現代物流綠色運輸模式的節(jié)能減排潛力分析

谷秀，趙志勇，任陣海，李捍東*

1.環(huán)境基準與風險評估國家重點實驗室，中國環(huán)境科學研究院，北京 100012

2.北京巨柱智偉能源環(huán)保科技有限公司，北京 100012

以霧霾為代表的環(huán)境污染問題的加劇，引發(fā)了社會的高度關注。2014年3月5日，國務院總理李克強在《政府工作報告》中指出:“我們要像對貧困宣戰(zhàn)一樣，堅決向污染宣戰(zhàn)?！?014年2月，持續(xù)7天、波及15 個省，影響國土面積181 萬km2的重污染天氣，使人們再次意識到環(huán)境污染形勢的嚴峻性。隨著能源危機的出現，先污染后治理的環(huán)境問題正逐步被關注［1-3］。物流業(yè)所依賴的交通運輸業(yè)是僅次于制造業(yè)的第二大油品消耗行業(yè)，是導致大氣污染不斷加劇的重要領域，因此是實現低碳發(fā)展路徑的重點行業(yè)［4］。

物流運輸領域一直都是環(huán)境發(fā)展研究的重點，國外主要的能源和氣候變化研究機構十分重視對交通領域節(jié)能減排的研究［5］?！哆\輸、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展》報告主要分析了美國和西歐等發(fā)達國家交通運輸對環(huán)境的影響等［6-9］，對交通領域能源模式的研究是尋求實現可持續(xù)交通理念和低碳經濟的重要模式［10］。20 世紀80年代歐洲一些國家嘗試采用新的聯盟型或合作式的物流新體系，從而減少無序物流對環(huán)境的影響［11］。20 世紀90年代，歐盟發(fā)布了一系列政策，旨在減少物流運輸對環(huán)境造成的不利影響;日本政府成立了“綜合物流施策推進會議”，實施綜合性、一體化的物流推進計劃［12］。

近年來，我國城市物流業(yè)獲得了迅速的發(fā)展，由此帶來對城市環(huán)境的影響不容忽視［13］。石寶林［14］對物流運輸發(fā)展模式及區(qū)域交通發(fā)展模式進行了深入的研究。科技進步是實現物流運輸可持續(xù)發(fā)展的內在動力［15］，應鼓勵物流企業(yè)采用新技術，降低能耗，減少污染［16-17］的物流方式。隨著科技的進步和物流業(yè)的發(fā)展，綠色運輸得到發(fā)展，逐步形成了高效的綜合運輸體系，大幅降低了對物流運輸的能耗和對空氣質量的影響［18］。2014年1月2日，北京市環(huán)境保護局公布的北京市2013年PM2.5的平均濃度為89.5 μg/m3，超標1.5 倍。在輕度污染以上的超標天數中，首要污染物PM2.5的超標天數占77.8%［19］。因此可見，控制和治理PM2.5成為大氣防治的主要著力點。

筆者利用現有資源，設計一種綠色運輸物流模式，綜合考慮不同車型的耗能量和PM2.5的排放量，通過具體案例應用，得出不同的物流運輸模式發(fā)生的能耗和排放量，通過對比反映綠色運輸模式節(jié)能減排的效果和潛力?；谠撗芯拷Y果，設計出一種適用于我國國情和實際情況，促進行業(yè)發(fā)展向國際接軌的物流運輸模式，以期為物流業(yè)的節(jié)能減排工作提供參考依據。

1 研究方法

1.1 模式介紹

綠色運輸指通過發(fā)展清潔能源汽車等環(huán)境友好型交通工具的方式，降低交通過程的大量能耗，減少交通造成的大氣污染和噪聲污染;通過合理的網點及配送中心布局而實現合理運輸，實現集約化，提高運輸效率;采用節(jié)能運輸工具和清潔燃料，減少運輸燃油污染;通過設計合理的存貨策略，適當加大商品運輸批量，進而提高運輸效率等［20］。筆者提出了一種綠色運輸物流模式(圖1)，旨在通過鐵路干線和區(qū)域配送的對接聯運，改變運輸模式和配送車輛的動力來源，避免貨物迂回運輸，減少貨運總里程和車輛空駛率;降低在長途和配送方面產生的污染物排放，大幅降低能源消耗，從而減少污染物的排放。

圖1 綠色運輸物流模式Fig.1 Logistical operation mode

該綠色運輸物流模式在選擇倉儲中心時充分利用現有鐵路貨場資源，整合現有企業(yè)貨物和消費者市場;利用鐵路長途運輸配合新能源貨車的區(qū)域配送和銷售，充分體現綠色環(huán)保、節(jié)能減排的設計理念，在提高效率的同時實現現代物流企業(yè)發(fā)展，符合可持續(xù)發(fā)展的需要。

