雙碳經(jīng)濟(jì)下上海市海鐵聯(lián)運(yùn)發(fā)展的環(huán)保效益分析

徐佳毅

（中鐵上海設(shè)計院集團(tuán)有限公司，上海 200040）

黨的十九大明確提出“打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”的重大決策部署，要求“持續(xù)開展大氣污染防治行動，大力調(diào)整優(yōu)化運(yùn)輸結(jié)構(gòu)”。上海市層面積極響應(yīng)國家層面的有關(guān)要求，2018年發(fā)布的《上海市清潔空氣行動計劃（2018—2022年）》中明確提出“以產(chǎn)業(yè)和交通領(lǐng)域為重點(diǎn)，全面深化大氣污染防治工作”的行動目標(biāo)。2019年出臺的《上海市推進(jìn)運(yùn)輸結(jié)構(gòu)調(diào)整實施方案（2018—2020年）》則提出要“著力加快運(yùn)輸結(jié)構(gòu)調(diào)整，打造生態(tài)友好、清潔低碳、集約高效的綠色交通運(yùn)輸體系”，在海鐵聯(lián)運(yùn)發(fā)展方面，提出了“與2017年相比，2020年集裝箱鐵水聯(lián)運(yùn)量年均增長20%以上”的要求。

綜合來看，交通運(yùn)輸作為碳排放和污染排放的重要來源之一，促進(jìn)運(yùn)輸結(jié)構(gòu)綠色發(fā)展成為未來城市交通發(fā)展的重要方向之一，以鐵路、水路為代表的綠色運(yùn)輸方式將在對外運(yùn)輸結(jié)構(gòu)中進(jìn)一步發(fā)揮作用。

1 近年來上海市海鐵聯(lián)運(yùn)發(fā)展情況

為貫徹落實國家“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”和“運(yùn)輸結(jié)構(gòu)調(diào)整”相關(guān)工作要求，上海市政府于2019年出臺《上海市推進(jìn)多式聯(lián)運(yùn)發(fā)展優(yōu)化調(diào)整運(yùn)輸結(jié)構(gòu)實施方案（2018—2020年）》和《上海市推進(jìn)海鐵聯(lián)運(yùn)發(fā)展工作方案》，組建上海港海鐵聯(lián)運(yùn)有限公司平臺，多措并舉推動上海市海鐵聯(lián)運(yùn)發(fā)展。至今成效顯著，業(yè)務(wù)發(fā)展也為落實綠色發(fā)展理念，實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)要求做出了積極貢獻(xiàn)，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

一是箱量實現(xiàn)大幅增長，上海市海鐵聯(lián)運(yùn)箱量從2018年（政策出臺前）的7.52萬TEU，增長至2021年的41.7萬TEU，年均增長率達(dá)78%。二是港口集疏運(yùn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，海鐵聯(lián)運(yùn)箱量占上海港集裝箱吞吐量比例，由2018年的0.18%上升至2021年的0.89%。三是蘆潮港站業(yè)務(wù)主體地位更加凸顯，從2018年的2.81萬TEU 上升至2021年的36.9萬TEU，年均增長率達(dá)147%，業(yè)務(wù)量在全市總量中約占90%。四是開行班列覆蓋面進(jìn)一步延伸。截至2021年底，開行班列線路已覆蓋至9省（直轄市）、28市，已形成6條固定車底循環(huán)天天班列，6條班列的箱量占總量近90%。

2 海鐵聯(lián)運(yùn)對雙碳經(jīng)濟(jì)下交通運(yùn)輸行業(yè)支撐的定性分析

上海市原有對外運(yùn)輸呈現(xiàn)以水路、公路為主導(dǎo)的總體結(jié)構(gòu)，較高的公路貨運(yùn)占比會帶來大量的污染氣體排放，人、地資源的緊缺也在一定程度上加劇了城市交通擁堵，對城市可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了負(fù)面影響。鐵路作為一種集約式運(yùn)輸方式，能夠有效減少污染。近些年歐美鐵路集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)比例普遍在20%～30%，甚至更高。我國海港常年位居全球海港吞吐量前10的有8個，但海鐵聯(lián)運(yùn)比例不足5%［1-2］。因此，發(fā)展海鐵聯(lián)運(yùn)是優(yōu)化調(diào)整運(yùn)輸結(jié)構(gòu)，推動鐵路貨運(yùn)發(fā)展，促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展的有效舉措，更是對雙碳經(jīng)濟(jì)、綠色交通的有力支撐。

2.1 優(yōu)化調(diào)整運(yùn)輸結(jié)構(gòu)

在各方推動下，上海市海鐵聯(lián)運(yùn)業(yè)務(wù)有序發(fā)展，城市對外運(yùn)輸結(jié)構(gòu)得以優(yōu)化，公路運(yùn)量下降明顯，運(yùn)輸結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了進(jìn)一步優(yōu)化。2021年公、鐵、水、空貨物運(yùn)輸量分別為52 899萬t、496萬t、101 380萬t和437萬t，占全市貨物運(yùn)輸量的比例分別為34%、0.32%、65%和0.28%。從近五年發(fā)展態(tài)勢上看，鐵路貨運(yùn)量絕對值穩(wěn)中有升（472萬t／年增長至 496萬t／年），公路運(yùn)輸在集疏運(yùn)體系中占比持續(xù)下降（41%下降至34%）。港口集疏運(yùn)結(jié)構(gòu)方面，2021年本市海鐵聯(lián)運(yùn)箱量占上海港集裝箱吞吐量的比例達(dá)到0.9%，較2017年實現(xiàn)了高倍數(shù)增長。

