随着全球城市的扩张和城市人口的激增,交通拥堵和车辆排放已成为两个最紧迫的环境挑战。 主要由汽车、卡车和巴士燃烧化石燃料所驱动的空气质量差与广泛的呼吸道和心血管疾病有关。 作为回应,许多大都市地区转向轻轨过境,将其作为清洁、高效和可扩展的解决办法。 轻轨系统不仅每小时运送数千名乘客,而且帮助人们从私人汽车上转移出行,直接减少降低城市空气质量的污染物。 本条探讨了轻轨如何促进空气的清洁,审查了在轻轨交通运输中投资的城市的真实世界证据,并探讨了实现这些效益最大化的挑战和未来机会。

什么是轻轨过境?

轻轨过境是一种城市铁路运输形式,通常运行在专用轨道或权利线上,通常在街道一级,但有时在隧道或高架结构上;它与重轨(地下或通勤铁路)不同,因为每列火车的运力较低,车辆重量较轻,而且能够更靠前,更能攀登更紧的曲线和更陡的等级;现代轻轨车辆几乎普遍电动,从高架的卧铺电线抽取电流,这意味着在运营地点它们产生零尾管排放;这种电气化是柴油客车和许多较老的通勤列车的关键优势;LRT系统旨在服务于中轨高密度走廊,连接城市中心,并提供经常可靠的服务,在速度和便利方面与私人汽车旅行竞争。

空气质量改进机制

减少管道排放

轻轨改善城市空气质量的最直接方式是更换汽油或柴油车辆的出行,在电轻铁路上行驶的每英里乘客都避免了一氧化碳、氧化氮、挥发性有机化合物和细颗粒物(PM2.5]和PM10)的尾气排放,这些排放原本会通过等同的汽车出行而排放,美国公共交通协会的一项研究()APTA发现,包括轻轨在内的公共交通每年减少约3 700万公吨的美国温室气体排放,在每英里的基础上,轻轨排放的二氧化碳比平均单座汽车少62%,当电网由可再生或低碳来源供电时,空气质量效益就会更加明显。

减少交通拥挤和疏通

轻轨通过让汽车下车来缓解拥堵,这反过来又降低了停车和长时间的挤压 — — 这两个条件极大地提高了每英里的排放量。 美国交通部估计拥堵每年会导致美国人浪费近30亿加仑的燃料。 每个从驾车的长途运输车手都有助于减少这种浪费。 即使适度的搭车方式也可以将高峰期拥堵减少10—15%,导致路口和高速公路交汇等局部污染热点的减少幅度更大。

鼓励可持续运输和土地使用模式

轻轨系统往往是面向过境的发展的催化剂:紧凑、混合的街区设计为可步行和方便地进入过境站。 轻轨减少了长途汽车行驶的需要,使步行、骑自行车和其他过境方式更加可行。 随着时间的推移,这种低卡普车行驶里程的土地使用转换锁(VMT)和相关排放。 U.S.环境保护局 记录显示,在过境的街区,拥有汽车的家庭数量减少,驾驶汽车的比在自动车站郊区少20-40 % 。

全球案例研究和证据

俄勒冈州波特兰

波特兰的都市地区快车系统(MAX)自1986年成立以来就是一个具有里程碑意义的案例。 俄勒冈大学的一项纵向研究发现,在1990年至2010年期间,MAX的扩张与大都会地区人均VMT下降16%有关,尽管人口增长了近30 % 。 这一VMT的减少直接转化为较低的NOx和PM排放。 俄勒冈环境质量部报告说,波特兰在轻铁路服务的走廊中的空气质量显著改善,臭氧浓度在20年中下降了20 % 。

法国斯特拉斯堡

斯特拉斯堡在经过几十年的仅限公共汽车服务后于1994年重新启用了电车(轻轨 ) 。 在5年内,该系统每天载客超过20万人次,并取代了每年约3000万人次的汽车出行。 在《交通与车站杂志》上发表的一份研究报告显示,斯特拉斯堡的空气质量明显改善:与控制路线相比,在电车走廊上,NO2浓度下降了15—20%,超过欧洲空气质量标准的天数下降了一半。 目前,该市的公共过境方式在法国拥有最高的份额,占所有出行的45%。

科罗拉多州丹佛

丹佛地区交通区轻轨网络从1994年的21英里发展到今天的100英里以上。 2013年西走廊线开通后,科罗拉多州公共卫生和环境部测得走廊附近的PM2.5 下降了12%,尽管地区车辆里程同时增加。 RTD调查显示,25%的轻轨骑手以前单独驾驶,每天直接从拥挤的动脉中清除数百辆汽车。

其他显著实例

盐湖城的TRAX系统帮助该地区达到了联邦的微粒物质空气质量标准。 在日本,广岛和东京等城市长期以来一直依赖轻轨和电车网络来保持低空气污染,尽管人口密度很高。 在全球范围内,世界卫生组织 指出,铁路过境量大的城市的平均水平一直低于类似的依赖汽车的城市 2.5 。

卫生和经济合作社

轻轨改善空气质量可以转化为有形的健康效益。 减少接触PM[2.5]和NOx会降低哮喘、心脏病发作和过早死亡的比率。 美国公共卫生协会估计,在大城市,每减少10%的PM[2.5,每年就可拯救数百人的生命。 在经济方面,呼吸道疾病减少意味着医疗费用降低,工作日减少。 轻轨站附近的财产价值也趋于上升,增加了可以重新投资于基础设施和维护的税收。

挑战和考虑

尽管轻轨具有优势,但轻轨并不是万灵丹妙药。新线的资本成本可能超过每英里1亿美元,特别是在需要隧道或高架结构时。政治和财政障碍可能拖延项目几十年。此外,空气质量的好处取决于电力组合:如果轻轨系统从煤重网中汲取动力,那么其寿命周期排放量可能仅略低于现代柴油巴士。然而,随着电轨的电网脱碳——由可再生能源和天然气驱动的电网——其优势将增长。另一个挑战是确保轻轨与其他模式(公共汽车、人行道、自行车道)相结合,以提供无缝的最后的连接;否则,骑车者仍然可以依靠汽车进行部分行程。最后,如果城市扩展而无配套分区政策,轻轨铁路可以经历散货短缺。低密度地区的车站将看到使用率较低,空气质量收益将下降。

未来方向:电气化和可再生能源

为了最大限度地提高空气质量,许多过境机构承诺为轻轨运营提供100%的可再生能源。 比如,圣地亚哥都市交通系统已经向其小道(轻轨)网络的100%的可再生能源过渡。 其他城市正在将轻轨扩建与激进的TOD政策和拥堵定价结合起来,以引导通勤者远离私人车辆。 下一个前沿包括电池辅助轻轨,它可以不为短段铺设高架电线运行,降低视觉杂乱性和建筑成本,同时保持零排放服务。 这些创新有望使轻轨成为更具吸引力和清洁的城市交通模式。

结论

轻轨过境是改善城市空气质量的一个有效的有效工具。 通过用零 — — 尾管排放电车取代汽车出行,减少拥堵,鼓励密度更高、更可步行的发展,长途运输直接减少了困扰城市居民的最有害污染物。 波特兰、斯特拉斯堡、丹佛和其他许多城市的证据证实,轻轨的深思熟虑的投资可以导致氧化氮、PM和二氧化碳浓度的显著下降,同时带来重大的健康和经济效益。 尽管成本、电网组合和土地利用一体化的挑战依然存在,但可以通过健全的政策、创新融资和清洁能源承诺来克服。 对于任何认真实现空气质量目标和建设可持续的未来城市来说,轻轨在运输工具包中应当占据中心位置。