城市交通的低碳理念

付曉敦，狄升貫，王新岐

（天津市市政工程設(shè)計研究院，天津市300051）

1 我國低碳經(jīng)濟(jì)歷程

“低碳經(jīng)濟(jì)”最早見諸于政府文件是在2003年的英國能源白皮書《我們能源的未來:創(chuàng)建低碳經(jīng)濟(jì)》。2006年，前世界銀行首席經(jīng)濟(jì)學(xué)家尼古拉斯·斯特恩呼吁全球向低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。

2007年7月，溫家寶總理在兩天時間里先后主持召開國家應(yīng)對氣候變化及節(jié)能減排工作領(lǐng)導(dǎo)小組第一次會議和國務(wù)院會議，研究部署應(yīng)對氣候變化工作，組織落實節(jié)能減排工作。

2007年9月8日，胡錦濤總書記在亞太經(jīng)合組織（APEC）第15次領(lǐng)導(dǎo)人會議上，明確主張“發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)”，令世人矚目。同月，國家科學(xué)技術(shù)部部長萬鋼在2007中國科協(xié)年會上呼吁大力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)。

2007年12月26日，國務(wù)院新聞辦發(fā)表《中國的能源狀況與政策》白皮書，著重提出能源多元化發(fā)展，并將可再生能源發(fā)展正式列為國家能源發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。

2008年6月27日，胡錦濤總書記在中央政治局集體學(xué)習(xí)上強(qiáng)調(diào)，堅定不移地走可持續(xù)發(fā)展道路，采取更加有力的政策措施，全面加強(qiáng)應(yīng)對氣候變化能力建設(shè)，為我國和全球可持續(xù)發(fā)展事業(yè)進(jìn)行不懈努力。

2009年9月，胡錦濤總書記在聯(lián)合國氣候變化峰會上承諾：“中國將進(jìn)一步把應(yīng)對氣候變化納入經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展規(guī)劃，并繼續(xù)采取強(qiáng)有力的措施?！?/p>

低碳經(jīng)濟(jì)的起點是統(tǒng)計碳源和碳足跡。追尋碳足跡，發(fā)現(xiàn)大城市的能耗總量遠(yuǎn)高于小城市及鄉(xiāng)村，而其中二氧化碳及一氧化碳等碳的氧化物為主要的排放形式。城市中碳有三個重要的來源：建筑物、工業(yè)和交通工具。隨著城市交通的發(fā)展，交通工具及其燃油總量急劇上升，導(dǎo)致城市碳的排放總量激增。因此，作為城市動脈的城市交通的低碳水平，在很大程度上也就成為衡量我國國民經(jīng)濟(jì)低碳化進(jìn)程的重要方面。

2 城市交通中的“碳”源

2.1 汽柴油燃料

汽車工業(yè)發(fā)展至今，燃料來源及動力性能備受關(guān)注。隨著全球低碳經(jīng)濟(jì)的延續(xù)，替代傳統(tǒng)燃料的新能源紛紛亮相，如電能、太陽能、天然氣、乙醇等。然而，這些可替代燃料與傳統(tǒng)的汽柴油相比，由于成本高、充能站點數(shù)量少、維修點少、用戶可選擇商家少等原因，到目前為止，未能大規(guī)模進(jìn)入人們的日常生活。

我國城市居民出行方式主要為私人交通（含步行、自行車、摩托車、小汽車）和公共交通（出租車、普通公交、軌道交通和快速公交等）。但據(jù)2005年北京市第三次綜合交通調(diào)查結(jié)果顯示，小汽車與公共交通的分擔(dān)率均為29.8%，而這其中燃油交通占很大比例。這說明城市交通出行方式中小汽車與公共交通所占比例大，目前公共交通又以普通公交為主，所以我國城市交通總體對于汽、柴油的依賴程度將依然較大（見表1），如何降低這種依賴，實現(xiàn)低碳、環(huán)保成為有關(guān)部門的關(guān)注。

