中國省域交通碳排放量的時空演變特征

黃甫蘭

摘? 要：為滿足社會經(jīng)濟貨物和旅客流通的需求，主要依賴化石燃料驅(qū)動的交通運輸業(yè)成為中國碳排放量的重要來源?；?010—2020年30個省區(qū)交通運輸領(lǐng)域的能源消耗數(shù)據(jù)，通過交通能耗法測算中國和各省區(qū)的交通碳排放量，并分析其時空演變特點，結(jié)果表明：中國交通碳排放量始終處于高位運行，但增長速度放緩；從空間格局來看，由東部沿海地區(qū)向西部地區(qū)碳排放量逐漸降低，東南地區(qū)是碳排放量的重要來源。為實現(xiàn)交通碳減排目標，提出以下建議：優(yōu)化交通運輸結(jié)構(gòu)，支持新能源運輸產(chǎn)業(yè)發(fā)展，優(yōu)先發(fā)展公共交通運輸，推進智慧交通發(fā)展。

關(guān)鍵詞：交通運輸；碳排放量；時空演變；碳減排

中圖分類號：F403.3? ? 文獻標志碼：A

DOI：10.13714/j.cnki.1002-3100.2023.11.013

Abstract： To meet the needs of the social and economic circulation of goods and passengers， the transportation industry， which is mainly driven by fossil fuels， has become an important source of carbon emissions in China. Based on the energy consumption data of 30 provincial areas in 2010 to 2020， the transportation carbon emissions of China and the provinces are calculated using the traffic energy consumption method， and the results show： China's transportation carbon emissions are always at a high level， but the growth rate slows down; from the spatial pattern， the carbon emission from the eastern coastal region to the western region gradually decreases， and the southeast is an important source of carbon emissions. In order to achieve the target of carbon emission reduction in transportation industry， the following suggestions are put forward： Optimize the transportation structure， support the development of new energy transportation industry， give priority to the development of public transportation， and promote the development of smart transportation.

Key words： transportation industry; carbon emissions; spatial

-temporal evolution; carbon emission reduction

0? 引? 言

能源的快速消耗助力全球工業(yè)化快速發(fā)展，但也伴隨著大量廢氣排放，全球變暖等生態(tài)環(huán)境問題逐漸受到關(guān)注。當前，中國經(jīng)濟已由高速增長轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段，堅持綠色低碳的發(fā)展理念不僅是經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的必然要求，更是關(guān)乎人民生存和生活質(zhì)量的重要基礎(chǔ)性命題。

交通運輸是國民經(jīng)濟的脈絡(luò)，承擔著旅客流動和商品流通的職能，是社會能源消耗和碳排放的重要組成行業(yè)。隨著中國工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進程的快速推進，為滿足不斷擴大的交通運輸需求，公路、鐵路、內(nèi)河航道、航空和管道實現(xiàn)運營規(guī)模的擴張和服務(wù)質(zhì)量的提升，社會客貨運量及周轉(zhuǎn)量快速增長。同時，交通運輸、倉儲及郵電通迅業(yè)的綜合能源消費量由2000年的11 447萬噸標準煤逐年增加至2020年的41 309萬噸標準煤，增長了261%，約占社會能源消費總量的8%，是能源消費的重要行業(yè)①。同時，張詩清等[1]指出，中國交通運輸業(yè)的二氧化碳排放量僅次于工業(yè)，是六大行業(yè)中的第二大碳排放行業(yè)，也是碳減排工作的重點領(lǐng)域。2019年中共中央、國務(wù)院印發(fā)《交通強國建設(shè)綱要》，提出分兩階段實現(xiàn)交通大國向交通強國的轉(zhuǎn)變，其中，綠色交通是總體要求和發(fā)展目標之一，要“強化節(jié)能減排”、“倡導(dǎo)綠色低碳出行理念”，建設(shè)“綠色化水平位居世界前列”的交通強國。因此，研究交通碳排放與碳減排問題具有重要的現(xiàn)實意義。

