城市交通減碳策略及體系實施效果研究綜述

潘薪同，石 飛

（南京大學建筑與城市規(guī)劃學院，江蘇 南京 210093）

0 引言

作為溫室氣體排放的重要來源，交通運輸部門減碳往往比其他部門更難①交通產(chǎn)生的溫室氣體主要包括CO2,CH4,N2O和HFC，其中CO2占比最大。本研究中用碳排放代指溫室氣體排放。。圖1所示為2005—2019 年全球5 個城市各自總體的以及交通運輸行業(yè)的碳排放水平[1-5]，經(jīng)對比可發(fā)現(xiàn)，5 個城市總體碳排放量大多呈波動中下降的趨勢，而交通運輸行業(yè)碳排放量雖然也在下降，但除東京外，其他城市交通碳排放下降程度均十分有限。與進入發(fā)展成熟期的城市不同，我國部分城市仍處于快速發(fā)展的城鎮(zhèn)化中后期，短期內(nèi)城市交通運行仍將嚴重依賴化石燃料燃燒，經(jīng)濟社會持續(xù)發(fā)展也就意味著交通碳排放的不斷增加。

圖1 全球部分城市總體及交通運輸歷史碳排放水平

2021 年10 月，國務院發(fā)布了《2030 年前碳達峰行動方案》，文件中將交通運輸綠色低碳行動作為“碳達峰十大行動”之一。該行動提出了諸多以減碳為目標的治理策略，包括新能源運輸工具及基礎設施推廣、智能交通發(fā)展、多式聯(lián)運、公交服務提升、交通基礎設施綠色化改造等[6]。面向有明確時間線的“雙碳”目標，交通行業(yè)亟需回答減碳體系究竟如何構(gòu)建才能在未來近四十年時間里實現(xiàn)最大程度減碳。

實際上，早在20 世紀90 年代，學者們便開始關(guān)注交通減碳的課題[7]。隨著部分國家減碳相關(guān)政策的發(fā)布，國內(nèi)外在2008年前后迎來了交通減碳問題討論熱潮。當前國內(nèi)外相關(guān)研究從內(nèi)容上看大致分為以下幾類：①交通運輸減碳路徑分析[8-13]；②交通運輸碳排放分布格局及差異分析[14-15]；③交通運輸碳排放影響因素分析及情景預測[16-20]；④交通運輸減碳與經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)系[21-22]；⑤低碳交通發(fā)展評價體系[23-24]；⑥交通減碳策略制度設計及實施效果[25-27]。然而，總體上針對交通減碳策略的實施效果以及實踐中如何組合交通減碳策略的研究仍相對較少，且這些少量探討實施成效的文獻其研究對象往往僅為單一交通減碳策略，無法與其他策略的實施效果形成有效對比，同時全局層面討論減碳方案的研究常通過定性分析指出交通減碳總體框架及發(fā)展趨勢，缺少對策略組合形式的進一步指導。

基于以上背景，本研究試圖梳理交通減碳策略及體系實施效果以厘清城市交通減碳體系構(gòu)建思路：一方面分別基于減碳與經(jīng)濟社會發(fā)展視角分析減碳策略的實施效果，另一方面從策略組合與體系構(gòu)建角度分析多減碳策略共同實施時的減碳表現(xiàn)，最終提出未來研究展望與政策建議，以期為實現(xiàn)交通運輸行業(yè)精準減碳提供決策參考。

1 城市交通減碳策略梳理

城市交通碳排放主要來自化石燃料燃燒，單位燃料碳排放量、燃油效率、總消耗量為減碳關(guān)鍵，交通運行中決定這三點的則是交通工具動力來源、駕駛員實際駕駛狀態(tài)及出行需求的實現(xiàn)方式，其共同構(gòu)成了城市交通減碳機制[11-13,28-29]。

（1）交通工具動力來源：車輛、船只、飛機等交通工具燃油效率提升及能源更替是實現(xiàn)交通減碳的核心路徑。燃油效率提升可通過交通工具換新或改裝實現(xiàn)[11]，而能源更替需要的是將純?nèi)加蛙囕v換為混合動力、燃料電池、氫能等新能源車輛，交通工具動力的全面升級與推廣對交通大幅度減碳至關(guān)重要。