表1 1990～2007年中國平均每天汽、柴油消耗量表（來自2009年中國統(tǒng)計年鑒）

從表1可以看出隨著機(jī)動車絕對數(shù)量的逐年增加，汽、柴油的消耗量也逐年急劇上升，年增長率在5%以上。

2.2 電能消耗

城市交通系統(tǒng)（包括道路、橋梁、隧道、樞紐、車站等）功能及景觀照明，是城市交通體系中重要的組成部分。功能照明所擔(dān)負(fù)的任務(wù)包括提高交通效率、保障交通安全、減少交通事故；景觀照明為豐富城市人民夜間生活創(chuàng)造了一個明亮、舒適、安全的活動空間，提升了城市形象，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展創(chuàng)造了良好的投資環(huán)境。

隨著城市交通系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大和要求的提高，基于我國的實際情況，電能中的絕大部分來源于火力發(fā)電，節(jié)電受到越來越多的關(guān)注，效果的好壞直接影響城市低碳經(jīng)濟(jì)進(jìn)程。

2.3 瀝青

長期以來，道路路面結(jié)構(gòu)可供比選的有瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面兩大類型，兩者各有優(yōu)缺點。與水泥混凝土路面相比，瀝青混凝土路面具有表面平整、無接縫、行車舒適、噪音低、養(yǎng)護(hù)維修方便等優(yōu)勢，這也使得瀝青的用量成倍增加。然而，瀝青在加工、施工及廢棄等過程中存在污染環(huán)境等問題，日益受到關(guān)注。

3 節(jié)約帶來的低碳效應(yīng)

（1）理論節(jié)約1 L汽油或柴油的實際低碳效應(yīng)（根據(jù)BP中國碳排放資料）。

節(jié)約1 L汽油=減排2.3 kg二氧化碳（CO2）=減排0.627 kg碳；節(jié)約1 L柴油=減排2.63 kg二氧化碳（CO2）=減排 0.717 kg碳。

（2）理論節(jié)約1度電的實際低碳效應(yīng)。

以燃燒煤炭的火力發(fā)電為參考，計算節(jié)電的減排效益。根據(jù)專家統(tǒng)計：每節(jié)約1度（kW·h）電，就相應(yīng)節(jié)約了0.4 kg標(biāo)準(zhǔn)煤，同時減少污染排放0.272 kg碳粉塵、0.997 kg二氧化碳（CO2）、0.03 kg二氧化硫（SO2）、0.015 kg氮氧化物（NOX）。

4 城市交通低碳的措施

4.1 政策引導(dǎo)，深入規(guī)劃

隨著低碳概念的引入，由于對傳統(tǒng)的煤炭和石油的使用對環(huán)境的破壞，人們對綠色能源開始關(guān)注，包括太陽能、電能、生物質(zhì)能、風(fēng)能、核能等。隨著研發(fā)的深入，社會的關(guān)注和需求量的增加，加之相關(guān)鼓勵政策等，可替代燃料的需求量將逐步打開，從而取代傳統(tǒng)的汽柴油作為未來汽車的動力來源。

此外可以采取優(yōu)先發(fā)展城市公共交通體系，限制小汽車尤其是私家車的發(fā)展，優(yōu)化城市交通樞紐，合理城市布局（時間與空間），實現(xiàn)交通工具間的便利換乘，大力提倡步行及自行車交通，鼓勵薄膜太陽能、太陽能集熱管、LED節(jié)能、建筑新材料燈等研發(fā)及推廣應(yīng)用。

4.2 徹底的“以人為本”理念

保障步行及自行車交通的路權(quán)，改變目前以車為主，忽略行人的城市交通規(guī)劃理念，保證人行道、自行車道的專用道路系統(tǒng),足夠?qū)挾?、良好照明、安全、連續(xù)無障礙，并且合理與其他交通方式實現(xiàn)方便換乘，共同構(gòu)筑綠色的低碳城市交通。根據(jù)統(tǒng)計資料，自行車交通如果作為上、下班交通性出行，應(yīng)以30 min為限，其車速在10～15 km/h內(nèi)，平均取12 km/h，以此計算出行范圍為6 km。

4.3 交通功能明確

道路交通規(guī)劃體現(xiàn)客、貨運功能的細(xì)化；城市主干道增加小城鎮(zhèn)、開發(fā)區(qū)、旅游景觀、軌道交通主干道；嚴(yán)格劃分公交尤其是快速專用道、自行車道的專用道、出租車專用道等；根據(jù)優(yōu)化后的城市交通規(guī)劃，重新分配停車區(qū)域，尤其是中心城區(qū)，合理有效解決停車問題，實現(xiàn)城市交通的動靜平衡。

