城市軌道交通低碳經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)研究

蔣惠園，白 帆

(武漢理工大學(xué) 交通學(xué)院，湖北 武漢 430063)

隨著市氣低候碳問(wèn)經(jīng)題濟(jì)的已備成受為關(guān)全注球，性發(fā)共展識(shí)城。交通工具是城市溫室氣體排放的主要源頭，發(fā)展城市低碳經(jīng)濟(jì)首先需要發(fā)展低碳交通。在大中城市發(fā)展軌道交通不僅能改善和緩解城市人口出行的交通壓力，還能減少城市資源浪費(fèi)、保護(hù)環(huán)境。因此，在紛紛致力于發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的背景下，對(duì)城市軌道交通的低碳經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行評(píng)價(jià)研究，有助于引導(dǎo)我國(guó)城市軌道交通健康快速發(fā)展，對(duì)我國(guó)城市低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要指導(dǎo)意義。

1 城市低碳經(jīng)濟(jì)的內(nèi)涵

“低碳經(jīng)濟(jì)”主要包括兩方面內(nèi)容：①“低碳”是要將當(dāng)前較高的碳排放強(qiáng)度降低到自然資源和環(huán)境能耗有效配置和利用的目標(biāo)；②“經(jīng)濟(jì)”是以更低的溫室氣體排放強(qiáng)度支撐并加速社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，保障和提升社會(huì)就業(yè)水平，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展[1]。低碳經(jīng)濟(jì)是通過(guò)更少的自然資源消耗和更少的環(huán)境污染，獲得更多的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出；是創(chuàng)造更高生活標(biāo)準(zhǔn)和更好生活質(zhì)量的途徑和機(jī)會(huì)，為發(fā)展、應(yīng)用和輸出先進(jìn)技術(shù)創(chuàng)造機(jī)會(huì)[2]。隨著國(guó)際社會(huì)對(duì)氣候變化影響關(guān)注日益加強(qiáng)，世界各國(guó)不斷加強(qiáng)發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)以應(yīng)對(duì)全球變暖、CO2減排任務(wù)，低碳經(jīng)濟(jì)正逐漸成為城市研究的熱點(diǎn)。

“城市低碳經(jīng)濟(jì)”是在城市發(fā)展低碳，包括低碳生產(chǎn)和低碳消費(fèi)，建立可持續(xù)的良性能源生態(tài)體系。它強(qiáng)調(diào)以低碳理念為指導(dǎo)，在一定的規(guī)劃、政策和制度建設(shè)推動(dòng)下推廣低碳理念，以低碳技術(shù)和低碳產(chǎn)品為基礎(chǔ)，以低碳能源生產(chǎn)和應(yīng)用為主要對(duì)象，由公眾廣泛參與，通過(guò)發(fā)展當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和提高人們生活質(zhì)量，為全球碳排放減少做出貢獻(xiàn)[3]。

2 城市軌道交通低碳經(jīng)濟(jì)分析

城市軌道交通包括地鐵、輕軌、獨(dú)軌、自動(dòng)導(dǎo)軌、磁懸浮等幾種類型的現(xiàn)代化城市快速交通方式。與常規(guī)城市交通工具相比，軌道交通具有運(yùn)量大、效率高、污染小、能耗低、噪音低、占地少、乘坐舒適方便等特點(diǎn)，在城市節(jié)能減排、環(huán)境質(zhì)量影響、生態(tài)影響等方面體現(xiàn)了明顯的低碳經(jīng)濟(jì)特征。

2.1 軌道交通能源消耗和排放量比較

（1）能源消耗。與城市其他交通方式相比，軌道交通在能源消耗方面是最低的。軌道交通每公里人均能耗只占小汽車的 8.4%，占公交車的 31.3%。主要城市交通工具的單位能耗見(jiàn)表1[4]。

表1 主要城市交通工具的單位能耗表

（2）排放量。為實(shí)現(xiàn)城市經(jīng)濟(jì)的低碳發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展，降低城市排放強(qiáng)度是一種重要的方式和手段。而城市軌道交通使用的無(wú)碳能源電能，其排放量比小汽車、公交車等其他城市交通方式都要少。在大城市中，如果軌道交通客運(yùn)量達(dá)到50%左右，則CO2和NOx的排放量可分別降低92%和86%[5]。主要交通方式CO2排放強(qiáng)度見(jiàn)表2[6]。