（2）駕駛員實際駕駛狀態(tài)：機動車行駛速度平穩(wěn)保持在45～55mile/h（約為72～89km/h）通?？梢赃_到最佳燃油效率[13]，發(fā)動機冷啟動、突然變速等行為都會降低燃油效率，增加溫室氣體的排放，因此控制駕駛狀態(tài)有助于降低碳排放。駕駛狀態(tài)由駕駛習慣、交通運行狀況以及交通管理政策共同決定[11]，可通過培養(yǎng)生態(tài)駕駛習慣、改善交通流分布或約束駕駛速度來減少碳排放。

（3）出行需求管理：指通過推動出行方式轉(zhuǎn)換與縮短出行距離降低碳排放。此路徑需優(yōu)化公交、慢行、拼車等多種方式的出行體驗，引導私人小汽車出行向其他交通方式轉(zhuǎn)移，同時通過增加出行成本等方式降低汽車使用便利程度，減少非必要汽車出行，進而降低碳排放。

依據(jù)減碳機制，筆者系統(tǒng)梳理了當前已有的交通減碳策略[8-13]，如表1 所示，表格中的策略即為本研究的具體研究對象及減碳體系的組成要素。

表1 城市交通減碳策略

2 城市交通減碳策略實施效果

2.1 碳減排視角下策略實施效果

2.1.1 減碳效果具體表現(xiàn)

當前以交通減碳為主題的報告表明，對于尚未實現(xiàn)交通能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的城市，能源升級策略與定價策略表現(xiàn)出遠超過其他策略的減碳潛力。表2 展示了歐盟、日本及美國三個地區(qū)能在未來近30 年時間里實現(xiàn)較高減碳效益的策略[12-13,30-31]。長期看，制定車輛碳排放標準、促進新能源交通工具研發(fā)及購買、布局新能源設施等一系列推動交通工具能源升級的策略是實現(xiàn)減碳目標的關(guān)鍵組成。而燃油稅、碳稅及其他收費策略由于有較明顯的出行需求抑制效果也具備良好的減碳效率。

表2 部分國家的城市交通高減碳效益策略比較

同時，城市發(fā)展環(huán)境能支持減碳策略實施是政策發(fā)揮作用的重要基礎。清潔能源推廣程度、空間結(jié)構(gòu)、出行結(jié)構(gòu)、居民環(huán)保意識等都會影響一定時期內(nèi)策略的減碳效果。例如，日本與歐洲地區(qū)的城市大多采用集中式布局，公共出行方式有著較好的客流基礎，原有的空間結(jié)構(gòu)更有利于可持續(xù)出行方式發(fā)展，因此發(fā)展公交騎行等多種可持續(xù)交通方式及通過技術(shù)手段提升交通系統(tǒng)運行效率呈現(xiàn)出相對較好的減碳效果；而美國的很多城市在快速發(fā)展時期奠定了分散發(fā)展的基礎，用地結(jié)構(gòu)更有利于小汽車高效率出行，私人出行比例趨于穩(wěn)定，直接提高公交服務質(zhì)量并不會帶來出行結(jié)構(gòu)的明顯變化，需從源頭上進行用地結(jié)構(gòu)調(diào)整或直接限制駕駛速度才能有效減少碳排放。

此外，不同策略實現(xiàn)最優(yōu)效益的時間并不相同，部分減碳策略甚至需要幾十年才能達成較明顯的減碳效果。表3 所示為各類城市交通減碳策略最優(yōu)效益實現(xiàn)時間，可以看出，限速降低、生態(tài)駕駛習慣培養(yǎng)、車輛巡游限制等策略在5 年內(nèi)就可產(chǎn)生減碳效果，且實施期間排放量持續(xù)減少。而有的策略實施初期減碳效果并不明顯，需要多年時間才能實現(xiàn)最優(yōu)效益，如清潔能源交通工具推廣、公交導向型土地利用策略、劃定城市增長邊界等[12-13]。

表3 各類城市交通減碳策略最優(yōu)效益實現(xiàn)時間

表3 （續(xù)）

2.1.2 減碳效果影響因素

實踐表明，除城市自身發(fā)展環(huán)境外，減碳策略最終效果受以下四項因素影響。

（1）制度設計：減碳策略的制度設計決定了目標人群與影響范圍，進而很大程度上決定了最終減碳效果[11]。圖2 整理自一份以美國為研究地區(qū)的綜合性報告，報告顯示策略的不同實施規(guī)則可能會帶來明顯不同的減碳效果，燃油稅定為每加侖0.2美元與每加侖2.4美元，在約20年時間里帶來的溫室氣體排放差異接近4.7億tCO2[13]。