4.4 充分發(fā)揮公交優(yōu)勢

我們的城市公共交通規(guī)劃目標(biāo)：占中心城區(qū)交通總出行的70%以上，城市交通總出行比重30%以上，建成區(qū)50%以上。擁有絕對路權(quán)的快速公交、地鐵、輕軌，平均運速可達(dá)20 km/h以上，準(zhǔn)點率在90%以上，運輸能力也在1萬人/h以上，日益成為生活在擁堵的城市中人們的出行首選交通工具(見表2)，與此同時其低碳效應(yīng)也為大家所關(guān)注。

表2 三種大容量公共交通方式的運輸效率比較表

我們可以按一輛快速公交乘客150名計算，如果私人小汽車每輛乘坐3人，折合私人小汽車為50輛，所以快速公交（BRT）的低碳效應(yīng)明顯。當(dāng)然，軌道交通也是值得我們逐步發(fā)展的出行方式，但是基于資金、建設(shè)期和實施難度等，快速公交（BRT）具有優(yōu)勢。

特大城市應(yīng)形成以大運量快速交通為骨干，常規(guī)公共汽電車為主體，出租汽車等其他公共交通方式為補(bǔ)充的城市公共交通體系，建成區(qū)任意兩點間公共交通可達(dá)時間不超過50 min。布有地鐵、輕軌交通線的城市主、次干路上不再重復(fù)設(shè)快速公交專用道，但這些道路上應(yīng)設(shè)常規(guī)公交通行的專用道。注重各種交通工具綜合換乘樞紐的規(guī)劃，縮短換乘時距，方便快捷實現(xiàn)換乘。

表3為根據(jù)1999年美國能源基金會測算，不同交通方式間的能耗及污染比較。

表3 不同運輸方式每100萬人公里污染與耗能情況表

可以看出不同的出行方式，碳的消耗是不同的，如何合理安排人們的日常出行已經(jīng)成為城市交通低碳之路的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

4.5 改善車輛行駛環(huán)境

車輛運行的燃油消耗量是與道路交通環(huán)境密切相關(guān)的。車輛的運行過程通常是由起步、換檔、加速、減速、滑行、制動等基本單元組成。當(dāng)?shù)缆窏l件、交通條件變化時車輛運行油耗也隨之改變。在良好的道路條件(路面平整度、路面寬度、平縱線形等)和良好的交通狀況(快慢車分道行駛、無非機(jī)動車、橫向干擾較小等)時，車輛運行狀態(tài)穩(wěn)定，其耗油量相對較小；當(dāng)?shù)缆?、交通狀況惡劣時，車輛行駛中的加減速次數(shù)隨之增加，車輛運行狀態(tài)將變得不穩(wěn)定，耗油量相對于穩(wěn)定行駛時增加很多，尤其是當(dāng)停車次數(shù)增加，起動加速所耗燃油將是穩(wěn)定狀態(tài)行駛時的幾倍。

因此有必要持續(xù)改善城市交通狀況，保證通的同時，具有有效的行駛速度，向和諧、高效的模式發(fā)展。

4.6 城市交通節(jié)電

城市交通系統(tǒng)照明的不合理應(yīng)用很容易造成能量的浪費，如：執(zhí)行不合理的照度標(biāo)準(zhǔn)；采用的光源發(fā)光效率低；燈具的利用系數(shù)差；節(jié)能技能技術(shù)和設(shè)備落后；路燈維護(hù)管理工作不到位；線路電壓損失大；照明質(zhì)量差、耗電多等。

當(dāng)然，影響用電的因素有很多，如行車速度、交通量、電網(wǎng)的穩(wěn)定、天氣情況、日出日落的時間、設(shè)備等。這也使得我們可以通過很多途徑來節(jié)電，如可以采用可變功率鎮(zhèn)流器、路燈節(jié)能控制器、Led燈、太陽能發(fā)電等來實現(xiàn)節(jié)能。

以采用節(jié)能控制器為例，可以針對電網(wǎng)電壓偏高和波動等現(xiàn)象，實時在線調(diào)控輸出電壓，優(yōu)化路燈的工作狀態(tài)提高路燈的使用壽命。該裝置還可以根據(jù)用戶的需求分段實施路燈節(jié)能電壓設(shè)置，在午夜道路流量降低的情況下，降低電壓，減少路燈的電耗，午夜功率降為原功率的70%運行，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

