“雙碳”目標(biāo)下?lián)P州交通碳排放量測算及分析

沙愛敏，陳 婷，呂凡任，王曉東

(1.揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué) 土木工程學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225009；2.儀征市交通運輸局，江蘇 儀征 211400)

1 引言

交通運輸業(yè)作為揚(yáng)州經(jīng)濟(jì)增長的基礎(chǔ)性和服務(wù)性行業(yè)，伴隨以化石燃料消耗為主的交通能源量也在急劇增加，從而導(dǎo)致交通運輸業(yè)碳排放量顯著增長，使得交通運輸業(yè)成為碳排放量增長最快的領(lǐng)域之一。在“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)下，交通運輸行業(yè)具備較強(qiáng)的碳減排潛力,因此，推動交通運輸業(yè)碳排放達(dá)峰和深度減排，構(gòu)建高效、通暢、合理的綠色綜合交通運輸體系是揚(yáng)州交通節(jié)能減排，實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的必經(jīng)之路[1～4]。建設(shè)和發(fā)展綠色交通運輸體系的關(guān)鍵在于對交通運輸業(yè)碳排放的控制，在構(gòu)建揚(yáng)州綠色交通體系時必須要對交通運輸業(yè)碳排放量進(jìn)行合理地測算，并分析交通碳排放量的發(fā)展趨勢，以便更好地促進(jìn)交通運輸業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[5]。

2 交通運輸碳排放量數(shù)據(jù)來源與測算方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

本文根據(jù)《中國能源統(tǒng)計年鑒》《江蘇統(tǒng)計年鑒》《揚(yáng)州統(tǒng)計年鑒》及相關(guān)數(shù)據(jù)資料，由于倉儲和郵政業(yè)用能消費比重相對較小，并且年鑒資料關(guān)于交通運輸業(yè)能源消耗是與倉儲、郵政業(yè)合并后統(tǒng)計，因此本文將此項數(shù)據(jù)直接作為交通運輸業(yè)的終端能源消耗。交通運輸碳排放是交通運輸?shù)耐獠控?fù)效應(yīng)，是各種運輸方式在旅客和貨物運輸方式中產(chǎn)生的非期望產(chǎn)出。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)研究得到，交通碳排放的重要原因是一次性化石能源消耗，產(chǎn)生以CO2為主的溫室氣體[6，7]。由于原油不用于終端消耗，多用于加工生產(chǎn)二次能源，同時熱力和電力一次消耗沒有直接的碳排放，因此原油、熱力和電力的消耗量在測算過程中不考慮[8]。另外，根據(jù)道路、鐵路、水運、航空交通出行方式的用能特點，選取原煤、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油氣、天然氣7種主要能源進(jìn)行交通碳排放量測算。

2.2 測算方法

由于目前揚(yáng)州沒有最直接的碳排放量數(shù)據(jù)，因此需要通過相應(yīng)的核算方法進(jìn)行測算。根據(jù)各種數(shù)據(jù)的獲取情況，結(jié)合揚(yáng)州交通運輸業(yè)的行業(yè)特征及能源消耗量，本文采用碳排放系數(shù)法對交通碳排放量進(jìn)行測算。根據(jù)《IPCC 國家溫室氣體清單指南》(2006)，移動源碳排放核算方法有“自上而下”法和“自下而上”法?！白韵露稀狈y算交通運輸碳排放量需要車輛類型、車輛保有量、行駛里程、燃料消耗量等數(shù)據(jù)來計算交通能耗，但未有權(quán)威統(tǒng)計數(shù)據(jù)對居民出行里程、出行量、出行工具的選擇等進(jìn)行統(tǒng)計[9～11]，因此本文采用“自上而下”法來計算交通碳排放量，即各類能源折算成標(biāo)準(zhǔn)煤消耗量與碳排放系數(shù)相乘。交通碳排放量測算具體計算如公式(1)所示。

(1)

式(1)中：CO2為交通運輸業(yè)碳排放總量；ECi為交通運輸業(yè)第i種能源終端消耗實物量；Fi為第i種能源折算成標(biāo)準(zhǔn)煤參考系數(shù)；Ki為第i種能源碳排放系數(shù)；ALVi為第i種能源平均低位發(fā)熱量；CVi為第i種能源單位熱值含碳量；COFi為第i種能源碳氧化率。