表2 主要交通方式CO2排放強(qiáng)度比較

2.2 軌道交通對(duì)城市環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)的影響

與小汽車、公交車等其他城市交通方式相比，在環(huán)境質(zhì)量方面，軌道交通能夠有效減少城市交通發(fā)展造成的機(jī)動(dòng)車尾氣污染；控制區(qū)域環(huán)境噪聲污染，降低軌道沿線兩側(cè)的交通噪聲；有效控制震動(dòng)影響的程度和范圍以及電磁輻射強(qiáng)度。專家研究表明：為軌道交通提供電力的發(fā)電站排放的大氣污染物比完成同等運(yùn)量的公共汽車低 76%；由于軌道交通的特點(diǎn) (市中心區(qū)在地下運(yùn)行速度適中、車流密度低、晝間運(yùn)行、夜間停運(yùn)等)，該系統(tǒng)的運(yùn)行噪聲比公路交通干道噪聲低 5～10 dB[7]。在城市生態(tài)方面，軌道交通能減少城市交通對(duì)自然資源和生態(tài)環(huán)境可能造成的破壞，尤其是減少對(duì)自然保護(hù)區(qū)、水源保護(hù)區(qū)，以及其他具有特殊價(jià)值的區(qū)域 (如文化古跡等) 的各種干擾破壞及負(fù)面影響。

3 城市軌道交通低碳經(jīng)濟(jì)效益實(shí)證研究

以武漢市軌道交通 2 號(hào)線為例，定量分析在節(jié)能、減排方面的貢獻(xiàn)，以及在城市環(huán)境質(zhì)量和城市生態(tài)方面的影響。

3.1 建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立以影響因子為基礎(chǔ)，通過(guò)定性分析城市軌道交通低碳經(jīng)濟(jì)效益，結(jié)合武漢市交通規(guī)劃目標(biāo)及環(huán)境背景調(diào)查，確定武漢市軌道交通 2 號(hào)線的低碳經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)指標(biāo)，主要包括能源消耗、排放強(qiáng)度、環(huán)境質(zhì)量和城市生態(tài)4個(gè)方面，具體評(píng)價(jià)指標(biāo)見(jiàn)表3。

表3 城市軌道交通低碳經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)指標(biāo)

3.2 節(jié)能測(cè)算

根據(jù)武漢市城市快速軌道交通建設(shè)規(guī)劃預(yù)測(cè)，2013 年，武漢市軌道交通 2 號(hào)線一期工程的客運(yùn)周轉(zhuǎn)量約為V總=13.2×108(人.km) (公交車和小汽車的客運(yùn)公里分配比例約為3:1[8])，則公交車和小汽車分擔(dān)的客運(yùn)周轉(zhuǎn)量分別為：

根據(jù)主要城市交通工具的單位能耗表，Q公=670 kJ/(人.km)，Q小=2 479 kJ/(人.km)，其節(jié)約能源消耗為：

3.3 減排測(cè)算

根據(jù)交通工具的燃料特性估算，公交車的碳排放強(qiáng)度約為每乘客公里產(chǎn)生120 g 碳排放，即 D公=120 g/(人.km)；出租車的碳排放強(qiáng)度約為每乘客公里將產(chǎn)生 105 g 碳排放，即 D小=105 g/(人.km)[9]。結(jié)合節(jié)能測(cè)算的數(shù)據(jù)，可以估算出武漢市軌道交通 2號(hào)線一期工程建成后，減少的碳排放量為：Q減=D公×V公+D小×V小=1.54×108kg。

3.4 城市環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)

3.4.1 層次分析法評(píng)價(jià)方法步驟

（1）建立判斷矩陣R

（2）運(yùn)用特征根法計(jì)算指標(biāo)權(quán)重

設(shè)判斷矩陣 R 的最大特征根為 λmax，相應(yīng)的特征向量為 W，計(jì)算公式如下：

（3）一致性檢驗(yàn)

一致性指標(biāo) CI和一致性比例 CR 的計(jì)算公式如下：

當(dāng) CR﹤0.1 時(shí)，認(rèn)為判斷矩陣具有良好的一致性，否則應(yīng)調(diào)整判斷矩陣的取值。隨機(jī)一致性指標(biāo)RI的取值見(jiàn)表4。

