浙江省城市客運碳排放測算及相關(guān)因素分析

周 靜

(浙江交通職業(yè)技術(shù)學院，杭州 311112)

0 引 言

交通運輸行業(yè)對汽油、柴油、煤油等依賴性較大，它是1990-2016年期間，我國能源消耗增長速度最快的行業(yè)。同時，交通運輸行業(yè)能源消費強度位居工業(yè)之后排名第二，在終端能源消耗的比重也不斷加大。面對能源形勢嚴峻、環(huán)境壓力加大等問題，交通運輸行業(yè)的節(jié)能減排工作已成為我國建設新常態(tài)下資源節(jié)約型社會的重要瓶頸。

近年來，浙江省全面推進綠色交通運輸體系建設，在創(chuàng)建綠色交通區(qū)域性試點的基礎(chǔ)上，積極開展綠色交通省創(chuàng)建(2015-2018年)工作，爭取到2018年，節(jié)約標準煤不低于40萬t，替代能源不低于25萬t標準油，減少CO2排放量不少于110萬t，為浙江省突破能源緊缺、環(huán)境惡化等發(fā)展瓶頸，建設美麗浙江提供有利支撐。其中，綠色城市客運公交體系是一項重要的建設工程。2015-2018年期間，全省綠色公交主題性項目共投資375963萬元，每年新購城市公交中，新能源和清潔能源車輛比例達到30%以上，試點城市達到50%以上。到2018年，節(jié)能環(huán)保型公交和出租車的比例分別達到33%和60%，城市公交和出租車單位客運二氧化碳排放下降率分別要達到13.5%和8%。杭州、寧波、溫州、紹興等地將陸續(xù)加快城市軌道交通規(guī)劃和建設。

在客運體系中，城市軌道交通的建設、新能源車輛的推廣應用，將形成新的能源消耗和碳排放特點。根據(jù)目前浙江省城市客運公交能源消耗情況，對浙江省城市客運碳排放測算及相關(guān)因素展開分析，對于制定綠色可持續(xù)的城市客運發(fā)展政策，增強節(jié)能降碳的效果具有一定的理論與實踐指導意義。

碳排放測算方法方面，根據(jù)IPCC2006中指出碳排放測算方法主要有自上而下和自下而上兩種[1]，文獻[2]-[3]采用了自上而下的測算方法，也即根據(jù)各類能源消耗量及其碳排放系數(shù)之間的關(guān)系分別對上海市、江蘇省和陜西省的交通運輸、倉儲與郵政業(yè)的能源消耗及碳排放進行測算，并采用了LMDI方法分解分析碳排放影響因素。文獻[4]采用自下而上的測算方法，也即根據(jù)車km、每車km燃油消耗以及碳排放系數(shù)之間的關(guān)系，對北京市城市交通碳排放進行測算，并基于情景分析城市交通碳排放的變化。文獻[5]是采用交通周轉(zhuǎn)量乘以單位交通周轉(zhuǎn)量能耗換算因子乘以二氧化碳排放因子的方法對上海市各類客運方式碳排放量進行測算。自上而下的測算方法簡單、易行、準確度高，可根據(jù)歷年行業(yè)統(tǒng)計資料取得數(shù)據(jù)進行測算；自下而上的測算方法對于不同燃料的車km數(shù)等數(shù)據(jù)信息采集較困難；交通周轉(zhuǎn)量能耗轉(zhuǎn)換法要基于行業(yè)統(tǒng)計和交通調(diào)查得到單位交通周轉(zhuǎn)量能耗換算因子，才可準確測算碳排放量；全生命周期測算法對基礎(chǔ)設施建設、運用以及車輛運營等各階段的碳排放進行測算，測算范圍更廣。

碳排放測算口徑方面，文獻[6][7]均是以交通運輸、倉儲和郵政業(yè)的能源消費量為統(tǒng)計范圍；文獻[8]對公路、水路(含港口)以及城市客運三大交通領(lǐng)域能耗及碳排放進行分別細化測算；文獻[9][10]分別對單一某種運輸方式城市軌道交通、港口生產(chǎn)的碳排放進行測算。以交通運輸、倉儲和郵政業(yè)的能源消費量作為交通運輸行業(yè)的碳排放測算口徑，無法細化分析每種運輸方式的能源消耗及碳排放情況，有針對性的提出改善建議，適用于宏觀分析和研究。

本文根據(jù)浙江省城市客運能源消耗統(tǒng)計資料，采用自上而下的方法對浙江省城市客運，主要包括公共汽電車、出租汽車和城市軌道交通的碳排放量進行測算，并根據(jù)測算結(jié)果有針對性地提出改善建議。

1 浙江省城市客運碳排放測算

1.1 數(shù)據(jù)來源

根據(jù)《浙江省統(tǒng)計年鑒》(2011-2016年)、《浙江省道路運輸統(tǒng)計匯編資料》(2011-2016年)、《浙江省創(chuàng)建綠色交通實施方案》(2015-2018)等相關(guān)資料，經(jīng)整理可知2011-2016年浙江省城市客運能源消耗情況，如表1所示。