中國地緣遼闊，受人口密度、經(jīng)濟發(fā)展水平和地形地貌等因素的影響，交通運輸業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)明顯的區(qū)域差異，碳排放量也具有一定的空間特點。因此，本文基于省域數(shù)據(jù)，通過能源消耗法核算交通運輸業(yè)的碳排放量，把握其時空特點，并思考交通碳減排的可行措施。

1? 研究現(xiàn)狀

隨著全球變暖問題受到廣泛關(guān)注，碳排放與碳減排逐漸成為研究的熱點問題。國內(nèi)外測算交通運輸領(lǐng)域碳排放量的方法有：交通能耗測算法、投入產(chǎn)出分析法和情景預(yù)測分析法[2]。其中，交通能耗測算法更科學(xué)合理，使用較為廣泛[3-4]，其核心思想是基于能源消耗數(shù)據(jù)，通過能源的碳排放系數(shù)，測算出交通運輸活動中二氧化碳的產(chǎn)生量。

導(dǎo)致交通碳排放量居高不下的因素可分為經(jīng)濟因素和能源因素。實現(xiàn)提高社會分工水平、推動產(chǎn)業(yè)集聚、構(gòu)建高效的供應(yīng)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈等經(jīng)濟發(fā)展目標，要求交通運輸業(yè)為大規(guī)模的貨物流通和人口流動提供服務(wù)，因此產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴大與轉(zhuǎn)型升級、人口增長等會增加社會客貨運需求，引起交通碳排放量的增加[5]。城市化率、客貨運量、經(jīng)濟發(fā)展水平和汽車保有量等與交通碳排放量呈正相關(guān)[6]。能源因素則是從能源消耗結(jié)構(gòu)來看，交通運輸高度依賴煤炭、油類等化石燃料作為驅(qū)動力。為緩解交通領(lǐng)域碳排放量的增長，實現(xiàn)“雙碳”目標，學(xué)者對交通領(lǐng)域碳減排展開研究。孫哲遠和宋鋒華[7]發(fā)現(xiàn)新能源汽車試點對有助于城市碳減排，且對周邊地區(qū)具有正向空間溢出效應(yīng)。李曉易等[8]的研究表明，公路運輸是交通碳排放量的主要來源。因此，推動鐵路、水路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，優(yōu)化運輸結(jié)構(gòu)，推廣新能源運輸裝備等是中國交通領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)碳達峰和碳中和的重要舉措。

2? 交通碳排放量的計算

2.1? 交通運輸領(lǐng)域規(guī)模發(fā)展和能源消耗

交通運輸服務(wù)于要素和產(chǎn)品的區(qū)域流動，對中國經(jīng)濟的加速增長發(fā)揮了重要作用。1978—2019年中國客運量、貨運量分別增長了5.93、13.76倍，客運周轉(zhuǎn)量、貨運周轉(zhuǎn)量均增長超19倍。改革開放釋放了市場機制的發(fā)展?jié)摿?，交通運輸供給能力由最初的落后于社會需求到逐步適應(yīng)社會經(jīng)濟發(fā)展要求，再到實現(xiàn)暢通的旅客和貨物流動。隨著“6軸7廊8通道”國家綜合立體交通網(wǎng)主骨架空間格局基本形成，2022年中國綜合交通基礎(chǔ)設(shè)施總規(guī)模、客貨運周轉(zhuǎn)量均位居世界前列，且擁有全球最大的高速鐵路網(wǎng)、高速公路網(wǎng)②。