從圖1 可以看出，全國各地的優(yōu)質供應商通過鐵路干線運輸到相應的貨運站做短暫的科技倉儲，經由綠色環(huán)保貨運車輛送往社區(qū)或指定地點直銷，整個過程對商品不再另加價格，保證平價銷售，惠及民生。該模式干線運輸采用我國改良后的電力機車代替?zhèn)鹘y物流運輸大貨車，大幅降低能源消耗和污染物的排放。配送環(huán)節(jié)采用國家鼓勵的新能源環(huán)保車輛代替?zhèn)鹘y物流配送小貨車，污染排放接近為零。通過綠色運輸配送方式的組合實現交通資源的整合優(yōu)化，從而有效實現節(jié)能減排。

截至2013年9月，北京市擁有538 萬輛機動車，還有每天20 余萬輛汽車從北京過境，夜間數萬輛重型貨車進城將貨物卸在各集貿市場［21］。消耗汽油400 多萬t/a、柴油200 多萬t/a，燃燒產生的大量廢物全部低空排放［22］。據統計，城市路面上有60%的車輛用于運送貨物［23］。5%的重型貨車貢獻了50%的尾氣排放［19］。

2013年成立中國鐵路總公司后，在全鐵路系統進行了貨運組織改革，北京市規(guī)劃建設物流基地、物流中心、配送中心三層次物流節(jié)點，力爭形成物流節(jié)點布局為“三環(huán)、五帶、多中心”的模式，為北京鐵路局貨運融入現代物流帶來了難得的契機。

基于以上環(huán)境，北京鐵路局某貨運中心與北京某環(huán)保有限公司，就共同開發(fā)北京市大宗民生物資現代物流綠色運輸模式達成戰(zhàn)略合作意向。作為基礎平臺的三家店貨場已經動工，將作為現代物流綠色運輸模式的示范項目進行運營。

1.2 計算方法

利用中國分年度機動車基礎數據，結合文獻獲得的各型運輸車輛的PM2.5排放因子和二次轉化因子，建立PM2.5排放量清單。能源消耗量是利用各型運輸車輛的百公里油耗或者電耗等轉化為標煤消耗量。能源消耗量和PM2.5排放量采用下式計算。

式中，Q1為PM2.5一次排放量，t;Q2為PM2.5二次轉化量，t;Ki為PM2.5一次排放系數，g/km;Ni為i 種運輸車輛(大貨車、火車、小貨車、電動車、燃氣車)使用數量，輛;Hi為i 種運輸車輛行駛里程，km;Kj為j污染物(包括THC、CO、NOx、SO2)轉化為PM2.5排放量的二次轉化系數，g/km;Qj為j 污染物的一次排放量，計算方法同Q1。

式中，E 為能源消耗總量(以標煤計)，t;Fi為i 種運輸車型標煤折算系數;Gi為i 種運輸車輛百公里能源消耗量。

1.3 數據來源

1.3.1 運輸車輛類型

不同類型的機動車在燃料類型、排放控制技術、車輛用途等方面大不相同，導致能源消耗水平和PM2.5排放量存在巨大差異，為了準確計算不同運輸車輛類型的能源消耗量和污染物排放量，須對其進行合理分類。傳統運輸模式主要以柴油為動力，為了利于計算，長途運輸進京大貨車(以10 t 計)全部按照柴油動力為折算標準;市內小貨車(以1 t 計)按柴油為燃料動力來計算。綠色運輸物流模式采用電力火車進行長途運輸，該類型火車全部按照電力來計算，市內的配送貨車使用國家大力推廣的電動貨車和燃氣貨車(作為電動貨車不足時的補充)2 種新能源貨車進行配送(表1)。

表1 運輸車輛類型Table 1 Vehicle type classification

1.3.2 運輸車輛使用量及行駛里程

運輸車輛使用量來源于長期的經驗統計和實地調研，鐵路三家店貨場的運輸量按35 萬t/a 計算，結合表1，傳統運輸模式和綠色運輸模式的年均使用車輛(次)見表2。平均行駛里程是計算各類運輸車輛能源消耗量和PM2.5排放量的重要參數，現有鐵路線和公路線里程基本相仿，在廣泛調研后確定運輸車輛的行駛里程:長途運輸的距離為1 500 km/a，市內配送車輛的運輸距離為80 km/a;2 種模式的運輸距離取值相同，并與實際物流運輸距離相符(表2)。

表2 三家店貨場不同類型車輛使用量和行駛里程Table 2 Vehicle population and mileage by type in use in Sanjiadian pilot test site

2 結果與討論

2.1 示范點節(jié)能減排分析

2.1.1 排放量對比

以鐵路三家店貨場為例，傳統運輸模式與綠色運輸模式的PM2.5排放量見表3。

表3 三家店貨場示范點PM2.5排放量Table 3 Certified emission reductions in Sanjiadian pilot test site