表1 2011-2016年浙江省城市客運能源消耗情況

1.2 測算方法

本文采用自上而下的碳排放測算方法。自上而下的方法主要是以各類能源消耗量為基礎(chǔ)來測算，也即交通能源消費值與各能源碳排放系數(shù)的乘積，具體公式如下：

(1)

上式中：C為碳排放總量，E為各類能源消耗值，αj為j種能源消耗換算標準煤折算系數(shù)，βj為j種能源碳排放系數(shù)，j為能源種類，能源共有J種。其中，碳排放系數(shù)是指每一種能源燃燒或使用過程中單位能源所產(chǎn)生的碳排放數(shù)量。根據(jù)Intergovernmental Panel on Climate Change(IPCC)假定，可以認為某種能源的碳排放系數(shù)是固定不變的。

表2 能源消費換算系數(shù)

注：1.天然氣、電力折算標準煤系數(shù)單位分別為kgce/m3、kgce/(kW·h)；2.數(shù)據(jù)來源于《綜合能耗計算通則》(GB/T 2589-2008)和IPCC(2006)。

1.3 碳排放測算結(jié)果及分析

1.3.1 碳排放總量

浙江省城市客運交通碳排放主要來源于汽油、柴油、液化石油、天然氣和電能5種能源消耗。其中，電能消耗的碳排放主要在于生產(chǎn)電力過程中的間接排放，耗電過程本身并無直接二氧化碳排放。2011-2016年浙江省城市客運碳排放量如表3所示。

從整個城市來考慮，應將供電過程產(chǎn)生的二氧化碳計入其中，也即電能消耗以完全排放系數(shù)計算。經(jīng)測算可知，2016年公共汽電車、出租車碳排放總量為298072.2t、268086.8t，分別比基準年(2011年)降低了6.5%、17.5%。從發(fā)展趨勢來看，2011-2014年公共汽電車和出租車碳排放總量呈現(xiàn)緩慢增長的趨勢，2015年起，碳排放總量大幅減少；2011-2016年公共汽電車和出租車碳排放總量年均下降1.33%和3.78%。

自2012年浙江省第一條軌道交通杭州地鐵1號線開通以來，浙江省軌道交通快速發(fā)展，2014年、2015年和2016年軌道交通營運里程分別達4628.7萬車km、6918萬車km和10184.1萬車km，因此其電力能耗也逐步增加，2016年軌道交通碳排放量為4.6t。

表3 2011-2016年浙江省城市客運碳排放量(萬t)

1.3.2 碳排放結(jié)構(gòu)

碳排放結(jié)構(gòu)主要是指不同能源消耗而產(chǎn)生二氧化碳排放比重，也即不同能源消耗的二氧化碳貢獻率。隨著綠色交通創(chuàng)建工作的逐步推進，浙江省全面實施公交優(yōu)先發(fā)展戰(zhàn)略，大力推進低碳型運輸裝備，加大新能源、清潔能源車輛的推廣應用，逐步淘汰汽油、柴油等高能耗的客運車輛。2016年浙江省新增和更新城市公交車、出租車中節(jié)能環(huán)保車輛占比分別達到82.20%、52.67%。城市客運碳排放結(jié)構(gòu)隨著客運車輛類型推廣應用的不同而發(fā)生了根本性變化。

2011-2016年浙江省城市客運汽油、柴油消耗的二氧化碳貢獻率穩(wěn)步減少。公共汽電車的二氧化碳排放主要以柴油為主，2016年柴油消耗的二氧化碳貢獻率為86.4%，相比2011年減少了9.9個百分點，同時，電能的二氧化碳貢獻率為13.2%，比2011年提高了9.2個百分點；出租車以汽油消耗為主，2016年汽油的二氧化碳貢獻率分別為84.0%，比2011年增加了14.0%，同時，電能的二氧化碳貢獻率為0.5%，比2011年提高了0.4個百分點。2011-2016年公共汽電車、出租車不同能源消費的二氧化碳貢獻率變化情況分別如圖1和圖2所示。

圖1 不同能源消費的二氧化碳貢獻率(公共汽電車)

圖2 不同能源消費的二氧化碳貢獻率(出租車)

1.3.3 碳排放強度

碳排放強度是指每單位客運量的增長所帶來的二氧化碳排放量，主要用于衡量客運量與碳排放量之間的關(guān)系。如果在客運量增長的同時，二氧化碳排放強度下降，則可認為是一種節(jié)能降碳的發(fā)展模式。根據(jù)2011-2016年三種客運方式的客運量，計算可得公共汽電車、出租車和軌道交通的二氧化碳排放強度，如圖3所示。相比基準年(2011年或2014年)公共汽電車的客運量增加了12%，碳排放強度減少了22%；出租車的客運量減少了28%，碳排放強度增加了5%；城市軌道交通客運量增加了57%，碳排放強度增加了4%。城市軌道交通碳排放強度約等于0，出租車的碳排放強度是城市公共汽電車的2～3倍，可見城市軌道交通運量大、能耗低，在城市客運節(jié)能降碳方面優(yōu)勢更為明顯。