為反映交通運輸碳排放與交通運輸經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平之間的聯(lián)系，考慮相對于經(jīng)濟(jì)效益的環(huán)境壓力，引入碳排放強(qiáng)度指標(biāo)對交通運輸業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展效果進(jìn)行間接考量。從產(chǎn)值的角度，指的是一定時期內(nèi)交通運輸碳排放總量與交通運輸生產(chǎn)總值之比，即單位交通GDP碳排放，反映交通運輸產(chǎn)值增加所付出的環(huán)境代價，其值越大表明交通運輸經(jīng)濟(jì)增長的發(fā)展過程中付出的環(huán)境代價在增大，交通發(fā)展環(huán)境效應(yīng)大于交通運輸業(yè)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，交通運輸業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對碳排放的依賴程度較大。其值越小，說明交通運輸業(yè)產(chǎn)值增長的同時帶來的環(huán)境壓力越小，交通發(fā)展環(huán)境效應(yīng)小于經(jīng)濟(jì)效應(yīng)[12]。

3 交通運輸碳排放量測算結(jié)果

基于表1中各類碳排放系數(shù)及相關(guān)資料，利用公式(1)對2005～2019年揚(yáng)州市交通運輸碳排放量進(jìn)行計算，考慮相對于經(jīng)濟(jì)效益的環(huán)境壓力，從產(chǎn)值的角度對揚(yáng)州交通運輸碳排放強(qiáng)度進(jìn)行計算，結(jié)果如表2所示。

表1 各種能源碳排放系數(shù)

4 交通碳排放量測算結(jié)果分析

4.1 揚(yáng)州交通碳排放總量及人均碳排放量分析

對揚(yáng)州交通運輸碳排放總量及人均碳排放量進(jìn)行分析。從表1、表2及圖1中交通碳排放量的發(fā)展趨勢可以發(fā)現(xiàn)，2005～2019年揚(yáng)州交通碳排放總量呈不斷上升的趨勢，碳排放總量從2005年的85.9787萬t增長到2019年的405.4667萬t，增長了約3.72倍，年均增長率約為11.72%。雖然揚(yáng)州交通碳排放總量呈現(xiàn)出不斷上升的趨勢，但同比增長率呈現(xiàn)出略有下降的趨勢，總體上呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢。結(jié)合測算數(shù)據(jù)，根據(jù)《揚(yáng)州統(tǒng)計年鑒》匯總年末人口指標(biāo)，計算2005～2019年揚(yáng)州交通運輸業(yè)人均碳排放量及年增長率，如圖2所示。揚(yáng)州人均碳排放量總體呈不斷上升的趨勢，由2005年的0.19 t/人增加到2019年的0.89 t/人，增加了3.68倍，年均增長率達(dá)到11.67%，略低于交通碳排放總量的年均增長率。對比圖2和圖3可以發(fā)現(xiàn)，揚(yáng)州交通碳排放總量和人均碳排放量的年均增長率發(fā)展趨勢基本一致。從3個階段對揚(yáng)州交通碳排放量變化過程進(jìn)行分析。

圖1 揚(yáng)州交通碳排放總量及同比增長率

圖2 揚(yáng)州交通人均碳排放量及同比增長率

表2 2005～2019年揚(yáng)州交通運輸碳排放總量和強(qiáng)度

(1)2005～2010年，交通碳排放量呈中速發(fā)展，碳排放量從85.9787萬t增長到149.9860萬t，平均同比增長率為11.86%，在這個階段，完成了第十一個5年計劃，經(jīng)濟(jì)總量和綜合實力都進(jìn)入到了一個新階段，從而也加快推進(jìn)交通運輸業(yè)的建設(shè)發(fā)展。

