公共自行車系統(tǒng)對于低碳交通影響的研究

朱麗　孫小航

摘要：公交自行車系統(tǒng)作為一種新興的綠色出行方式，不僅方便公眾，更有利于城市發(fā)展低碳交通，減少環(huán)境污染。本文利用CDM方法學(xué)并加以改進(jìn)，估算了2017年濟(jì)南市公共自行車項(xiàng)目的碳減排量約為8830.588噸CO2，同時(shí)利用碳足跡的方法估算了濟(jì)南市總碳排放量為512.16萬噸CO2/a。結(jié)果顯示公共自行車系統(tǒng)每年的碳減排量占到濟(jì)南市總碳排放量的0.17%，這表明如果全國所有城市都普及公共自行車項(xiàng)目，其碳減排的總量將非?？捎^，說明公共自行車項(xiàng)目的投入具有較好的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：公共自行車；碳減排；CDM方法學(xué)；碳足跡

中圖分類號：F572.89 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1003-8256.2018.05.007

0 引言

近年來全球變暖問題一直引起人們的重視，其根源是因?yàn)樯a(chǎn)生活中排放過多的溫室氣體。其中各類溫室氣體中CO2對全球變暖的貢獻(xiàn)最大，占到55%，所以科學(xué)家們更注重大氣中CO2的變化。據(jù)政府間氣候變化委員會（IPCC）預(yù)測認(rèn)為，按照當(dāng)前大氣中CO2濃度增長的速度，到21世紀(jì)中葉，空氣中CO2的濃度將會從19世紀(jì)以前的280μmol/mol加倍增長到560μmol/mol-600μmol/mol[1]，屆時(shí)氣溫可能上升2攝氏度。即會造成生態(tài)系統(tǒng)的破壞，影響生物多樣性。因此減少CO2的排放問題刻不容緩。

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市機(jī)動車數(shù)量迅速增長。2007年《減少運(yùn)輸CO2排放報(bào)告》顯示，全世界來自燃油消費(fèi)排放的二氧化碳中，交通運(yùn)輸占28%， 2011年，我國交通運(yùn)輸部門能源消費(fèi)總量為28535.5萬噸標(biāo)煤，占能源消費(fèi)總量的8.2%[2]。利用低碳環(huán)保的交通方式可以幫助我們有效地減少CO2的排放。

目前針對碳減排的計(jì)算方法中，生命周期評價(jià)法（Life Cycle Assessment，LCA）能夠全面考慮項(xiàng)目過程中的碳排放，適用于計(jì)算大范圍的碳減排。為了估算、測量、核查和認(rèn)證清潔發(fā)展機(jī)制（Clean Development Mechanism，CDM）項(xiàng)目產(chǎn)生的減排量，建立了一套有效且具操作性的程序和方法，這樣的一套程序和方法稱之為CDM方法學(xué)[3]。該方法學(xué)可供計(jì)算具體項(xiàng)目的碳減排量。

1 公共自行車系統(tǒng)簡介

自行車作為一種大眾的出行方式，具有可達(dá)性強(qiáng)、出行方便、零排放的優(yōu)點(diǎn)。提高城市自行車出行比例，是構(gòu)建城市可持續(xù)交通系統(tǒng)不可或缺的部分[4]。近年來，城市公共自行車在北京、杭州等幾個(gè)試點(diǎn)城市已初具規(guī)模[5]。在緩解交通擁堵和大氣污染等方面已初具成效，其倡導(dǎo)低碳、健康的出行方式也已獲得公眾與政府的支持。

濟(jì)南市作為一個(gè)深受環(huán)境污染問題和道路擁堵問題危害的城市，大力發(fā)展公共自行車系統(tǒng)十分必要。濟(jì)南市主城區(qū)為單中心的布局結(jié)構(gòu)，市中心區(qū)人口密度高，地勢相對平緩，其涵蓋范圍約為90km2，而其5km～6km的半徑恰恰是自行車出行的最佳距離[6]。這意味著濟(jì)南市自行車交通的發(fā)展有先天優(yōu)勢。近年來，濟(jì)南公共自行車的數(shù)量迅速增加，截止到2017年上半年，濟(jì)南市約有18000輛公共自行車投入使用。作為一種新生事物，公共自行車系統(tǒng)對城市碳減排具有一定的貢獻(xiàn)，但貢獻(xiàn)度大小以及碳減排量的核算方法，目前還未有明確的研究結(jié)論。因此，本文旨在對這一問題進(jìn)行初步的探索，以期為更好地發(fā)展城市低碳交通提供理論依據(jù)，同時(shí)豐富碳減排核算的理論體系。

