交通部門碳減排解析

王　輝

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交通部門碳減排解析

王輝

摘要：交通部門是CO2排放較多的部門，減排任務(wù)艱巨。投入產(chǎn)出法是計(jì)算全過程CO2排放的常用方法，本文在投入產(chǎn)出表和相應(yīng)的能源平衡表的基礎(chǔ)上，對重點(diǎn)關(guān)注的交通部門做了比較深入的分析。通過拆分交通部門的方式，把交通部門拆分為傳統(tǒng)、電力和燃?xì)饨煌ㄈ齻€(gè)部門，并設(shè)計(jì)了情景模擬未來能源交通的發(fā)展規(guī)劃。提出了提高新能源交通比例，改善電力結(jié)構(gòu)的合理建議。

關(guān)鍵詞：交通部門;新能源;CO2排放;投入產(chǎn)出

一、引言

隨著世界經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們在享受經(jīng)濟(jì)發(fā)展成果的同時(shí)，也遇到了前所未有溫室氣體排放問題。溫室氣體的大量排放直接導(dǎo)致了全球氣候的變暖，進(jìn)而引發(fā)了一系列的生態(tài)災(zāi)難，其影響是空前巨大的。因此為了延緩氣候變暖，控制溫室氣體的排放勢在必行。目前，通過各國的努力已形成了《京都議定書》和《聯(lián)合國氣候變化框架公約》減排體系。

2007年中國的碳排放就已經(jīng)超過了美國成為了世界第一碳排放國家，排放總量占到了世界21%。交通領(lǐng)域一直是碳排放占比較高的行業(yè)，隨著交通行業(yè)的發(fā)展這一比例仍有進(jìn)一步提高的趨勢。交通部門碳排放增速略高于碳排放總量增速，建通部門碳排放占比略有上升。隨著技術(shù)的進(jìn)步各種新能源交通開始出現(xiàn)并不斷得到了應(yīng)用，那么相對與傳統(tǒng)的汽油、柴油等能源，電力和天然氣的CO2排放情況到底如何？基于此，本文主要對汽油、柴油、電力和天然氣的全過程CO2排放情況，制約能源減排效果的影響因素，未來交通部門結(jié)構(gòu)發(fā)轉(zhuǎn)變等問題進(jìn)行了研究，希望可以和各位讀者共同探討。

二、文獻(xiàn)綜述

投入產(chǎn)出分析方法最早由美籍俄裔經(jīng)濟(jì)學(xué)家瓦西里·列昂剔夫(WassilyW^ontief)提出。之后逐漸在計(jì)算國際貿(mào)易隱含碳中得到廣泛使用，這方面的研究文獻(xiàn)已經(jīng)相當(dāng)多。[1]

而在交通領(lǐng)域研究碳排放的方法也很豐富，主要有因素分解法、模型分析法、生命周期法和投入產(chǎn)出法。模型分析法適用于產(chǎn)品和行業(yè)尺度，生命周期適用于產(chǎn)品尺度，因素分解法和投入產(chǎn)出法適用于行業(yè)、國家宏觀尺度。而在研究交通全過程碳排放時(shí)全生命周期法、碳足跡法等自然科學(xué)方法最為常見。

通過總結(jié)文獻(xiàn)我們發(fā)現(xiàn)，研究的視角往往是某一特定的產(chǎn)品種類，而不是從行業(yè)和交通部門的角度來研究。產(chǎn)品的角度固然重要，但是從部門的角度來研究不同交通部門的全過程碳排放也是十分有必要的。此外研究方法則比較側(cè)重于自然科學(xué)測算，而使用投入產(chǎn)出法研究產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)和全過程碳排放的文獻(xiàn)較少。

本文不同之處在于，以往研究多是從自然科學(xué)的角度研究新能源汽車的全生命周期。而本文是從產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)的角度，基于投入產(chǎn)出模型計(jì)算的隱含的CO2排放。因此他不單單是自然科學(xué)對CO2的全過程排放進(jìn)行的簡單計(jì)算，而是從產(chǎn)業(yè)間關(guān)聯(lián)和投入產(chǎn)出矩陣的經(jīng)濟(jì)含義角度來研究。本文研究意義在于從產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)的角度探究新能源和傳統(tǒng)能源在交通領(lǐng)域CO2排放的異同，并嘗試解釋制約新能源減排效果不明顯的主要原因。同時(shí)本文還繼續(xù)模擬能源結(jié)構(gòu)變動(dòng)對碳排放的影響。

三、投入產(chǎn)出模型設(shè)定和數(shù)據(jù)來源

(一)模型

在求完全碳排放時(shí)我們使用的是常用的投入產(chǎn)出法。具體的求解過程說明如下：

第一步，首先需要求各部門CO2的排放總量。具體公式可表示為：

Ei=XiZi

(1)