從表3 可以看出，通過使用新能源運輸代替?zhèn)鹘y燃油的動力來源每年可減少PM2.5排放90.9 t，減排效果顯著。

2.1.2 節(jié)能量對比

鐵路三家店貨場采用傳統運輸模式與綠色運輸模式由于采用不同的運輸車輛，其消耗的能源量也不同(表4)。從表4 可以看出，運用綠色運輸模式，每年可減少能源消耗20 555 t(以標煤計)，節(jié)能效果顯著。

表4 三家店貨場能源消耗對比Table 4 Amount of energy saving in Sanjiadian pilot test site

2.1.3 節(jié)能減排分析

(1)該項目模式在三家店貨場運行后，在運輸量為35 萬t/a 時，可減排上百t/a 的PM2.5，減少能源消耗20 555 t/a(以標煤計);減少進京貨車35 000輛/a，由于綠色運輸模式的配送采用每日定時定點的方式，所以可有效減少路面上配送小貨車的數量，對目前北京市交通擁堵有緩解作用。

(2)進京貨車量的減少，降低了晚間大貨車噪聲的超標排放，有效降低揚塵污染;綠色運輸的定時定點配送(夜間配送)，降低白天道路上機動車輛的噪聲污染，改善了首都人民生活水平。由表3 和表4 可以看出，PM2.5的排放量減少和能源消耗量降低顯著，對緩解北京市嚴重的大氣污染問題具有重要的意義。

(3)通過鐵路貨場的升級改造，倉儲和接卸、發(fā)運能力可大幅增加。目前，正在升級改造的三家店貨場計劃實現運輸量為35 萬t/a，未來將形成運輸量達700 萬t/a 的大宗民生商品供應基地。這既實現了國有資產保值增值，又為北京市民生高端物流提供了基礎平臺。

2.2 物流業(yè)節(jié)能減排潛力分析

2.2.1 物流業(yè)發(fā)展迅速

隨著我國經濟的快速增長，社會物流總額實現高速增長。2012年，物流業(yè)發(fā)展取得新進展，物流專業(yè)化、社會化進程在結構調整中明顯加快，全年社會物流總額達145.7 萬億元，比上年增長13%，與GDP 的比率升至18%，略高于上年17.8% 的水平［24］。隨著鐵路運力的釋放，海鐵、公鐵、空鐵等多式聯運具備發(fā)展條件。物流裝備市場改造升級，物流信息化水平較快提高。物流基礎設施條件的逐步改善將為我國現代物流業(yè)的發(fā)展提供更好的硬件支持。2012年鐵路運營里程已達12 萬km，規(guī)劃的“四縱四橫”高速鐵路網正在穩(wěn)步推進，將大幅提高物流效率，作為銜接城市內外貨物交流的樞紐，將為發(fā)展多式聯運搭建良好的公共信息平臺［25］。物流業(yè)的蓬勃發(fā)展為物流企業(yè)的發(fā)展和新型模式的開發(fā)提供了前進的推力和現實基礎。

政策的支持為現代物流業(yè)發(fā)展提供了強勁的動力。我國現代物流業(yè)的發(fā)展已經引起政府的高度重視，2009年，十大振興規(guī)劃中唯一針對服務業(yè)的《物流產業(yè)調整和振興規(guī)劃》進一步明確了我國物流業(yè)發(fā)展的方向，其中有關土地、稅收等政策支持的細則也將陸續(xù)出臺。為現代物流業(yè)的發(fā)展提供了指導和發(fā)展方向。

2.2.2 鐵路提供了綠色運輸平臺

截至2013年，全路18 個鐵路局共有6 325 個貨運站，除去不辦理貨運的2 546 個，現有3 779 個辦理貨運的站場。物流企業(yè)租用鐵路貨場、倉庫或自籌資金在臨近貨場、專用線、物流密集的適宜點建立新型貨場提供城市日用品、快速消費品倉儲、裝卸、配送等業(yè)務，邁出了積極的一步［26］。物流化是鐵路貨運發(fā)展的大趨勢，貨運企業(yè)運用現代物流的服務理念來規(guī)劃設計新貨運站［27-28］。依托大型貨運站建設現代物流中心的多種運營模式:一體化模式、共同配送模式、異地代理模式等［29］。貨運站是鐵路現代物流中心最重要的依托場所，其運能運力是物流中心業(yè)務得以順利開展的關鍵。鐵路部門專門開發(fā)了一系列可以滿足不同需求的貨運產品［30］，其為鐵路貨運站拓展為現代物流綠色運輸模式的倉儲中心提供了強大的能力保障。鐵路運輸作為綜合交通運輸體系的骨干，擁有發(fā)展現代物流綠色運輸服務的諸多優(yōu)勢，不僅符合運輸物流一體化的國際發(fā)展趨勢，同時也為該模式的示范推廣提供了有力的平臺。

