内容简介：分析了国家“双碳”战略与河北省“碳减排”形势，剖析了河北省铁路绿色发展的必要性与可行性；梳理铁路碳排放重要环节，全面讨论了基础设施与装备节能减碳、绿色能源替代减碳、公转铁运输方式改变减碳、固碳补偿等机制、机理、方法与策略；提出了针对铁路运输企业的减碳政策保障、针对工矿企业的“公转铁”政策保障、基于创新理念的科技与管理创新保障。

特色：从规划设计、工程施工、装备制造、行车组织、运营维护等铁路全生命周期和全产业链提出铁路绿色发展和可持续发展策略。

读者对象：铁路工程施工单位、铁路运营维护单位、高等院校师生、绿色低碳相关研究人员等。

　　第一章 绪论
　　第一节 国家“双碳”战略
　　一、全球气候整体形势
　　工业革命以来，科学技术的飞速发展、工业化进程的不断加快和经济利益的强力驱动，使得人类获得了越来越强大的改造自然的力量，并以此为工具进行了一系列活动，以谋求经济、军事和政治等各方面的发展。伴随着工业的不断进步和发展，以二氧化碳为代表的温室气体排放量急剧增长，生态环境遭受到前所未有的破坏，带来了一系列的生态环境问题，如引发了以全球变暖为突出标志的温室效应，并且迅速从小范围、局部性发展为区域性、全球性问题，其已经成为严重破坏自然生态平衡、严重影响经济社会发展和严重威胁人类生活环境的世界普遍存在的问题之一，引起了各国的重视，成为科学界高度关注的研究课题。在当代，环境问题逐渐超越国家、民族、社会制度和经济制度，超越宗教、文化和意识形态，成为事关人类生死存亡并且带有普遍意义的全球性问题。”由此可见，全球生态问题已经成为全人类共同面临的严重危机。
　　二氧化碳排放加剧的主要原因之一是化石燃料的大规模、无节制使用。从社会、经济等的影响角度，各国应该立即采取各类有效措施进行减碳减排，否则气候变化对全球经济和社会发展带来的影响将不可估量。气候变化所带来的危害巨大，并将影响到全球人类饮用水获取、粮食生产、健康状态和居住环境等基本生活要素，是全人类共同面临的严峻挑战。
　　二、中国碳排放与能源利用现状
　　1.碳排放现状
　　随着我国城市化、工业化、现代化进程的不断加快，在经济迅猛发展和能耗快速增加的同时，高能源投入、低效率利用和低附加值产出使得我国无论是碳排放总量、人均碳排放量还是碳排放强度均居高不下，造成了诸多的能源和环境问题。
　　我国二氧化碳排放量快速增长并不仅仅是由能源活动的化石燃料消费导致，还包括工业生产活动、土地利用变化和林业活动等。能源活动主要是指工业、交通、商业、民用和其他部门的能源生产与加工转换过程，能源活动所产生的二氧化碳占据了二氧化碳总排放量的绝大部分，且主要来自化石燃料的燃烧。在能源活动分行业排序中，碳排放量前三位分别是工业、建筑业和交通运输业。工业生产活动是指钢铁、石灰、水泥和电石等工业产品的生产过程。土地利用变化和林业活动则是指对二氧化碳的吸收。
　　2.能源结构分析
　　能源结构是指一次能源总量中各种能源的构成及其比例关系。《新时代的中国能源发展》白皮书中指出：能源是人类文明进步的基础和动力，攸关国计民生和国家安全，关系人类生存和发展，对于促进经济社会发展、增进人民福祉至关重要。新中国成立以来，在中国共产党领导下，中国自力更生、艰苦奋斗，逐步建成较为完备的能源工业体系。改革开放以来，中国适应经济社会快速发展需要，推进能源全面、协调、可持续发展，成为世界上最大的能源生产消费国和能源利用效率提升最快的国家。
　　中国作为世界上最大的能源生产消费国和能源利用效率提升最快的国家，基本形成了煤、油、气、电、新能源和可再生能源多轮驱动的能源生产体系。其中，煤炭仍是保障能源供应的基础能源，原油生产保持稳定，天然气产量明显提升，电力供应能力持续增强，可再生能源开发利用规模快速扩大，能源消费结构向清洁低碳加快转变。
　　3.能源开发利用现状分析
　　我国能源总体呈现“富煤、乏油、少气”的特点，虽具有储藏总量居世界第三位的煤炭资源，但是人均拥有和可支配量相对较低；石油和天然气在我国属于相对匮乏的能源，人均拥有量更低，仅分别约为世界平均水平的7.7%和7.1%。随着社会、经济的持续发展，能源约束呈现越来越紧张的局面。
　　煤炭资源总量位居世界第三，但是存在区域分布不均、人均拥有量低、制约因素复杂等约束。国内煤炭资源储量可观，国际煤炭市场供应也较为充足，但因其消耗速度较快且碳排放数量较大，应当加以控制。
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第一章 绪论 1