表4 隨機(jī)一致性指標(biāo) RI 的取值

（4）測(cè)算綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)上述步驟，確定決策方案總的優(yōu)先順序及相對(duì)權(quán)重，測(cè)算權(quán)重向量 ω 和最終的判斷矩陣 R' ，采用模糊變換進(jìn)行綜合評(píng)判。

模糊綜合評(píng)判的數(shù)學(xué)模型為：B =ω.R' 。對(duì) B進(jìn)行歸一化處理得 B' ，將 B' 與模糊評(píng)判向量 F 相乘即得出綜合評(píng)價(jià)結(jié)果 X。

3.4.2 測(cè)算指標(biāo)權(quán)重

根據(jù)層次分析法的步驟，通過(guò)構(gòu)造判斷矩陣、進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。測(cè)算結(jié)果見(jiàn)表5—表8。層次總排序的一致性檢驗(yàn)如下：

表 5 武漢市軌道交通 2 號(hào)線環(huán)境質(zhì)量及生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重判斷矩陣

表6 環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重判斷矩陣

表7 生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重判斷矩陣

表8 層次總排序列表

CR = CI/RI= 0.008<0.10，滿足檢驗(yàn)。

3.4.3 運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)確定分值

根據(jù)具體情況和相關(guān)資料，結(jié)合各種指標(biāo)，對(duì)應(yīng)于評(píng)判集 P ={很好，好，一般，差，很差}進(jìn)行判斷，評(píng)判向量 F = (1 2 3 4 5)T。由于武漢市軌道交通 2 號(hào)線建設(shè)尚未竣工，在數(shù)據(jù)采集方面，采用專家評(píng)分與乘客問(wèn)卷調(diào)查評(píng)分相結(jié)合的方法。綜合評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表9、表10。

表9 城市環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果

表10 城市生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)結(jié)果

對(duì)應(yīng)層的判斷矩陣為：

3.4.4 確定評(píng)價(jià)等級(jí)

根據(jù)測(cè)算結(jié)果，可得權(quán)重向量ω = (0.140 0.582)

根據(jù)模糊綜合評(píng)判模型，B =ω·R'=(0.270 0.250 0.190 0.046 0.002)

綜合評(píng)價(jià)值為：X =B·F =1.534

根據(jù)評(píng)語(yǔ)加權(quán)系數(shù)矩陣 F =(1 2 3 4 5)T，綜合評(píng)價(jià)值為：{很好，好，一般，差，很差}。綜合評(píng)價(jià)值 X =1.534，處于“很好”與“好”之間，說(shuō)明 2 號(hào)線的建成對(duì)武漢市環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境有著積極的影響。

4 相關(guān)政策建議

城市軌道交通具有顯著的低碳經(jīng)濟(jì)特征將解決城市交通問(wèn)題、優(yōu)化城市布局，以及促進(jìn)城市低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面有機(jī)結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)城市軌道交通發(fā)展與城市低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的協(xié)調(diào)和良性互動(dòng)。

（1）政府應(yīng)在軌道交通項(xiàng)目的審批、投融資、用地、稅收、政府貼息和擔(dān)保等方面出臺(tái)一系列長(zhǎng)期有效的扶持政策，加速形成以城市軌道交通為骨干的低碳交通體系，促進(jìn)我國(guó)城市軌道交通飛速發(fā)展。

（2）設(shè)立城市軌道交通建設(shè)專項(xiàng)資金，為其提供相對(duì)穩(wěn)定的資金來(lái)源。

（3）政府應(yīng)建立對(duì)城市軌道交通低碳經(jīng)濟(jì)效益的激勵(lì)機(jī)制。通過(guò)出臺(tái)相應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì)措施，完善相關(guān)激勵(lì)性制度，促進(jìn)城市軌道交通的低碳經(jīng)濟(jì)效益不斷提高，加快我國(guó)城市軌道交通及城市低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展步伐。

5 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)作為能源消耗和碳排放大國(guó)，在全球減少溫室氣體排放的行動(dòng)中扮演著日益重要的角色。城市軌道交通在城市交通節(jié)能減排，以及降低城市空氣污染等方面優(yōu)勢(shì)明顯，在大中城市大力發(fā)展軌道交通將有效滿足發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)對(duì)城市交通的要求。構(gòu)建以軌道交通為骨干的城市綜合交通體系，將是我國(guó)城市發(fā)展低碳交通的方向，是我國(guó)城市低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必由之路。

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