Ei表示第i部門排放的CO2總量，Xi為i部門消耗不同能源的系數(shù)矩陣，Zi為每種能源CO2排放系數(shù)矩陣。能源消費(fèi)情況和能源排放系數(shù)數(shù)據(jù)可由中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒和IPCC得到。

第二步，計(jì)算各部門CO2的直接排放系數(shù)。

DI=Ei/QI

(2)

QI表示i部門的總產(chǎn)出。

第三步，求完全排放系數(shù)是本模型的核心部分。

(C1，C2，……，C17)=(D1，D2，……，D17)(I-A)-1

(3)

其中A為直接消耗系數(shù)矩陣，Ci表示i部門的CO2完全排放系數(shù)。

(二)數(shù)據(jù)

本文使用的數(shù)據(jù)主要是2007年中國投入產(chǎn)出表，2007-2012年中國能源平衡表，IPCC國家溫室氣體清單指南，以及國家統(tǒng)計(jì)年鑒。在交通工具燃燒系數(shù)的方面的數(shù)據(jù)參考了相關(guān)的文獻(xiàn)。由于受統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)布延遲所限，2012年的投入產(chǎn)出表仍未公布，故只能使用最新的2007年全國投入產(chǎn)出表。

四、基于交通部門的碳排放

(一)交通部門的劃分

本部分主要是從投入產(chǎn)出表中交通部門的角度對碳排放進(jìn)行研究。需要指出的是，投入產(chǎn)出表中交通部門對應(yīng)的產(chǎn)品即交通服務(wù)，包括載客、載貨道路運(yùn)輸、城市公共交通和其他方式的運(yùn)輸。在這里為了簡化計(jì)算過程同時(shí)又能反應(yīng)我們的研究重點(diǎn)，把交通部門按能源種類劃分為傳統(tǒng)交通、電力交通和燃?xì)饨煌ㄈ齻€(gè)部門。其中傳統(tǒng)交通包括使用油品、原煤的交通運(yùn)輸，燃?xì)饨煌ㄖ饕颂烊粴夂鸵夯蜌饨煌?。由于這種劃分并不能從投入產(chǎn)出表中直接得到，故第一步首先對交通運(yùn)輸部門進(jìn)行拆分。拆分的原則按第二部分的設(shè)定(5)進(jìn)行拆分。拆分后的部門情況如表1所示。

表1　交通部門拆分及相關(guān)指標(biāo)

(數(shù)據(jù)來源:2007年投入產(chǎn)出表計(jì)算得來)

由表可以看出，傳統(tǒng)交通占有主導(dǎo)地位(90.2%)，電力交通也有一席之地(8.3%)，但燃?xì)饨煌ㄕ急群苄?1.5%)。從各部門的完全排放系數(shù)來看，傳統(tǒng)交通和電力交通差別不大(2.89和3.17)，燃?xì)饨煌▌t明顯低于其他兩種交通方式(1.96)。由此可見在提供單位最終交通部門產(chǎn)品時(shí)，燃?xì)饨煌ㄊ荂O2排放最少的交通方式。從交通的直接碳排放來看，傳統(tǒng)交通碳排放總量為39204萬噸占交通總排放的90%，燃?xì)饨煌?98萬噸占總排放的10%，電力交通在此過程中未產(chǎn)生CO2故其值為0。

(二)情景設(shè)置

為了更進(jìn)一步的研究三個(gè)交通部門的未來發(fā)展及對CO2排放的影響我們設(shè)計(jì)了以下情景進(jìn)行模擬。

1)基準(zhǔn)情景1

為了便于比較研究我們設(shè)置了基準(zhǔn)情景作為對照。基準(zhǔn)情景即我們假設(shè)在2007年的基礎(chǔ)上經(jīng)濟(jì)每年總體上按一定的速度增長，所有部門以相同的增速增長，而內(nèi)部結(jié)構(gòu)和技術(shù)矩陣不發(fā)生大的變化。這里我們假設(shè)經(jīng)濟(jì)增速按照10%的速度增長。因此基準(zhǔn)情景下CO2排放也會同比例增加，交通部門的結(jié)構(gòu)也不會變化。

2)情景2

該情景主要是對交通部門內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，即降低傳統(tǒng)交通占比，提高燃?xì)饨煌ㄕ急?。具體做法是，在保持電力交通占比不變的情況下，將燃?xì)饨煌ǖ恼急忍岣叩脚c電力交通相同的水平。實(shí)際上就是保持電力交通目前的發(fā)展速度，加快燃?xì)饨煌òl(fā)展，適當(dāng)限制傳統(tǒng)交通發(fā)展，同時(shí)交通部門總體上又滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展總體需求的情景。