圖2 不同制度設計下的減碳效果差異

（2）需求誘發(fā)效應：又稱反彈效應，某些策略因具有緩解擁堵、提高車速等效果極易誘發(fā)需求，策略實施一段時間后，可能會因新需求出現(xiàn)再次增加碳排[11,32]，這類策略減碳效果具有較高的不確定性。有需求誘發(fā)效應的典型策略包括乘車共享、遠程辦公等減少路面行車的策略，以及瓶頸緩解、信號優(yōu)化、道路容量擴張等傳統(tǒng)效率提升策略。

（3）生命周期碳排：很多策略涉及設施建設、維護運營等環(huán)節(jié)，這些過程會產(chǎn)生大量碳排放，從全生命周期來看，這類策略不一定起到了減碳效果，高占有率車道、車輛報廢計劃及電氣化推進策略、公交導向型土地利用等都屬于這類策略[12-13]。

（4）相互作用：不同策略共同實施時會產(chǎn)生互相促進或抵消效果，比較明顯的相互作用包括：①公交導向型土地利用、劃定城市增長邊界、慢行系統(tǒng)改善、乘車共享、公交服務改善與經(jīng)濟激勵、市中心靜態(tài)設施退化等策略間有相互促進的效果[12]；②以減碳為直接目標的策略（如碳稅、零/低排放區(qū)等）有助于加速技術(shù)變革[27]。

2.2 多元視角下策略實施效果

除減碳效果外，策略實施還會對經(jīng)濟社會發(fā)展造成一定影響，以下分別從財政、社會、經(jīng)濟視角對實施效果展開分析。

2.2.1 財政視角下的實施效果

減碳策略實施通常伴隨一定的財政支出，僅少數(shù)策略能帶來財政收入。表4 所示為根據(jù)歐盟國家與美國相關(guān)研究整理得到的高成本和低成本策略[13,32-33]，可以看出，涉及公共服務供給與公共設施建設的交通系統(tǒng)運行效率提升、新能源設施規(guī)劃建設與公共交通服務改善等策略財政支出一般較高，而在實施過程中政府主要負責制度設計及監(jiān)管的策略僅需較少的財政支出。通常情況下，僅燃油稅、碳稅等稅收政策及道路收費、停車收費等定價策略會產(chǎn)生財政收入，規(guī)則設置得當?shù)亩▋r策略可使政府獲得持續(xù)穩(wěn)定的財政來源。

表4 財政成本視角下減碳策略分類

實際上，相同策略在不同地區(qū)實施時管理方式和收費金額等規(guī)則一般不同，因而實施過程中的財政支出及收入水平存在一定差異。例如倫敦市中心的收費策略采用自動車牌讀取和遠程通信系統(tǒng)，就2016 年來看，運營成本為1.72 億美元，占總收入的49%，而同年新加坡的電子道路收費系統(tǒng)運營成本僅為0.19億美元，占總收入的16%[34]。

2.2.2 社會視角下的實施效果

一些城市交通減碳策略會產(chǎn)生緩解擁堵、增加出行選擇、提升宜居性等社會效益，而部分策略則會帶來居民出行成本增加等負面影響，因此在制定策略前應著重厘清其負面社會效應。出行成本增加的問題集中體現(xiàn)在收費策略上[35-37]。收費策略一般通過減少出行次數(shù)及出行距離、調(diào)整出行方式、改變出行時間等途徑減少排放，但實際上收費策略對出行者的影響程度因人而異，其往往取決于收入、居住地等個人因素[11]。從實踐來看，收費策略對價格變化較為敏感的人群影響較大，因此其對低收入人群及高收入人群會形成不成比例的影響[38]，尤其對于居住于城市邊緣地區(qū)的低收入人群影響最為嚴重[39]。

為此，學者們提出收費策略實施地區(qū)必須配有可替代汽車出行的交通方式，否則應審慎實施[40]。同時，應注意通過再分配過程減少政策對低收入群體的影響，通過增加公交與保障性住房投資、稅收減免等途徑減輕其對低收入群體的影響[41]。

2.2.3 經(jīng)濟視角下的實施效果

短期看交通碳排放與經(jīng)濟發(fā)展息息相關(guān)，因此一些減碳效果明顯的收費策略可能會對宏觀經(jīng)濟造成負面影響。收費策略的經(jīng)濟學原理是將外部成本內(nèi)部化[42]，但實際上，完全社會成本需要非常高的收費水平[11]，在高收費水平下人們會放棄許多重要出行[43]，即使在較低的收費水平下，該類策略也會對消費等彈性出行需求造成影響[44]，進而影響地區(qū)經(jīng)濟活力[45]。