交通運輸過程中可利用煤炭、油品及天然氣等化石燃料資源作為能源動力，使用不同能源產(chǎn)生的動力值和二氧化碳量不同。其中，油品是交通運輸主要的驅(qū)動能源，其消耗量不斷增長。2019年中國交通運輸、倉儲和郵政業(yè)的油品消耗量共22 099.75萬噸，是2010年的14 709.86萬噸的1.5倍。煤炭能源發(fā)揮一定的補充作用，但使用量逐年降低，2019年交通的煤炭消耗量為282.61萬噸，為2010年639.23萬噸的44%。天然氣能源消耗上升較快，2019年為274.62萬噸，比2010年增長了245%。

近年來，隨著新能源汽車的技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，電力等低碳能源開始替代傳統(tǒng)化石燃料，且地位有所上升。2020年交通運輸業(yè)利用電力能源1 751億千瓦時，是2010年735億千瓦時的2.38倍。當前中國面臨運輸需求高位運行和綠色生態(tài)發(fā)展的雙重壓力，推動汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)向清潔能源驅(qū)動，有助于優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)交通運輸領(lǐng)域的“雙碳”目標，降低社會碳排放量和對大氣環(huán)境的污染。2010—2020年中國交通運輸、倉儲和郵政業(yè)能源消耗量如表1所示。

2.2? 交通碳排放量的測算

基于2010—2020年中國30個省區(qū)③的面板數(shù)據(jù)，采用“自上而下”的交通能耗法測算碳排放量，計算公式和數(shù)據(jù)來源如下：

C■=∑■■E■*NCV■*CEF■*COF■*■? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1）

式（1）中，C■為需測算的i區(qū)域在t時刻的二氧化碳排放量，x為能源種類；E為能源的終端消費量，數(shù)據(jù)來源于《中國能源統(tǒng)計年鑒》；NCV為能源平均低位發(fā)熱量，數(shù)據(jù)參考《中國能源統(tǒng)計年鑒》；CEF為碳排放系數(shù)，COF為能源的碳氧化因子，數(shù)據(jù)參考《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》。為更準確地衡量碳排放量，本文根據(jù)交通的能源消耗結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)的可獲得性，選取更細化的8種能源種類，各能源的熱值和碳排放系數(shù)如表2所示。其中，煤炭消費的主要組成為原煤，因此采用原煤碳排放信息對煤炭進行替代，由于IPCC中未直接提供原煤的碳排放數(shù)據(jù)，本文參考陳詩一[9]的研究獲得。

根據(jù)表2，原煤的碳排放系數(shù)最大，表明在所需熱值特定的情況下，使用煤炭能源產(chǎn)生的二氧化碳排放量更大。其次，交通運輸使用的油類主要為柴油和汽油，二者的碳排放系數(shù)均較大，是碳排放量不斷增長的重要因素。

3? 交通碳排放的時空演變

3.1? 時間趨勢分析

2010年以來中國交通運輸領(lǐng)域的碳排放量及其人均水平整體均呈上升態(tài)勢，但其增長率呈下降趨勢，表明交通領(lǐng)域的二氧化碳排放量大，減排任務(wù)較重，總量控制效應(yīng)不明顯，但增長得到一定程度的減緩。2010—2020年中國交通運輸領(lǐng)域碳排放量及其增長率、人均碳排放量如圖1所示。

在社會客貨運需求不斷增長的背景下，2010—2019年全國交通碳排放量由57 715.94萬噸增長至78 264.69萬噸（僅2013年有所下降），同時人均碳排放量由0.43噸/人增加至0.56噸/人；2020年受疫情沖擊，社會客運需求大幅縮減，碳排放量略有下降。暢通的客流和物流是社會經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)保障，為滿足不斷增長的旅客出行、貨運流通需要，中國交通運輸業(yè)的規(guī)模逐年擴大，是碳排放量增加的主要推力。各地區(qū)依托重要交通樞紐，推動區(qū)域經(jīng)濟協(xié)同發(fā)展，社會分工日益細化，生產(chǎn)要素向產(chǎn)業(yè)集聚地匯集，產(chǎn)品轉(zhuǎn)而流向廣泛的消費市場，產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈的穩(wěn)定發(fā)展創(chuàng)造了大量的交通運輸需求。且隨著生活水平的提高，居民傾向于選擇更舒適便捷、個性化的出行方式，全國汽車保有量不斷突破新高，2020年民用汽車擁有量約27 341萬輛，比2010年增長了250%，其中私人汽車增長了309%。快速增長的民用汽車一方面消耗了大量的化石燃料，是公路運輸二氧化碳排放量的重要組成；另一方面造成城市擁堵問題，使交通系統(tǒng)的運行效率和能源利用效率降低，碳排放量增加。

