体系建设四大路径，结合政策支持、市场驱动与技术突破，行业可实现从“高碳依赖”向“低碳可持续”的转型国内外案例表明，低碳转型不仅能降低碳排放，还能提升运营效率、降低成本、增强企业竞争力，是行业高质量发展的必然选择2展望展望2030年，随着技术的成熟与政策的完善，城市轨道交通行业将实现“全面低碳化”电动列车成为主流，氢燃料车辆在特殊场景规模化应用；“光储充”一体化车辆段覆盖所有线路；智能调度系统实现“零能耗”运行；全生命周期碳足迹管理体系全面落地届时，城市轨道交通将不仅是“绿色出行工具”，更是“城市低碳生态系统”的核心组成部分，为我国双碳目标的实现提供关键支撑，助力建设“天蓝、地绿、水清”的美丽中国（全文约4800字）谢谢。