2 公共自行車系統(tǒng)碳減排的計(jì)算方法

2.1 基準(zhǔn)線排放因子

如今計(jì)算碳減排的CDM快速公交車減排量計(jì)算方法學(xué)中，對于公共自行車CCER項(xiàng)目的排放基準(zhǔn)線是假設(shè)使用公共自行車系統(tǒng)的這部分乘客，采用其他不同交通模式產(chǎn)生的排放量，其存在著一些值得討論的地方。在公共自行車系統(tǒng)成型初期，其實(shí)并沒有引起公交車、出租車這類載客型機(jī)動車載荷因子的變化，對其路上行駛的數(shù)量變化也影響甚微。載客型機(jī)動車無論載客與否，始終在正常行駛。這與之前介紹的CDM計(jì)算方法學(xué)有所沖突。于是為了更準(zhǔn)確的進(jìn)行分析，本文以濟(jì)南市為例，以公共自行車系統(tǒng)為研究對象，運(yùn)用以下方法進(jìn)行碳減排量的計(jì)算研究。

計(jì)算乘客基準(zhǔn)線排放因子E（本文指每人每千米所產(chǎn)生二氧化碳排放的折算系數(shù)）：

E=EB·CB+ET·CT+EC·CC （1）

其中：EB為乘坐公交車每人每交通距離的排放因子（g CO2/Pkm），CB為公交車系統(tǒng)年平均載客率，ET為乘坐出租車每人每交通距離的排放因子，CT為出租車系統(tǒng)年平均載客率，EC為乘坐私家車每人每交通距離的排放因子，CC為私家車系統(tǒng)年平均載客率。

（1）公交車基準(zhǔn)線排放因子（EB）

濟(jì)南市公交車類型繁多，有汽油車、柴油車、電車、新能源客車等，其中柴油客車為主要車型[7]。其中金旅客車占絕大多數(shù)，因此本文統(tǒng)一按照金旅客車進(jìn)行計(jì)算。據(jù)測試，此客車多載客一人，平均每100km增加油耗0.13L，折合CO2排放量0.315kg。即EB=3.15g CO2/Pkm。

（2）出租車基準(zhǔn)線排放因子（ET）

濟(jì)南市出租車多為CNG（壓縮天然氣）出租車，據(jù)測試，此種出租車多載客一人，平均每100km多燃?xì)?.21m3，折合CO2排放量0.378kg。即Et=3.78g CO2/Pkm。

（3）私家車基準(zhǔn)線排放因子（EC）

EC=2.4FEk/PC（kgCO2/kg fuel） （2）

FEk為私家車每公里耗油量，參考IPCC及Defra 2012年的數(shù)值，汽油小汽車每公里耗油量0.1L/km。PC為私家車平均載客量，濟(jì)南市為2人。即EC=120gCO2/Pkm。

濟(jì)南市綜合交通調(diào)查（2013年）結(jié)果顯示，濟(jì)南市城區(qū)公交系統(tǒng)年平均載客率為52.72%，出租車系統(tǒng)年平均載客率為2.87%，私家車系統(tǒng)年平均載客率為44.41%。即：CB=52.52%，CT=2.87%，CC=44.41%，將其代入（1）式，可得到基準(zhǔn)線排放因子：

E=3.15×52.72%+3.78×2.87%+120×44.41%

=0.05496kgCO2/km

2.2 基準(zhǔn)線碳排放量

基準(zhǔn)線碳排放量即“碳排放強(qiáng)度行業(yè)基準(zhǔn)值”，是某行業(yè)的代表某一生產(chǎn)水平的單位活動水平碳排放量，主要用于碳交易機(jī)制中的配額分配，是基準(zhǔn)線法的主要依據(jù)。

基準(zhǔn)線碳排放量計(jì)算公式如下：

DC=E·D （3）

其中，D為公共自行車代替的總里程（km）。根據(jù)摩拜單車在5月份給出的數(shù)據(jù)，其在濟(jì)南市入駐百日，總騎行距離達(dá)4402萬km，則知2017年全年平均總騎行距離達(dá)16067.3萬km，可得：

DC=0.05496kg/km×16067.3萬km=8830.588tCO2

項(xiàng)目減排量Er計(jì)算公式如下：

ER=DC-EP-EL （4）

其中ER為公共自行車項(xiàng)目的排放量（t CO2），EL為此項(xiàng)目的泄漏量（t CO2）。自行車為零碳排交通工具，即公共自行車項(xiàng)目的碳排放量EP為0。參考CCER方法學(xué)與CDM方法學(xué)，泄漏量包括：（1）此項(xiàng)目引起的其他公共交通方式載荷因子的變化，即出租車與公交車系統(tǒng)；（2）項(xiàng)目解決道路擁堵問題的反彈效應(yīng)，以及平均車速改變所引起的排放；（3）氣態(tài)燃料的上游排放。此項(xiàng)目于濟(jì)南市開展不足一年，未對其他交通系統(tǒng)有所影響，而且公共自行車未使用氣態(tài)燃料，因此無上游排放。即此項(xiàng)目的泄漏量EL為0。