交通出行是生產(chǎn)生活的基礎，實現(xiàn)交通減碳需要的是出行結(jié)構(gòu)與能源結(jié)構(gòu)的根本轉(zhuǎn)型，收費策略應以培養(yǎng)居民出行習慣為目的，必須在不犧牲居民移動性的前提下實施。因而在設計減碳策略時，可建立預測模型判斷政策實施對經(jīng)濟發(fā)展的影響程度，再分對象分階段展開制度設計，以保證策略合理有效。

3 城市交通減碳體系實施效果

3.1 高效率策略組合

多種策略組合實施的效果并非各策略減碳程度的簡單疊加，利用策略間相互作用及效益實現(xiàn)時長的差異可有效提升策略減碳效率，對此學者們提出了以下高減碳效率策略組合建議。

（1）一定時期內(nèi)應同時實施的策略：①有相互促進效果的策略需共同實施，如公交導向型土地利用、慢行系統(tǒng)改善、公交服務改善等策略[12-13]，實施這些策略時可配合抑制小汽車出行的策略以強化減碳效果[32]，同時，實施抑制需求策略的地區(qū)必須配有公交或其他可選擇的交通方式，否則不應實施；②交通運行效率提升等可誘發(fā)出行需求的策略需配合收費策略等抑制需求的策略共同實施[32]；③應將收費策略獲得的收入投入到改善低收入群體生活、技術(shù)革新相關(guān)的策略中，以實現(xiàn)減碳過程良性循環(huán)[46]。

（2）不同時期可分步實施的策略：①短期內(nèi)可選擇成本效益較好的策略，包括限速降低、生態(tài)駕駛習慣培養(yǎng)、擁堵收費、停車管理等[11]；②長期持續(xù)實施的策略應包括汽車動力升級推進及相關(guān)稅收策略、公交導向型土地利用、劃定城市增長邊界、公交服務改善、慢行系統(tǒng)改善等[11,47]，這些策略雖需要較長的時間才能看到明顯成效，但可以永久地減少碳排放，且?guī)缀醪粫?jīng)濟社會發(fā)展造成負面影響。

3.2 高效率減碳體系

長期看，系統(tǒng)性較高的減碳體系才能實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。《巴黎協(xié)定》設定了21 世紀后半葉實現(xiàn)碳中和的目標后，許多城市對自身減碳體系展開了反思。根據(jù)《倫敦環(huán)境戰(zhàn)略》，沿用現(xiàn)有策略只能使倫敦2050 年碳排放在1990 年排放水平基礎上減少約35%，遠不能達到減碳90%的目標[48]。為此，基于原有減碳策略，紐約、倫敦、東京等城市均重新構(gòu)建了涵蓋交通、工業(yè)等多部門的系統(tǒng)性減碳方案。

從當前全球城市的實踐來看，交通部門的系統(tǒng)性減碳均采取了以交通工具管理為核心，兼顧駕駛狀態(tài)和出行需求管理的思路。表5 所示為紐約、倫敦和東京在最新城市發(fā)展戰(zhàn)略中提出的交通減碳策略方案[48-50]。對比三份方案可以發(fā)現(xiàn)，新能源交通工具的推廣是減碳體系的核心，一方面使用稅收、補貼等經(jīng)濟手段激勵新能源汽車的研發(fā)制造，降低消費者購買與持有車輛的成本，另一方面利用空間規(guī)劃廣泛布局充電加氣設施，建立有利于零排放汽車使用與停放的政策區(qū)，通過推行新能源汽車政策及加速基礎設施建設實現(xiàn)車輛零排放。而駕駛狀態(tài)與出行需求管理則作為輔助策略，以豐富居民的出行選擇，提高交通系統(tǒng)服務質(zhì)量。

表5 代表城市交通減碳體系

表5 （續(xù)）

4 研究展望及政策建議

減碳效果是未來城市交通減碳策略制定及體系構(gòu)建的重要抓手。歸納現(xiàn)有研究成果發(fā)現(xiàn)，目前針對交通減碳策略實施效果的研究大多來自美國、英國及歐盟國家，這些地區(qū)在低碳交通成為研究熱點之前已經(jīng)在交通治理領(lǐng)域積累了豐富的實踐經(jīng)驗。但于我國而言，大多數(shù)城市在20世紀90 年代初才正式開啟城鎮(zhèn)化進程，目前交通減碳策略實踐仍處于起步階段，本土實踐的相對匱乏使國內(nèi)交通減碳策略實施效果的研究主要集中于模型方法討論，實證研究相對較少，且這些少量的研究多以某一單獨策略為對象，尚未關(guān)注到策略實施時相互作用及減碳體系的構(gòu)建思路。未來隨著我國城市交通減碳策略的逐步應用，基于本土實踐的策略實施效果將會被更加深入的討論。

