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摘要：国家正大力推进碳足迹管理体系建设，碳足迹研究有助于企业加强碳管理，利于行业形成统一的碳管理体系标准，但目前碳足迹研究仍处于起步阶段，尤其缺乏对于轨道交通的产品碳足迹的研究。因此本文以地铁和高铁为例，对典型交通类产品碳足迹进行研究，从方法选择、数据收集、数据计算、结果分析等角度进行研究，得出一个功能单位的产品碳足迹量分别为地铁4.30 gCO2e/（人·km）、高铁38.05 gCO2e/（人·km），产品全生命周期各阶段排放量占比最大为产品使用阶段。国内外同类型产品全生命周期排放量差异较大，较大的差异不利于我国对于轨道交通行业碳足迹的精确分析，开展本地轨道交通产品碳足迹研究具有意义，本研究的开展以期为轨道交通行业绿色化转型提供支持。

关键词：碳足迹；地铁；高铁；交通

引言

在全球温室效应的背景下，我国轨道交通行业的绿色低碳转型应正逐渐受到关注。随着经济的高速发展，环保以及可持续发展的相关问题已成为社会关注的重点。在全球气候变暖的背景下，世界多个国家做出碳中和承诺并开展行动，2020年9月，在第75届联合国大会上，我国也已提出“力争2023年碳达峰，2060年碳中和”的目标。其中交通领域是实现这一目标的重点领域，以轨道交通为主的交通领域绿色化转型刻不容缓。城市化进程的加速，轨道交通在现代交通中的地位日益凸显。城市轨道交通，如地铁、高铁等，以其高效、快捷、环保的特点，成为缓解城市交通拥堵、改善空气质量、促进城市经济发展和提高居民生活质量的重要手段。然而，在全球气候变化的背景下，碳足迹研究的紧迫性也日益凸显。轨道交通作为一种重要的交通方式，其碳足迹的大小直接关系到城市的可持续发展。

对于轨道交通产品碳足迹的研究势在必行。轨道交通产品在生产、运营和维护过程中，会消耗大量的能源和资源，从而产生一定的碳排放量。因此，对轨道交通产品碳足迹的研究，有助于了解轨道交通产品的环境影响，为轨道交通的可持续发展提供科学依据。轨道交通在现代交通中的重要性不言而喻，而碳足迹研究的紧迫性也日益凸显。对轨道交通产品碳足迹的研究，不仅有助于了解轨道交通产品的环境影响，为轨道交通的可持续发展提供科学依据，也有助于推动城市的可持续发展。碳足迹是指某一产品或服务在生命周期各阶段的温室气体排放量总和，即从原料开采、产品生产或服务提供、产品分销、产品使用及其最终处置阶段。

产品碳足迹的计算包括多种方法以及多个标准，无法统一的标准和计算方法给计算的比较带来麻烦。国内外计算产品碳足迹的方法主要有基于过程分析的生命周期评价法、IPCC方法以及投入产出法，其中基于过程分析的生命周期评价法是目前采用最多的方法。国内外已建立过多种碳足迹评估指南和要求，分别是《温室气体核算体系：产品寿命周期核算与报告标准》、《商品和服务在生命周期内的温室气体排放评价规范》（PAS 2050：2011）、《温室气体 产品碳足迹量化要求和指南》（ISO 14067：2018）、《温室气体 产品碳足迹 量化要求和指南》（GB/T 24067-2024）。

目前对于国内外对于轨道交通类产品碳足迹的研究都基于运营线路，包括高铁车站的建设、高铁线路的维护等，如京沪线、京石线等，而对于轨道交通产品本身，如某特定车型的高铁及地铁的全生命周期的碳足迹研究较少，且仍缺少我国轨道交通全生命周期碳排放数据与国外已有研究结果的优良性的分析。同时，国内排放因子数据库的缺失也制约着中国轨道交通行业的碳足迹核算体系建设，因此，基于全生命周期分析法，对于高铁、地铁全生命周期地铁碳足迹进行分析，并与国外已有研究进行比对分析，针对性提出降碳措施，对于我国轨道交通产品生命周期减碳管理有重要意义。