則濟(jì)南市運(yùn)行的公共自行車項(xiàng)目2017年碳減排量約為8830.588tCO2當(dāng)量。

3 濟(jì)南市總碳排放量計(jì)算

3.1 碳足跡的定義

碳足跡（Carbon Footprint）的概念起源于生態(tài)足跡，是指對某種活動引起的（或某種產(chǎn)品生命周期內(nèi)積累的）直接或者間接CO2排放量的度量。其最早起源于哥倫比亞大學(xué)的Rees提出的生態(tài)足跡概念，即要維持特定人口生存和經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需要的或者能夠吸納人類所排放廢物的、具有生物生產(chǎn)力的土地面積[8]?！疤甲阚E”是近幾年來才提出的概念，所以對碳足跡的定義闡述理解還不是很統(tǒng)一。Grub和Ellis提出的定義：碳足跡是衡量化石燃料燃燒過程中排放二氧化碳總量的指標(biāo)[9]。本文用二氧化碳排放總量來衡量碳足跡，計(jì)算濟(jì)南市碳排放總量。

3.2 碳排放總量計(jì)算方法

化石燃料的燃燒是造成CO2排放的主要因素，本文主要考慮其中具代表性的傳統(tǒng)能源（煤炭，石油，液化石油氣），及電力能源的碳排放，得出計(jì)算公式如下：

（5）

其中，TC為總碳排放量，t；Pi為平均每人每年消耗第i種能源量（折算為標(biāo)煤），kg；Vi為第i種能源的碳排放系數(shù)；R為濟(jì)南市總?cè)丝冢恕?/p>

由于2017年濟(jì)南市生活用能源數(shù)據(jù)難以查詢獲取，基于《山東統(tǒng)計(jì)年鑒2017》中2012～2016年的能源數(shù)據(jù)（表1），通過灰色預(yù)測的方法[10]，得到2017年各項(xiàng)能源指標(biāo)（表2）。

查詢溫室氣體排放核算方法與報(bào)告指南，華北區(qū)域電網(wǎng)平均CO2排放因子為0.8843（kgCO2/kWh）。查詢2017年濟(jì)南市總?cè)丝?35.75萬人[11]。通過計(jì)算，濟(jì)南市2017年CO2排放總量為512.16萬t。

3.3 結(jié)論

計(jì)算結(jié)果表明，2017年濟(jì)南8830.588噸二氧化碳減排量相當(dāng)于減少了3679.4噸汽油的燃燒，或是3396.9噸標(biāo)煤的燃燒，占濟(jì)南總碳排量的0.17%。盡管城市公共自行車系統(tǒng)的使用對一個(gè)城市碳減排量的貢獻(xiàn)率不高，但若推廣至全國乃至全世界的城市，則碳減排的總量將非常可觀。長期看來，像濟(jì)南市這類交通、大氣環(huán)境質(zhì)量迫切需要改善的城市[12]，公交自行車項(xiàng)目對碳減排將具有非常積極的作用，符合當(dāng)今社會生態(tài)文明發(fā)展的要求。所以提出公共自行車項(xiàng)目對城市碳減排的貢獻(xiàn)率的核算方法，量化其產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益，對幫助公眾增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識，自覺履行環(huán)境保護(hù)義務(wù)；幫助決策者制定合理的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，減少和控制二氧化碳等溫室氣體的排放具有重要意義。

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Research on the Impact of Bicycle Sharing System on Low-carbon Traffic： a Case Study of Jinan

ZHU Li， SUN Xiaohang

（School of Municipal and Environmental Engineering， Shandong Jianzhu University， Jinan 250101， China）

Abstract：As a new and green way of travel， the Bicycle Sharing System not only facilitates the public， but also promotes the development of low-carbon transportation in cities and reduces the environmental pollution. The article uses the CDM methodology and improves it to estimate that the carbon reduction of the Bicycle Sharing System in Jinan in 2017 is about 8835.588 tons of CO2. At the same time， uses the carbon footprint method to estimate the total carbon emission of Jinan is 5121.6 thousand tons of CO2/a. The results show that the annual carbon emission reduction of the Bicycle Sharing System accounts for 0.17% of the total carbon emissions of Jinan. This shows that if all cities in China have popularized the Bicycle Sharing System， the total amount of carbon emission reduction will be very significant， so the input of Bicycle Sharing System has a good application value.

Keywords：Bicycle Sharing System； carbon emission reduction； CDM methodology； carbon footprint