隨著綠色發(fā)展理念的深入，低碳節(jié)能技術(shù)的發(fā)展及相關(guān)政策出臺等，交通運輸領(lǐng)域碳排放量的增長速度呈下降趨勢，由2011年的8%降低至2019年的2%。綠色是五大新發(fā)展理念的重要組成，是高質(zhì)量發(fā)展的底色。中國推動經(jīng)濟向綠色低碳的方向轉(zhuǎn)型，交通領(lǐng)域的能耗結(jié)構(gòu)和碳排放問題受到普遍關(guān)注。為緩解公路運輸?shù)娜加凸┬杳芎吞寂欧旁鲩L壓力，國家政策前瞻性地向新能源汽車產(chǎn)業(yè)傾斜，《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012—2020）》從低碳節(jié)能技術(shù)的突破和推廣、新能源汽車產(chǎn)業(yè)化發(fā)展等方面推動交通運輸產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，財政補貼為市場拓展提供有力支持。近年來，新能源汽車作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)獲得快速發(fā)展，但也面臨技術(shù)創(chuàng)新不足、補貼政策退坡、缺乏國際競爭力等問題，產(chǎn)業(yè)規(guī)模及市場份額較低，對交通領(lǐng)域碳減排的貢獻有限，表現(xiàn)為能源消費結(jié)構(gòu)仍以傳統(tǒng)化石燃料為主，碳排放量持續(xù)增長但增速逐步放緩。

3.2? 空間格局分析

中國幅員遼闊，受人口密度、經(jīng)濟發(fā)展水平、能源稟賦、地形地貌等經(jīng)濟和自然因素的影響，交通運輸業(yè)的發(fā)展及碳排放量也具有明顯的區(qū)域差異。在空間布局上，中國交通碳排放量主要來源于東部沿海省份，整體呈東南部高值集聚、西北部低值集聚的特點，這與交通基礎(chǔ)設(shè)施東密西疏的空間格局相似。

特別地，交通碳排放量的空間格局與人口密度的“胡煥庸線”有一定的相似性，近似選取新疆、西藏、寧夏、甘肅、青海與內(nèi)蒙古等共6省份為“胡煥庸線”左側(cè)，2010年、2020年左側(cè)省份的交通碳排放量分別占全國的9%、7%，即東西部分布極不均衡，碳排放主要來源于東南地區(qū)。從四大地區(qū)的均值來看，東部地區(qū)交通碳排放量最高，中部地區(qū)增長最快，西部地區(qū)較低，東北地區(qū)則呈先增后降的趨勢。廣東、上海、山東、江蘇等東部地區(qū)的對外貿(mào)易頻繁，居民收入水平高，民用汽車需求大，擁有多個國際性、全國性綜合交通樞紐城市，因此交通基礎(chǔ)設(shè)施完善，是碳排放量的高值區(qū)。而青海、寧夏、甘肅等西部地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平相對落后，交通基礎(chǔ)設(shè)施密度小，為碳排放量的低值區(qū)。各省市交通運輸領(lǐng)域碳排放量如表3所示。

4? 推動交通運輸領(lǐng)域碳減排的啟示

4.1? 優(yōu)化交通運輸結(jié)構(gòu)