我國城市目前雖然已采取了部分交通減碳策略，但為了更好地支撐我國實現(xiàn)“雙碳”目標，未來可從以下方面著手構(gòu)建交通減碳體系。

（1）建立以能源更替及豐富出行選擇為核心的長效減碳方案

城市交通低碳排甚至零碳排不僅是目標，更是未來應長期保持的一種狀態(tài)，其關(guān)鍵在于逐步消除交通碳源及改變?nèi)藗兊某鲂行袨椋虼顺鞘薪煌p碳方案應以推動能源升級和提供多種出行選擇為核心，一方面為新能源交通工具的推廣建立系統(tǒng)的政策及基礎設施環(huán)境，另一方面發(fā)展優(yōu)質(zhì)的多模式公交服務，整合公交與土地利用，設計服務于全交通方式及全年齡段使用者的完整街道，持續(xù)提升低碳出行方式相較于小汽車出行的競爭力。

（2）近期應以減碳為目標探索構(gòu)建成本效益良好的減碳策略組合

新能源技術(shù)的研發(fā)推廣需經(jīng)歷較長時間周期，實現(xiàn)推廣前城市交通減碳仍有賴于諸多策略有機結(jié)合形成的系統(tǒng)減碳方案。因此建議首先可采用試點方式探索高速限速降低、建立生態(tài)車道或駕駛員考試中增加生態(tài)駕駛培訓這些策略在我國城市實施的可能性，并嘗試將擁堵收費、停車收費與車輛排放情況關(guān)聯(lián)。其次，應采取技術(shù)手段持續(xù)優(yōu)化人和物流動，并監(jiān)控交通工具與交通系統(tǒng)的排放情況。在探索中逐步建立系統(tǒng)的減碳體系，助推交通系統(tǒng)能源升級與革新。

（3）注意跟進策略實施效果并構(gòu)建地區(qū)間信息共享機制

減碳策略實施不僅會影響碳排放，也會帶來經(jīng)濟社會其他方面的改變，因此應注意對減碳策略的效益與成本開展持續(xù)的跟蹤研究。在實施效益方面，應注意分析單個策略生命周期減碳潛力、策略對需求是否產(chǎn)生誘導等。在實施成本方面，減碳策略的財政負擔、對弱勢群體的影響、對經(jīng)濟活動的影響都應作為要點，尤其是不利于弱勢群體的策略應通過合理的制度設計減輕其負面影響。

此外，可嘗試建立地區(qū)間交通減碳信息共享機制，從體系與策略兩方面共享經(jīng)驗以提高減碳方案制定與實施效率。體系構(gòu)建層面，應涵蓋城市規(guī)模、出行結(jié)構(gòu)等基礎信息以及減碳目標、碳排放預測方法、減碳策略組成等信息。策略制定層面，需涵蓋運行規(guī)則、參與主體、減碳程度及最佳效益實現(xiàn)時長、其他附加效果、財政及經(jīng)濟社會實施成本、與其他策略的相互作用關(guān)系等信息。

5 結(jié)語

本文系統(tǒng)梳理了城市交通減碳策略及減碳體系的實施成效。研究發(fā)現(xiàn)，對于尚未實現(xiàn)交通能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的城市，交通能源升級策略與定價策略通常表現(xiàn)出遠超過其他策略的減碳潛力，由于城市發(fā)展基礎、具體制度設計等諸多因素都會影響實施效果，因此策略減碳效率表現(xiàn)出因時因地而異的特征。除減碳效果外，策略實施常伴隨經(jīng)濟社會多方面的成本及效益，有負面效應的策略必須配合實施影響評估及完善的制度設計，否則應審慎實施。目前，我國部分城市的交通治理體系并不足以支撐自身實現(xiàn)低碳可持續(xù)發(fā)展，未來應利用策略間相互作用及各策略最佳效益實現(xiàn)時長各異的特征，建立近期與遠期交通減碳策略組合，在探索中逐步建立系統(tǒng)性高的減碳體系。由于我國交通減碳實踐仍處于起步階段，因此本研究中引用的數(shù)據(jù)大多來自歐美地區(qū)，未來探討基于本土實踐的策略實施效果將成為主流研究方向。