2.2.3 減少運輸環(huán)節(jié)能源消耗

研究［31］表明，中國和印度等發(fā)展中國家已經成為交通運輸需求快速增長的國家。數據［32］顯示，全球溫室氣體排放的近30%來自交通運輸業(yè)。據專家預測，我國物流業(yè)占能源消耗的7%～8%，全國從事運營貨車總數約1 100 萬輛。交通運輸部《2012年交通運輸行業(yè)節(jié)能減排工作總結》數據［33］顯示，2012年，交通運輸行業(yè)節(jié)能420 萬t 標煤，二氧化碳減排917 萬t。

通過運輸環(huán)節(jié)的有機銜接，發(fā)揮綜合運輸的條件，改變運輸動力來源，從而降低能源消耗。中國鐵路總公司現階段估算可改造2 546 個貨運站，運用該模式的綠色運營模式經營，至少可提供89 110 萬t/a 的貨物供應，與傳統運輸模式相比，可節(jié)約能耗達到5 000 多萬t/a。隨著交通運輸業(yè)的大力發(fā)展，基礎設施建設投入力度加大，各種運輸方式(客、貨運)的規(guī)模增加，降低能源消耗，提高節(jié)能減排能力，是促進我國交通運輸業(yè)持續(xù)發(fā)展的客觀需要和必然選擇。

2.2.4 降低運輸車輛的PM2.5排放

多式聯運的方式也是世界各國優(yōu)先發(fā)展的運輸方式，而在我國現階段進展緩慢，將是今后行業(yè)發(fā)展的重點?！傲闩欧拧毙履茉窜嚨陌l(fā)展和推廣將會在現代物流業(yè)發(fā)揮更大的作用。物流業(yè)應用推廣新能源車也被寫進了2013年10月國家出臺的新一輪補貼新政。環(huán)境保護部發(fā)布的《2013年中國機動車污染防治年報》統計數據顯示:機動車污染物排放中，全國貨車排放的氮氧化物和PM(顆粒物)明顯高于客車，其中重型貨車是主要貢獻者;如果按燃料分類，全國柴油車排放的氮氧化物接近汽車排放總量的70%，PM(顆粒物)超過90%。

運用鐵路干線運輸和新能源貨車配送的綠色運輸模式，利用現有鐵路閑置貨場進行改造，盤活固定資產，可實現PM2.5排放減少20 多萬t/a，對物流模式的推廣和開發(fā)具有巨大的發(fā)展前景。物流業(yè)作為能源消耗和污染物排放大戶，在發(fā)展現代物流的同時，如何實現節(jié)能減排，發(fā)展綠色運輸，不僅是物流業(yè)應該承擔的社會責任，也是推動行業(yè)轉型，打造中國現代物流的重要使命?，F代物流綠色運輸模式的成功設計將對我國落實節(jié)能減排工作具有重要意義。

2.3 不確定性分析

不確定性主要來源:1)物流運輸里程主要來源于實地調研和相關文獻，在估算平均行駛里程時，可能存在一定誤差，因此會導致計算結果產生不確定性。2)排放因子的選擇，PM2.5一次排放和二次轉化均用到排放因子，由于缺乏中國機動車排放因子的實測數據，文中排放因子的選取主要來源于國外相關研究成果，由此計算的排放量可能存在一定的高估;由于目前開展運輸車輛監(jiān)管力度等的研究較為困難，所以對其排放量還需進一步的分析探討。3)對配送小貨車的準確數量存在不確定性，所以按照重量進行了車輛分揀配送，實踐中貨運車輛超載率較大，因此在使用車輛的數量上存在誤差。

3 結論

(1)以北京三家店鐵路貨場改造為例，通過社會企業(yè)和鐵路公司的合作經營，運用現代物流綠色運輸模式可實現節(jié)約能源20 555 t/a(以標煤計)，減少PM2.5排放90.9 t/a。按北京市1 500 萬t/a 進京貨物計算，以該模式運營后，可實現節(jié)約能源883 864 t/a(以標煤計)，減少PM2.5排放3 908.7 t/a。可有效降低能耗和污染物排放，不僅利于可持續(xù)發(fā)展的推進和節(jié)能減排的實踐，并且對于發(fā)展現代物流業(yè)進行了有益的探索和實踐。

(2)按照現代物流綠色運輸模式進行經營，全國現有閑置貨場占到將近1/2，在2012年物流業(yè)相關統計的基礎上，結合所研究案例及該模式在北京例證的效果，對現有鐵路閑置的2 546 個貨運站進行固定資產盤活改造，可實現節(jié)約能源約5 000 萬t/a(以標煤計)，減少PM2.5排放約20 萬t/a，同時激活沿途經濟發(fā)展，節(jié)能減排潛力巨大。

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