公路是中國主要的運輸方式，其線路長度、通達性遠超過其他運輸方式，承擔了中國主要的客運量和貨運量。同時，貨車和民用汽車也成為交通碳排放量的重要來源。隨著高速鐵路的發(fā)展，鐵路運輸?shù)臅r限大大縮短，社會客運和貨運開始由公路向鐵路回流，但受鐵路基礎(chǔ)設(shè)施覆蓋率的限制，對碳減排的貢獻有限?；A(chǔ)設(shè)施的建設(shè)周期長，需要大量資金和勞動力投入，為加快推動“公轉(zhuǎn)鐵”、“公轉(zhuǎn)水”，實現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施的適度超前發(fā)展，應(yīng)著力加快相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，完善鐵路網(wǎng)絡(luò)，提高鐵路密度和通達度，加快建設(shè)港口碼頭，提高貨物裝載運輸效率。

4.2? 支持新能源運輸產(chǎn)業(yè)發(fā)展

強化能源替代對交通碳減排的作用，支持新能源生產(chǎn)、運輸裝備及配套設(shè)施等方面的發(fā)展，推動運輸產(chǎn)業(yè)發(fā)展與碳排放脫鉤，并向綠色低碳轉(zhuǎn)型。繼續(xù)扶持新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，推廣電力、氫能等低碳能源替代。新能源汽車產(chǎn)業(yè)具有技術(shù)和資金密集型的特點，產(chǎn)業(yè)發(fā)展要充分發(fā)揮龍頭企業(yè)和產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)的引領(lǐng)作用，發(fā)揮政府在頂層設(shè)計、財政支持、市場監(jiān)管等方面的輔助作用，加快推進技術(shù)突破和市場開拓，做大產(chǎn)業(yè)規(guī)模，提升產(chǎn)業(yè)競爭力。建立健全交通電力、氫能補給及維修保養(yǎng)等配套設(shè)施，提高新能源交通運輸系統(tǒng)的可達性和便捷性。

4.3? 優(yōu)先發(fā)展公共交通運輸

倡導(dǎo)綠色低碳出行方式，提高公共交通運輸能力和服務(wù)能力。根據(jù)《國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》，社會客運量仍將持續(xù)增長，平衡客運需求增長與碳減排目標，公共交通分流是優(yōu)先選項。首先是發(fā)揮政府宣傳作用，提高社會低碳環(huán)保意識，引導(dǎo)公眾選擇公共交通，緩解私人汽車過多引起的城市擁堵問題。其次是提高公共交通系統(tǒng)的覆蓋率、運行效率，加強城市公共交通建設(shè)，構(gòu)建快速公交、城市軌道等快速交通網(wǎng)絡(luò)；健全城鄉(xiāng)公共交通系統(tǒng)，提高公共交通出行的便捷性和舒適度。

4.4? 推進智慧交通發(fā)展

數(shù)字化是引領(lǐng)新時代社會和經(jīng)濟發(fā)展的重要技術(shù)變革，智慧交通是提高交通網(wǎng)絡(luò)運行效率的重要契機。推動基礎(chǔ)設(shè)施的智能化升級，實現(xiàn)道路、交通等數(shù)據(jù)的收集和傳輸；借助互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等技術(shù)，搭建交通運輸信息的智慧平臺；強化人才和科技支撐，實現(xiàn)智慧化交通監(jiān)管、調(diào)度和指揮，緩解貨運空載、城市擁堵等問題，提高交通系統(tǒng)運行效率和能源利用效率。

注：① 數(shù)據(jù)來源：《中國統(tǒng)計年鑒》。

② 資料來源：中國綜合交通基礎(chǔ)設(shè)施總規(guī)模位居世界前列。http：//www.gov.cn/xinwen/2022-11/03/content_5723912.htm。

③ 數(shù)據(jù)來源：《中國能源統(tǒng)計年鑒》，其中西藏、香港、澳門、臺灣地區(qū)的數(shù)據(jù)缺失。

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