1.碳足迹计算方法

本研究采用基于过程的全生命周期评价方法，依据《温室气体 产品碳足迹 量化要求和指南》（GB/T 24067-2024）标准对轨道交通产品进行产品碳足迹计算。基于过程的全生命周期评价是一种对产品、工艺或活动从原料获取到最终处置的整个生命周期中对环境影响进行综合评估的方法，流程包括目标和范围定义、清单分析、影响评价、结果解释。应用该流程可全面考虑产品的整个生命周期，基于大量的数据收集和科学的分析方法，能够准确地评估环境影响。《温室气体 产品碳足迹 量化要求和指南》（GB/T 24067-2024）主要借鉴国际标准化组织（ISO）发布的ISO 14067国际标准，采用与国际通行的生命周期评价标准（GB/T 24040和GB/T 24044）一致的方式，对产品从原材料获取、生产制造、运输配送、使用到废弃处理等全生命周期的各个阶段的温室气体排放和清除进行清单分析，并根据相应的影响评价方法计算碳足迹。

本文基于国内某公司某一年份的生产数据，以目标产品（一列编组高铁、标准地铁A型车）为研究对象，进行全生命周期包括原料获取阶段、生产制造阶段、产品运输阶段、产品使用与维护阶段、产品寿命终止处理阶段的碳足迹计算模型构建。系统边界如图 1所示。

2.数据收集

目标产品的数据包括活动数据及排放因子，活动数据主要通过与目标产品相关部门及供应商沟通调研收集，排放因子主要通过数据库及文献调研方式获取，具体的数据收集来源信息见表 1。

3.结果分析

3.1生命周期各阶段排放量

地铁及高铁产品全生命周期各阶段排放量图下表，对于地铁，碳排放占比较大的为产品使用阶段，占比92.43%，原料获取阶段碳排放量占比为5.71%，最小为产品运输阶段的碳排放量，仅为0.21%。而高铁产品全生命周期各阶段碳排放量分布与地铁类似，产品使用阶段的占比最高为99.32%，其次为原料获取阶段达0.44%，产品运输阶段最小为0.01%。地铁与高铁产品全生命周期各阶段排放量占比从大到小的顺序为产品使用、原材料获取、产品生产、产品报废、产品运输。

此结果与Rafacel[1]等的研究结果一致，因交通类产品在使用阶段耗能较高，且使用年限较长，本研究地铁以及高铁的运行时间均设定为30年，在运行时间内消耗大量电力，相较于其他阶段排放量占比最大。对于轨道交通类产品碳足迹的减排应着重从产品使用阶段考虑，但此阶段主要使用电力，而电力因子涉及地域或国家的能源结构组成，对于产品生产企业很难在产品使用阶段减排方面实施有力的举措，这是类似产品减排措施中的痛点。

地铁与高铁全生命周期各阶段碳排放量占比分布存在类似规律，但一个功能单位的产品碳足迹总量差异较大，分别为4.30 gCO2e以及38.05 gCO2e，差异为784.08%。本研究的两种同家工厂不同轨道交通产品一个功能单位碳排放量的差异与[2， 3]的类似，意大利Hitachi公司的研究表明，其生产的Caravaggio Train地铁以及ETR型号高铁一个功能单位排放量分别为6.11及29.20 gCO2e，差异达到377.91%。

造成差异的原因主要与两种产品的每公里能源消耗、使用寿命以及额定载客量有关系。Hitachi的研究显示地铁每公里能源消耗为8.15kWh、高铁为18kWh，在运行时间均为25年的条件下，地铁的额定载客量为920人相较于高铁的469人更多，因此在将功能单位设定为产品运送一名乘客一公里时，高铁的高耗能、低载客量、年均行驶里程高导致了其单个功能单位排放量高于地铁。因此在做轨道交通产品的碳排放量对比研究时，不能机械的将所有种类的轨道交通产品一同比较，应根据产品的具体分类进行分析比较，得出的结果在行业内更有意义，更有利于行业对于轨道交通类产品碳排放量的统计与归纳。