(2)2011～2015年，在這一階段，交通運輸部提出了《交通運輸“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，這也給揚(yáng)州交通運輸指明了新方向，交通運輸業(yè)快速發(fā)展，隨著居民日益提高的經(jīng)濟(jì)生活水平，出行也逐漸增多。交通碳排放量呈現(xiàn)顯著增長，平均同比增長率為16.43%，交通運輸經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時也導(dǎo)致了環(huán)境污染加重。

(3)2016～2019年，隨著交通運輸業(yè)提出推動建設(shè)節(jié)約型和環(huán)境友好型的交通運輸行業(yè)，交通運輸業(yè)轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，更加注重綠色低碳可持續(xù)發(fā)展交通。《“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案》，明確了節(jié)能減排工作的目標(biāo)和任務(wù)并進(jìn)行了全面部署。揚(yáng)州積極發(fā)展綠色低碳交通運輸為重點并產(chǎn)生了一定的成效，交通碳排放量呈現(xiàn)較低的增長趨勢，平均同比增長率6.18%。但相對于江蘇省同期交通碳排放平均同比增長率4.11%水平，說明揚(yáng)州綠色低碳交通發(fā)展任重而道遠(yuǎn)，需持續(xù)推進(jìn)節(jié)能減排工作。

4.2 揚(yáng)州交通碳排放強(qiáng)度分析

從表2數(shù)據(jù)及圖3可知，2005～2019年，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，揚(yáng)州交通碳排放強(qiáng)度值相對較小，總體呈現(xiàn)“降升降”變化特征，從2005年的2.81萬t/億元降低到2019年的2.03萬t/億元，年均下降幅度為2.39%。后期呈現(xiàn)不斷下降的趨勢，表明單位交通運輸經(jīng)濟(jì)發(fā)展付出的環(huán)境成本不斷降低，交通運輸經(jīng)濟(jì)發(fā)展增長速度大于交通碳排放增長速度，交通運輸業(yè)經(jīng)濟(jì)效益顯著增長。尤其“十二五”“十三五”期間，隨著交通行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的應(yīng)用及交通節(jié)能減排政策措施的推進(jìn)，交通行業(yè)碳排放管控力度的加大，揚(yáng)州交通運輸業(yè)碳排放強(qiáng)度得到了一定控制，通過持續(xù)的優(yōu)化交通產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，能源利用效率、交通運輸效率都有所提升，使得交通碳排放對交通行業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的依賴性大幅下降。

圖3 揚(yáng)州交通碳排放強(qiáng)度

4.3 交通運輸碳排放結(jié)構(gòu)分析

隨著揚(yáng)州經(jīng)濟(jì)和社會的快速發(fā)展，截至2020年底，揚(yáng)州人均可支配收入達(dá)到3.8843萬元，居民消費能力逐漸增強(qiáng)，旅游業(yè)迅速發(fā)展，出行需求不斷增加。居民對于出行交通工具的選擇，不再片面強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)性，而考慮較多的是交通工具便捷性和舒適性。因此，高鐵、飛機(jī)等交通運輸工具更加迎合了消費者的心理需求，使得交通能源需求大大增加。由于不同交通工具自身特點不同，從而使用的運輸燃料也有所區(qū)別。揚(yáng)州交通運輸各類能源的利用比例也會發(fā)生相應(yīng)的變化，各類交通能源碳排放量占比見圖4所示。

圖4 各類交通能源碳排放量占比

隨著交通運輸業(yè)能源消耗量的逐年增加，7種能源中除了原煤的消耗量逐年降低之外，其他能源消耗量均有所上漲，但增長幅度卻有所不同。從圖4可知，隨著揚(yáng)州交通碳排放總量的不斷增長，原煤消耗產(chǎn)生的碳排放量不斷降低，占比也從2005年的2.87%下降到2019年的0.011%，年均下降幅度約為24.8%，在所有能源中碳排放量占比下降幅度最大。說明原煤在交通能源結(jié)構(gòu)中的地位越來越低，主要原因是隨著科學(xué)技術(shù)的提高，以煤炭作為交通運輸工具動力的情況減少，隨著鐵路電氣化水平的不斷提升，現(xiàn)有的蒸汽機(jī)車主要被用于工業(yè)運輸或廠礦運輸，以煤炭為主要燃料的鐵路蒸汽機(jī)車逐漸被淘汰。其他燃料消耗產(chǎn)生的碳排放量呈現(xiàn)逐漸增長的趨勢。