第一节 国家“双碳”战略 1

一、全球气候整体形势 1

二、中国碳排放与能源利用现状 1

三、中国应对战略 3

第二节 铁路减碳优势及低碳化政策 5

一、铁路在各种运输方式中的减碳优势 5

二、铁路的客货吸引形成新的碳效益 5

三、铁路低碳化政策 6

第三节 铁路绿色发展研究的基本方法与路线 10

一、机制研究为减碳体系的构建奠定基础 10

二、机理研究为减碳技术的应用指明方向 10

三、“源—网—车—储”一体化理念贯穿于绿色发展全过程 10

四、“自洽”理念是绿色发展的重要体现 11

五、绿色发展贯穿于铁路全生命周期 11

六、节能低碳覆盖铁路全产业链 12

参考文献 12

第二章 铁路绿色发展机制机理 13

第一节 铁路碳排放关键环节分析 13

一、能源消耗与碳排放关键环节 13

二、绿电应用关键环节 15

三、绿化关键环节 16

第二节 铁路设施装备节能减碳机制机理 16

一、固定设施建造与移动装备制造 16

二、固定设施与移动装备维护 17

三、移动装备运用 17

四、耗能设备运用 17

五、多系统耦合 18

第三节 绿色能源替代减碳机制 18

一、牵引用能的绿色化 18

二、车站用能的绿色化 18

三、维护装备用能的绿色化 19

四、监测用能的绿色化 19

第四节 基于“公转铁”的运输方式改变减碳机制 20

一、线路末端的低碳低成本开发机制 20

二、线路末端的低碳低成本运输机制 21

三、避免财政负担的线路末端政策激励机制 21

四、线路末端在全社会减碳中的牵引机制 21

第五节 基于固碳的碳补偿减碳机制 22

一、减少绿地占用固碳机制 22

二、降低施工所致固碳能力损失机制 22

三、提升绿化固碳能力机制 23

四、多系统和谐统一提升固碳能力综合机制 23

参考文献 23

第三章 铁路“基础设施节能”减碳机制 24

第一节 基础设施节能现状 25

一、线路设施 25

二、站场设施 25

三、站房设施 25

四、照明与服务设备 26

五、施工与维护 27

第二节 线站节能减碳机制 29

一、线路节能坡减碳机制 29

二、车站辅助设备节能减碳机制 30

三、工程原材料选择 34

第三节 结构施工与维护低碳化 35

一、施工工艺与方案低碳化 35

二、施工与维护装备低碳化 36

第四节 大宗工程物资运输节能减碳 38

一、铁路工程大宗物资运输特征 38

二、铁路工程大宗物资分类 40

三、铁路工程大宗物资低碳运输方案和优化机理 40

参考文献 42

第四章 铁路“移动装备节能”减碳机制 44

第一节 铁路列车节能现状 44

一、车体设计节能 44

二、列车运用节能 46

三、大型养路机械的节能或油改电 47

四、智能化技术节能 47

第二节 机车节能减碳机制 47

一、政策导向 47

二、电力牵引系统 48

三、内燃牵引系统 50

四、机车能源替代 52

五、老旧型铁路内燃机车淘汰 53

第三节 车体节能减碳机制 54

一、车体轻量化 55

二、列车流线化 59

第四节 列车操纵节能减碳机制 63

一、列车运行特性与能耗分析 63

二、列车节能操纵 64

第五节 列车优化运行节能减碳机制 67

一、运行组织优化 67

二、运行图优化 68

第六节 大型养路机械节能减碳机制 69

一、节能减碳策略 70

二、能源方式改变 71

参考文献 71

第五章 铁路“绿色能源替代”减碳机制 75

第一节 基于直供电的绿电应用策略 75

一、绿电直供的优势及国家规划 75

二、铁路车站绿电直供 76

三、铁路车站光伏发电应用 77

四、铁路车站风电直供 79

第二节 铁路沿线分布式光伏直供策略 81

一、分布式光伏布置形式 81

二、分布式光伏直供 83

第三节 其他方面 85

一、牵引供电的绿色能源替代 85

二、加强企业发电与铁路用电的内循环 86

三、货物低碳装卸 87

四、新能源管控系统建设 88

参考文献 91