3.2 国内外轨道交通产品碳足迹比较分析

同类型轨道交通产品全生命周期排放量差异较大。如表3所示，8种不同型号的地铁产品，其碳排放量最小为1.05 gCOe2/（人·km）、最大为8.76 gCOe2/（人·km）。4种高铁产品碳排放量依次为54、35.38、29.20、23.6 gCOe2/（人·km）。同类型产品碳足迹排放量差异的原因很多，可能是原料、生产工艺、工厂用能结构差异等，最主要的原因可能是产品运行能耗不同所致。Inspiro地铁运行能耗为9.6 kWh/km、RER NG 9.1 kWh/km、DT5为2.6 kWh/km，不同的运行能耗在运行周期内消耗的电力不同，而各地区电力因子的区别较大，Ecoinvent 3.10数据库显示，德国、法国、中国的排放因子分别为gCOe2/kWh，导致产品运行阶段的排放量存在差异，表2显示地铁及高铁产品使用阶段的碳排放占全生命周期的比例达到90%以上。

轨道交通产品较大的差异不利于我国对于轨道交通行业碳足迹的精确分析，开展本地轨道交通产品碳足迹研究具有意义。依托于EPD Internation平台，德国、法国、西班牙等国家的轨道交通产品生产公司已发布多份与产品碳足迹有关的报告，对于轨道交通碳足迹的研究有利于当地建立轨道交通行业的标准，及有针对性的开展行业碳足迹减排等工作。目前中国的轨道交通产品碳足迹研究不足，对于我国轨道交通行业碳足迹分析计算采用外国的因子，使得计算结果与实际数据存在较大差异，因此开展本地轨道交通产品碳足迹的研究具有深远意义。

4.结论

本研究采用基于过程的全生命周期评价方法，对一列编组高铁、标准地铁A型车进行全生命周期碳足迹研究，得出一个功能单位的产品碳足迹量分别为4.30 gCO2e/（人·km）、38.05 gCO2e/（人·km），产品碳足迹差异较大，应根据产品的具体分类进行结果的分析比较，地铁与高铁产品全生命周期各阶段排放量占比从大到小的顺序为产品使用、原材料获取、产品生产、产品报废、产品运输。对比国内外同类型产品碳排放数据发现同类型轨道交通产品全生命周期排放量差异较大，轨道交通产品较大的差异不利于我国对于轨道交通行业碳足迹的精确分析，开展本地轨道交通产品碳足迹研究具有意义。

参考文献

[1] R. Damián and C. I. Zamorano， "Life cycle greenhouse gases emissions from high-speed rail in Spain： The case of the Madrid – Toledo line，" Science of The Total Environment， vol. 901， 2023.

[2] "<意大利-Hitachi-3.pdf>."

[3] "<意大利-Hitachi-2.pdf>."

[4] "<（西门子）inspiro-environmental-declaration.pdf>."

[5] "<alstom_dt5_metro_hamburg_-_environmental_product_declaration_-_aug_2013.pdf>."

[6] "<Alstom_EPD_Metro_Barcelona_S7000_EN.pdf>."

[7] "<Alstom_EPD_Metro_Barcelona_S8000_EN.pdf>."

[8] "<Alstom_EPD_RER_NG_EN.pdf>."

[9] "<西班牙CAF-9.pdf>."

[10] "<中车青岛四方.pdf>."

[11] Y. Chang， S. Lei， J. Teng， J. Zhang， L. Zhang， and X. Xu， "The energy use and environmental emissions of high-speed rail transportation in China： A bottom-up modeling，" Energy， vol. 182， pp. 1193-1201， 2019.