第一作者：蒲静
通讯作者：蔡辰，黄翔峰
通讯单位：同济大学碳中和研究院、上海自主智能无人系统科学中心、环境科学与工程学院
论文DOI号：https://doi.org/10.1016/j.eiar.2026.108485
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随着城市轨道交通网络规模的快速扩张，地铁系统碳排放问题日益受到关注。现有地铁碳排放研究多聚焦于单一生命周期阶段或功能子系统，缺乏生命周期阶段与功能子系统的耦合评估。针对这一问题，同济大学黄翔峰教授团队在环境研究1区期刊《Environmental Impact Assessment Review》（IF=11.2）上发表了题为《Shifting carbon emission dominance across subway lifecycle phases: A refined subsystem-interaction assessment》的研究论文。研究将地铁系统划分为列车、车站、隧道和车辆段四大功能子系统，构建了多生命周期阶段与多功能子系统的碳排放耦合评估框架。以福州市某地铁线路为案例，系统量化了线路全生命周期碳排放总量，识别了不同阶段和不同子系统的碳排放贡献，并揭示了碳排放主导主体在生命周期的变化。研究结果表明，不同生命周期阶段和功能子系统的碳排放特征存在显著差异，需实施针对性的分阶段、分系统减排策略。相关研究为城市轨道交通系统精细化碳排放管控及低碳发展路径制定提供了科学依据。
n研究介绍
随着城市轨道交通网络的快速扩张，地铁系统全生命周期碳排放问题日益受到关注。地铁建设与运营涉及多个功能子系统，全生命周期碳排放来源复杂。然而，现有研究多聚焦于单一生命周期阶段或单个功能子系统，缺乏对各子系统与生命周期阶段之间耦合关系的系统分析。为此，本研究首先明确研究目标、功能单元及系统边界，收集和整理各功能子系统在建设与运营过程中的生命周期清单数据。在此基础上，从生命周期阶段和功能子系统两个维度分析地铁线路碳排放特征，明晰主要建筑材料及施工机械的使用，对不同车站与隧道的碳排放构成及排放强度进行比较分析。进一步地，通过敏感性分析识别影响地铁全生命周期碳排放的关键参数，并采用蒙特卡洛模拟开展不确定性分析。最后，从低碳技术和电力系统两个方面构建减排情景，量化不同减排措施对地铁系统全生命周期碳排放的影响。技术路线如图1所示。
图1 研究框架
图2 线路生命周期碳排放的组成
图3 不同降碳技术下线路减排潜力
研究结果表明，该地铁线路全生命周期碳排放总量约为5.176 Mt CO2e。其中，运营阶段是碳排放的主要来源，贡献了64.8%的总排放；从功能子系统来看，车站系统碳排放占比达到55.6%，是全生命周期碳排放的核心贡献主体。进一步分析发现，在建材生产阶段，车站系统碳排放占比最高（68.4%）；在施工建设阶段，隧道是主要排放来源（44.9%）；运营阶段是车站系统（52.3%）与列车系统（33.3%）共同主导碳排放。减排情景分析结果显示，低碳技术应用可使线路全生命周期碳排放减少约35%。其中，车站系统贡献了24%的减排量，是减排潜力最大的子系统；列车系统、隧道系统和车辆段系统分别贡献约7%、4%和不足1%的减排量。
同时，研究也存在一定局限性。案例分析仅基于单条地铁线路，评价指标主要聚焦碳排放，且生命周期边界尚未涵盖报废处置与资源回收阶段。未来研究可进一步拓展多城市案例，引入环境、经济与社会等多维评价指标，并完善全生命周期核算边界，以提升评估框架的普适性与完整性。