第六章 铁路“线路末端开发”减碳机制 93

第一节 线路末端开发的必要性与可行性 93

一、“公转铁”的基本现状 93

二、“公转铁”存在的问题 94

三、专用线建设的必要性 94

四、专用线建设的可行性 95

第二节 地方铁路专用线低碳建设策略 96

一、建设思路 96

二、材料选型策略 97

三、铁路专用线对城市切割的规避策略 98

第三节 地方铁路专用线综合效益分析方法 99

一、铁路专用线全生命周期成本分析 99

二、铁路专用线全生命周期效益分析 101

第四节 企业自建铁路专用线的政策激励策略 106

一、政府激励政策 106

二、市场激励政策 107

参考文献 108

第七章 铁路建设项目固碳机制 109

第一节 铁路建设项目固碳能力损失 109

一、固碳能力损失的表现形式 109

二、固碳能力损失主要方面 110

三、固碳能力损失量 111

第二节 铁路建设项目固碳能力降损机制 113

一、基于固碳理念的生态脆弱区环保选线 113

二、基于固碳理念的施工优化设计 114

三、基于固碳理念的排水系统设计 115

四、废弃物资源化 116

五、弃渣场选址优化 117

六、与其他交通设施共用通道 118

第三节 铁路建设项目固碳能力补偿 119

一、原地固碳补偿 119

二、沿线生态廊道固碳补偿 120

三、异地固碳补偿 121

参考文献 122

第八章 铁路绿色发展的政策保障 124

第一节 铁路运输企业减碳政策保障 124

一、综合交通运输碳排放评估策略 124

二、铁路运输企业转型升级的政策支持策略 128

第二节 重点工矿企业“公转铁”政策保障 133

一、工矿企业专用线建设政策保障 133

二、工矿企业“公转铁”政策引导 134

三、专用线联合开发的政策支持 135

四、重点物资“公转铁”政策补贴 138

第三节 轨道交通“四网融合”的政策保障 141

一、轨道交通“四网融合”的提出 141

二、轨道交通“四网融合”的减碳效益 142

三、轨道交通“四网融合”的政策保障 143

参考文献 143

第九章 铁路绿色发展创新研究展望 145

第一节 政策创新研究展望 145

一、新建铁路专用线项目立项决策理论与程序研究 145

二、铁路运输企业碳排放评估指标体系与标准研究 146

三、铁路运输低碳引领机制体系与政策激励研究 147

四、专用线效益驱动下的产业集群开发模式与政策引导研究 148

五、穿越生态区铁路的固碳补偿政策研究 150

六、铁路运输企业低碳化金融支持政策研究 151

七、铁路专用线—市郊铁路开行公交化列车的政策研究 152

第二节 管理创新研究展望 153

一、铁路专用线建设标准研究 153

二、铁路专用线接轨国铁路网的运营管理方法研究 154

三、铁路线路末端资产经营管理方法研究 155

第三节 技术创新研究展望 156

一、产业园区铁路专用线的建设模式与线路设计方法研究 156

二、铁路—能源融合发展研究 157

三、零碳车站关键技术研究 158

四、绿电—生态—智能融合铁路运维综合技术研究 159

五、低成本—低碳—低速铁路建设综合技术研究 160

六、固碳能力补偿机制下铁路建设模式研究 161

第十章 河北省铁路绿色发展实践 163

第一节 河北省“双碳”形势 163

一、河北省能源消费整体情况 163

二、河北省能源消费结构 163

三、河北省碳减排形势 167

第二节 河北省铁路及碳排放现状 167

一、河北省境内铁路概况 167

二、河北省铁路碳排放现状 169

三、河北省绿色铁路发展潜力巨大 174

第三节 河北省铁路绿色发展基础 174

一、河北省电力能源结构 174

二、河北省绿电产业现状 177

三、河北省铁路绿电融合发展 180

第四节 河北省铁路绿色发展典型范例 181

一、雄安站光伏发电 181

二、崇礼铁路绿化设计 182

三、铁路专用线 182

四、“公转铁”综合案例 183

参考文献 184