從能源消耗碳排放占比上來看，汽油、柴油碳排放量占比最大，是交通運輸碳排放的主要來源。其中，柴油占交通碳排放量比例最大，且柴油消耗產(chǎn)生的碳排放量不斷增長。2015～2019年，柴油消耗碳排放量平均占比達(dá)到了44.06%，碳排放量從2015年的39.03萬t增加到2019年的172.83萬t，年均增長率約為11.21%。柴油相對于其他燃料產(chǎn)生的動力更足，廣泛用于道路運輸、鐵路運輸和水路運輸。道路運輸中，重型貨物的運輸離不開柴油，2018年全市公路貨運總量和貨物周轉(zhuǎn)量分別完成0.76億t和140.62億t·km，分別比2017年增長7.04%和6.2%，貨物運輸量的增加對柴油的需求量和使用量都較大。另外，隨著近年來互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，快遞業(yè)務(wù)量不斷增長，在一定程度上也增加了道路柴油機(jī)的使用。在鐵路運輸中，雖然電力機(jī)車數(shù)量不斷增加，但存在的部分內(nèi)燃機(jī)車還是主要使用柴油，對柴油的需求量仍然存在。水路運輸雖然客運周轉(zhuǎn)量較少，但對于貨物運輸也是運輸?shù)闹饕绞街弧?018年全市水路貨運量和貨物周轉(zhuǎn)量分別完成0.65億t和272.71億t·km，占貨物運輸量的46%，尤其2019年、2020年由于特殊形勢的影響，公路運輸量有所降低，水路運輸量占比不斷提高，2020年占總貨運量的59%，水路運輸對柴油仍然存在較大需求。

汽油消耗產(chǎn)生的碳排放量僅次于柴油，平均占比達(dá)43.76%，雖然汽油碳排放量不斷增加，從2015年的38.59萬t增長到2019年的165.41萬t，但其在總碳排放量中的占比卻在不斷降低。道路運輸主要是客運以汽油作為燃料，隨著交通科技的不斷發(fā)展，國家對環(huán)保的重視，交通工具用能的改造，越來越多的清潔能源利用到交通運輸領(lǐng)域，比如利用電力、天然氣來代替汽油的使用，新能源汽車的應(yīng)用。雖然這些清潔能源尚未得到足夠的推廣和普及，道路運輸仍然以汽油為主，但是隨著綠色低碳可持續(xù)交通的要求，促使未來對能源利用的多樣化，汽油消耗產(chǎn)生的碳排放量比重會越來越低。

煤油主要用于航空運輸，雖然用時短、效率高，由于運輸成本高主要用于客運。自從揚(yáng)泰機(jī)場正式通航以來，從2017年的客運量183.65萬人到2019年的297.97萬人，煤油碳排放量也是不斷增加，平均占比7.09%。未來隨著生活水平的提高及追求高效率，航空運輸消耗煤油量會有所增加，碳排放量也會隨之增加。

天然氣開采難度相對較大，相比較于其他能源應(yīng)用尚未完全普及，應(yīng)用量較小，碳排放量平均占比僅占0.31%，但增長幅度較大，變動指數(shù)達(dá)到了343.31，是所有能源中變動指數(shù)最大的。天然氣安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)高效，隨著我國能源戰(zhàn)略發(fā)展及綠色交通的推進(jìn)，相信未來天然氣的普及率會越來越高，會更多地運用于交通運輸領(lǐng)域。

5 揚(yáng)州交通運輸綠色發(fā)展路徑

(1)完善交通管理結(jié)構(gòu)，健全節(jié)能降耗激勵和約束機(jī)制。相關(guān)部門制定完善的道路交通排氣污染管理、污染報警及處置對策機(jī)制，建立完善的機(jī)動車排放監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。建立道路交通統(tǒng)籌機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)落實公共交通發(fā)展、規(guī)劃、土地利用、資金使用等協(xié)調(diào)管理工作，交通的碳排放控制水平，作為政府業(yè)績的評判標(biāo)準(zhǔn)之一。推動綠色低碳交通運輸市場機(jī)制運用，建立節(jié)能環(huán)保技術(shù)服務(wù)市場，培育節(jié)能減排第三方服務(wù)機(jī)構(gòu)，引導(dǎo)交通運輸企業(yè)自愿減排，積極參與國內(nèi)碳排放交易市場[13]。