3)情景3

前文雖然說明了降低火電比例

(三)結(jié)果及分析

首先對于基準(zhǔn)情景1，通過投入產(chǎn)出模型我們計(jì)算得出，按照設(shè)定的發(fā)展速度10%，全國CO2排放總量也會以相同的速度增長，增長總量為62782.7萬噸。交通部門增長量為3960.3萬噸，其中傳統(tǒng)交通CO2增加3920.4萬噸，燃?xì)饨煌–O2增長39.8萬噸。由此可見交通部門CO2的增加主要來自于傳統(tǒng)交通部門CO2排放的增加。

對于情景2，在燃?xì)饨煌ㄕ急冗_(dá)到電力交通水平時(shí)，全國CO2增加總量為62516.1萬噸，增速為9.79%。交通部門CO2增加量為2649.3萬噸，比情景1少增加1310.9萬噸，增速為6.69%。其中傳統(tǒng)交通CO2增加量675.85萬噸，燃?xì)饨煌ㄔ黾恿繛?973.45萬噸。交通部門CO2增加量的減少主要得益于交通部門內(nèi)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，即用燃?xì)饨煌ㄌ娲鷤鹘y(tǒng)交通。不難看出情景2主要作用與交通部門，但對全國CO2排放的影響并不顯著。

情景3是火電比例降低1%，在該情景下，全國CO2增量為59193.53萬噸，比情景1減少3589.2萬噸，比情景2減少2278.2萬噸，增速為9.43%。由于并沒有直接改變交通部門內(nèi)部結(jié)構(gòu)故對交通部門的直接排放并沒有影響。但是，對交通部門的完全排放系數(shù)有影響。傳統(tǒng)交通、電力交通和燃?xì)饨煌ǖ耐耆欧畔禂?shù)分別減少0.26%、0.85%和0.28%。

比較3個(gè)情景我們發(fā)現(xiàn)，情景2主要針對交通部門內(nèi)部的能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，對交通部門CO2排放有較大影響，而對全國CO2減排效果不明顯。情景3降低火電比例則影響范圍更加廣泛，因此對全國CO2減排效用顯著，而由于電力交通并不直接排放CO2故對交通部門的CO2排放并沒有影響。但是通過火電比例的下降導(dǎo)致了交通部門最終產(chǎn)品的完全碳排放系數(shù)發(fā)生了變化都有不同程度的降低，即提供單位最終交通產(chǎn)品時(shí)產(chǎn)生的CO2減少了。

五、政策建議

本文借助于投入產(chǎn)出方法首先從能源角度入手，從交通部門的角度來說，燃?xì)饨煌ú块T依然是目前碳排放最少的交通部門，而其在交通中的占比也是最低的。因此當(dāng)務(wù)之急是應(yīng)該提高燃?xì)饨煌ǖ谋戎?，至少?yīng)該把比重提高到電力交通的水平。但要注意的是，在大力發(fā)展燃?xì)饨煌ǖ耐瑫r(shí)我們也要注重電力交通的發(fā)展，因?yàn)殡娏煌ㄔ诮K端并不產(chǎn)生溫室氣體，而且電力交通隨著火電比例的下降應(yīng)用前景較好。所以，燃?xì)饨煌ǖ陌l(fā)展主要是對傳統(tǒng)交通的替代，即基本維持傳統(tǒng)交通現(xiàn)狀，而將新的投資用于發(fā)展燃?xì)饨煌ê碗娏煌??？傮w戰(zhàn)略就是，前端調(diào)整電力結(jié)構(gòu)，后端發(fā)展燃?xì)饨煌ǎl(fā)展燃?xì)饨煌ㄊ菫殡娏Y(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型贏得時(shí)間。

燃?xì)饨煌ǖ陌l(fā)展顯著降低了交通部門的CO2排放，火電比例下降顯著降低了全國CO2排放，如果把這兩個(gè)手段配合使用將會起到更好的減排效果。(作者單位：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院)

參考文獻(xiàn):

[1]李小平.國際貿(mào)易中隱含CO2測算：基于垂直專業(yè)化分工的環(huán)境投入產(chǎn)出模型分析[J].財(cái)貿(mào)經(jīng)濟(jì)，2010，(5)：66-70.

對于軟科學(xué)類研究則應(yīng)重點(diǎn)考察科研活動(dòng)滿足決策支撐需求的情況。對理工科應(yīng)用型研究要重點(diǎn)考察其科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化的效率和效果，包括獲得的自主知識產(chǎn)權(quán)和產(chǎn)生的技術(shù)突破等。對人文藝術(shù)型應(yīng)用研究應(yīng)著重考察其培養(yǎng)的優(yōu)秀人才、社會服務(wù)的貢獻(xiàn)等。(作者單位：華東師范大學(xué)公共管理學(xué)院)

作者簡介：王輝(1990-)，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院碩士研究生，研究方向：碳金融、碳減排。