4.7 瀝青路面材料、工藝的改進(jìn)

瀝青在加工、施工等過程中存在污染環(huán)境等情況，日益受到人們的關(guān)注。隨著廢輪胎橡膠粉、路面再生、溫拌瀝青等材料和技術(shù)的應(yīng)用和推廣，這一棘手問題有望得到有效解決。

據(jù)有關(guān)資料，采用溫拌瀝青技術(shù)可降低施工溫度40℃～60℃，節(jié)省加熱燃油20%～30%，減少溫室氣體（二氧化碳等）排放50%左右，減少瀝青煙等有毒氣體排放80%以上。

另外，廢輪胎橡膠粉用于瀝青混凝土路面，不僅解決了廢舊輪胎帶來的社會問題，而且對于道路建設(shè)來說，可以大量節(jié)約建設(shè)投資，具有明顯的環(huán)保效益和社會經(jīng)濟(jì)效益。

此外，路面再生技術(shù)為瀝青路面廢料的合理利用找到了出路，對于低碳貢獻(xiàn)和節(jié)約投資，均是很有意義的。

4.8 努力提高柴油車的市場占有率

4.8.1 柴油車的優(yōu)勢

國內(nèi)外相關(guān)研究表明，柴油車與汽油車相比有著很多得天獨厚的優(yōu)勢：

（1）動力性能好。柴油機(jī)馬力強(qiáng)勁，低速扭矩比汽油機(jī)大，所以，在功率(排量)相同情況下，柴油轎車在起動和爬坡時，駕駛者能明顯感覺到動力強(qiáng)勁。

（2）更安全、耐用。由于柴油燃點較高，采用壓燃而非點燃，所以沒有高壓線、火花塞、分電器、點火系統(tǒng)等，當(dāng)然就不會有這些相關(guān)部分的故障，其平均使用壽命是汽油機(jī)的1.5倍。

（3）較之汽油發(fā)動機(jī)，柴油發(fā)動機(jī)具有節(jié)省燃油、使用壽命長等優(yōu)勢。以6萬輛出租車為例，假設(shè)每天平均行駛250 km，以裝汽油發(fā)動機(jī)的百公里油耗9.7 L、裝柴油機(jī)的百公里油耗5.6 L計算，如果全部改裝柴油機(jī)，每年可節(jié)省燃油2.2億L。按目前6.5元/L計算，每年能節(jié)省油費約14.3億元；

（4）柴油機(jī)比汽油機(jī)具有更高的效率和更低的二氧化碳排放量，其二氧化碳排放平均比汽油機(jī)低30%～35%。

4.8.2 目前急需解決的問題

（1）油品。目前國內(nèi)柴油品質(zhì)不適應(yīng)新型柴油機(jī)的要求，沒有精煉的柴油硫，顆粒物含量較高，顆粒物會堵塞噴嘴，硫則會影響排放。因此，需要有關(guān)部門提前布局精煉柴油產(chǎn)業(yè)，為柴油發(fā)動機(jī)的市場占有率提供保障。

（2）維修保養(yǎng)。定期的保養(yǎng)維護(hù)是降低費用和減少排放簡單而有效的辦法。這也需要國家發(fā)改委等部門聯(lián)合出臺相關(guān)政策及措施支持，以促進(jìn)保養(yǎng)維護(hù)產(chǎn)業(yè)的成長壯大。

5 結(jié)語

國家中期規(guī)劃明確，優(yōu)先發(fā)展城市公共交通，多種交通工具方便換乘，完善城市交通功能的同時，注重低碳環(huán)保，可持續(xù)發(fā)展，逐步走循環(huán)經(jīng)濟(jì)之路。

城市交通是城市一個碳排放集中的領(lǐng)域，減少碳排放的方法體現(xiàn)在城市交通的方方面面。本文從指定政策、交通功能、汽車性能、施工工藝等方面對如何減少城市交通的碳排放進(jìn)行了探討，并總結(jié)出了減少碳排放的有效方法及未來交通出行方式的趨勢：如安全、噪音污染小、節(jié)能、維護(hù)成本低，更多使用電力；使用改進(jìn)的燃料；采用新型材料；采用電磁技術(shù)改進(jìn)交通工具的控制過程，等等。