(2)基于綠色理念的交通運輸結(jié)構(gòu)優(yōu)化是實現(xiàn)碳中和目標(biāo)的重要路徑，為揚(yáng)州交通健康發(fā)展提供方向。推動交通與土地利用的一體化協(xié)調(diào)，將路權(quán)歸還給步行、騎行和公共交通。由于公共交通與步行及自行車交通系統(tǒng)緊密銜接，因此，實施公交優(yōu)先戰(zhàn)略的同時要充分重視步行和自行車交通系統(tǒng)建設(shè)，即打造“走乘騎”的綠色低碳可持續(xù)的完整出行鏈。步行和自行車交通系統(tǒng)建設(shè)是否完善會直接影響居民出行意愿和方式，因此，打通非機(jī)動交通“斷頭路”，構(gòu)建無障礙且連續(xù)的人行道和非機(jī)動車道路網(wǎng)，加大非法侵占人行道和非機(jī)動車道的處罰力度，營造優(yōu)良的非機(jī)動車交通出行環(huán)境，實現(xiàn)綠色低碳可持續(xù)出行方式[14,15]。通過提升慢行系統(tǒng)品質(zhì)、優(yōu)化城市公交網(wǎng)以及構(gòu)建綠色智能出行服務(wù)系統(tǒng)等方式，營造安全、舒適、便捷的一體化綠色出行系統(tǒng)環(huán)境。

(3)提高能源技術(shù)水平，調(diào)整交通能源結(jié)構(gòu)，加大清潔能源應(yīng)用。加強(qiáng)研發(fā)新型清潔燃料，提高天然氣、電力等能源在交通運輸業(yè)能源消耗比重，逐漸以清潔燃料替代傳統(tǒng)能源，降低對煤炭以及石油等高碳排放能源的依賴。給予技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的優(yōu)惠政策，不斷研發(fā)能源利用效率較高但能耗排放低的新型交通運輸工具。積極推進(jìn)純電動、太陽能等新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，通過稅收減免、補(bǔ)貼等相關(guān)鼓勵政策促進(jìn)新能源汽車廣泛使用，并且優(yōu)化新能源汽車充電樁布局，在產(chǎn)業(yè)物流園區(qū)、工業(yè)園區(qū)等片區(qū)加快新能源汽車充電樁建設(shè)，為新能源汽車的使用創(chuàng)造便捷條件，從而逐步淘汰能耗排放高、容量低的污染型交通運輸工具。

6 結(jié)語

交通運輸業(yè)快速增長的碳排放對城市環(huán)境形成負(fù)面影響，阻礙了城市的高質(zhì)量發(fā)展。做好碳達(dá)峰、碳中和工作是交通運輸領(lǐng)域的一項重要任務(wù)，也是“十四五”時期推進(jìn)交通強(qiáng)國建設(shè)的重點領(lǐng)域。本文運用“自上而下”的碳排放測算系數(shù)法進(jìn)行揚(yáng)州交通運輸碳排放量測算，得到揚(yáng)州交通碳排放數(shù)據(jù)并進(jìn)行交通碳排放總量、人均交通碳排放量、交通碳排放強(qiáng)度、交通碳排放結(jié)構(gòu)分析，通過交通碳排放量測算有利于全面、科學(xué)把握揚(yáng)州交通碳排放的發(fā)展趨勢并從完善交通管理結(jié)構(gòu)、優(yōu)化交通運輸結(jié)構(gòu)、調(diào)整交通能源結(jié)構(gòu)方面提出相應(yīng)的對策建議，構(gòu)建適合揚(yáng)州交通綠色發(fā)展路徑，對于促進(jìn)揚(yáng)州交通綠色低碳可持續(xù)發(fā)展進(jìn)而帶動經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到積極作用。