圖3 2011-2016年浙江省城市客運碳排放強度

2 分析結(jié)果與改善建議

2.1 優(yōu)化發(fā)電結(jié)構(gòu)，降低電動車輛節(jié)能降碳的負外部性

近年來，浙江省積極發(fā)展清潔能源和新能源車輛，大力推廣混合動力、純電動等新能源、清潔能源車輛，新能源和清潔能源車輛應用是2015-2018年浙江省綠色公交主題性項目建設的重點。雖然2011-2016年城市客運碳排放總量呈下降趨勢，但總體下降幅度與新能源、清潔能源的投入相比，電力燃料車輛對于節(jié)能降碳的效果具有一定制約性。

新能源和清潔能源車輛的使用會帶來間接能耗和碳排放問題，一次能源轉(zhuǎn)換為電能過程中所產(chǎn)生的能耗和二氧化碳排放是新能源電動車輛能耗制約的最主要因素，研究表明我國的發(fā)電能源結(jié)構(gòu)和煤電技術(shù)供電線路對電動車輛的節(jié)能降碳具有78.1%-81.2%的決定性可拓展空間。因此，新能源電動車輛的節(jié)能降碳效益需考慮供電環(huán)節(jié)的節(jié)能環(huán)保性。依據(jù)我國目前的發(fā)電結(jié)構(gòu)，新能源電動車輛的使用對于減少碳排放的作用并不明顯，如何減少火力發(fā)電，發(fā)展核電、水電、風電、太陽能等多種清潔發(fā)電形式，改善發(fā)電結(jié)構(gòu)是新能源電動車輛起到真正節(jié)能減排作用的關(guān)鍵所在。

2.2 大力發(fā)展城市軌道交通，充分發(fā)揮軌道交通綠色環(huán)保優(yōu)勢

2011-2016年浙江省出租車年均二氧化碳排放量是軌道交通的105552.3倍，公共汽電車年均二氧化碳排放量是軌道交通的104850.8倍，軌道交通年均碳排放強度是出租車的1/20151，是公共汽電車的1/7624?？梢?，城市軌道交通節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢明顯。到2020年浙江省將全面建成杭州、寧波軌道交通一期和二期規(guī)劃項目，并啟動杭州三期和紹興城市軌道交通近期規(guī)劃項目建設，預計新增營運里程250多km，總營運里程達380多km，城市軌道交通對城市公共交通出行的分擔率將不斷提升，城市公交碳排放總量將大幅降低，城市公交作為綠色出行的方式，其節(jié)能環(huán)保的意義將真正得到體現(xiàn)。

2.3 優(yōu)化出租車營運模式，提高出行效率

城市出租車是城市客運中人們個性化、多樣化出行的重要出行方式。2011-2016年期間，除了2015年受到專車、快車、順風車等新型網(wǎng)約出行模式興起的沖擊，出租車的二氧化碳排放總量穩(wěn)步提高。通過設置出租車候車網(wǎng)點、?？奎c、營業(yè)站等，鼓勵“網(wǎng)約出租車”等方式既可以方便乘客出行，又可以減少車輛空駛，提高出行效率，節(jié)約能源消耗，降低尾氣排放；同時，不斷更新新能源車輛，提高新能源車輛比例，優(yōu)化出租車能源消耗結(jié)構(gòu)，可進一步提高節(jié)能減排效果。

3 結(jié) 語

本文根據(jù)《浙江省統(tǒng)計年鑒》(2011-2016年)、《浙江省道路運輸統(tǒng)計匯編資料》(2011-2016年)、《浙江省創(chuàng)建綠色交通實施方案》(2015-2018)等相關(guān)資料，得出浙江省城市客運能源消耗情況，采用自上而下的方法測算出城市客運包括公共汽電車、出租車和城市軌道交通的能耗及碳排放情況，并從碳排放總量、碳排放結(jié)構(gòu)以及碳排放強度三個方面展開分析，分析結(jié)果表明：(1)隨著新能源車輛的不斷應用和推廣，浙江省城市客運的能源消耗結(jié)構(gòu)發(fā)生了新的轉(zhuǎn)變，城市客運對汽油、柴油等高能耗的能源依賴性逐步降低，電力消耗增長明顯。(2)碳排放總量呈現(xiàn)穩(wěn)步下降的趨勢，能源消耗結(jié)構(gòu)對節(jié)能降碳起著積極的作用，但是相對于混合動力、純電動等新能源車輛的投入相比，電動車輛仍具有較強的負外部性，加快提高供電環(huán)節(jié)的節(jié)能環(huán)保性有助于真正的實現(xiàn)節(jié)能降碳。(3)出租汽車單位客運量的碳排放強度大于公共汽電車大于城市軌道交通，大力發(fā)展城市軌道交通，提高軌道交通在城市客運中的出行分擔率，優(yōu)化出租汽車的運營模式如鼓勵網(wǎng)約車、設置出租車營業(yè)網(wǎng)點等措施，可提高城市客運的節(jié)能減排效果。

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