2.2 推動鐵路貨運(yùn)發(fā)展

上海市通過海鐵聯(lián)運(yùn)發(fā)展的帶動，有力促進(jìn)了鐵路集裝箱運(yùn)量提高，推動上海鐵路運(yùn)輸產(chǎn)品結(jié)構(gòu)由“黑貨”向“白貨”的不斷優(yōu)化。2017—2021年鐵路集裝箱運(yùn)量快速增長，2021年鐵路集裝箱運(yùn)量達(dá)到了681萬t，比2017年提高了119%；從集裝箱發(fā)送量占鐵路貨運(yùn)發(fā)送量比看，2021年達(dá)到43.7%，比2017年 提高了31.7%。通過集裝箱運(yùn)量的增長，在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、大宗物資運(yùn)輸需求下降的背景下有力帶動了鐵路貨運(yùn)量發(fā)展。自2018年起，上海市鐵路貨運(yùn)量止跌回升，2021年發(fā)到合計達(dá)1 335萬t。

2.3 緩解城市道路擁堵

2021年上海港公路集疏運(yùn)量已超2 300 萬TEU，在集疏運(yùn)體系中占比超70%。過高的公路集疏運(yùn)占比已為城市環(huán)境和道路，尤其是洋山港區(qū)主要對外通道S20線和S2線的運(yùn)行管理帶來過重的負(fù)擔(dān)，且受制于國土空間、資源稟賦、路網(wǎng)容量所限，多條道路能力已逼近上限。發(fā)展海鐵聯(lián)運(yùn)可有效減少城市集卡車流量，緩解道路擁堵。按每輛集卡運(yùn)輸兩個標(biāo)箱來測算，2021年通過海鐵聯(lián)運(yùn)量共減少對外進(jìn)出20.9萬輛 集卡交通量，改善了城市道路擁堵狀況，緩解了因集卡運(yùn)輸造成的公路養(yǎng)護(hù)問題。

3 海鐵聯(lián)運(yùn)產(chǎn)生減碳環(huán)保效益的定量分析

3.1 排放組成

根據(jù)聯(lián)合國國際能源署統(tǒng)計，汽車行駛過程中排放的CO2約占全球CO2排放量的20%，是碳排放重要來源之一。后文將以CO2當(dāng)量（CO2e）代表交通領(lǐng)域碳排放水平進(jìn)行測算。SO2、NO2、PM10、PM2.5、O3、CO 6項大氣常規(guī)污染物納入空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）計算的主要污染物。海鐵聯(lián)運(yùn)業(yè)務(wù)發(fā)展可推動貨物實現(xiàn)公轉(zhuǎn)鐵運(yùn)輸，對減少傳統(tǒng)燃料貨運(yùn)車輛的污染排放量效果顯著?，F(xiàn)狀上海市集裝箱公路運(yùn)輸車輛大多為柴油車，因此，本文將參照《國家第三階段機(jī)動車污染物》（以下簡稱“國Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)”）的柴油車輛排放參數(shù)，分析典型（主要）海鐵聯(lián)運(yùn)線路在減排方面的效益。柴油車輛主要排放物主要包括有害氣體（CO，NOx，HC）和顆粒物（PM2.5，PM10）。

根據(jù)國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確定柴油集裝箱（大型）貨車主要排放污染物參數(shù)，并參考國內(nèi)相關(guān)研究成果確定碳排放因子取值，如表1所示［3-4］。

表1 主要污染物和碳排放因子表

3.2 運(yùn)輸線路概況

截至2021年底，上海市海鐵聯(lián)運(yùn)市場已擴(kuò)展到9?。ㄖ陛犑校?8城市。從各線路業(yè)務(wù)量情況看，近90%的海鐵聯(lián)運(yùn)箱量集中在蘇州、無錫、常州、湖州、長興、海安6地的固定車底循環(huán)班列中。為便于分析，選取上述6條典型線路分析海鐵聯(lián)運(yùn)的節(jié)能減碳環(huán)保效益，線路基本情況如表2所示。

表2 上海市海鐵聯(lián)運(yùn)主要線路基本情況表

3.3 排放量建模計算

上海市海鐵聯(lián)運(yùn)的鐵路運(yùn)輸機(jī)車基本為電力機(jī)車，能源來自于電網(wǎng)供電。從能耗和排放量對比看，我國鐵路貨運(yùn)總耗、單耗和總排放、單位排放均遠(yuǎn)低于公路貨運(yùn)：鐵路單耗僅為公路貨運(yùn)單耗的20%～ 25%，總耗僅為公路的13%～18%；鐵路的碳?xì)浠衔?、氮氧化合物和顆粒物總排放量，僅為公路的0.8%、4.7%和1.6%，對應(yīng)單位排放量僅為公路的4.6%、28.8%和10.5%。綜合來看，鐵路運(yùn)輸能效較高且污染擴(kuò)散范圍較小，遠(yuǎn)小于公路運(yùn)輸產(chǎn)生的排放。因此，在本次公轉(zhuǎn)鐵情況下的污染排放及碳排放中，考慮上海市海鐵聯(lián)運(yùn)整體基數(shù)不大，貨運(yùn)體系和港口集疏運(yùn)體系占比較小，即認(rèn)為鐵路聯(lián)運(yùn)產(chǎn)生的排放主要來自于兩端公路短駁，鐵路運(yùn)輸及作業(yè)過程中的排放忽略不計。由此，海鐵聯(lián)運(yùn)污染物和碳排放減少量即為公路門到門運(yùn)輸所產(chǎn)生的排放量與鐵路聯(lián)運(yùn)所產(chǎn)生的排放量的差額。

3.3.1 海鐵聯(lián)運(yùn)污染物和碳排放減少量計算步驟

本文涉及的貨車排放主要污染物為氮氧化物NOx、一氧化碳CO、碳?xì)浠衔颒C和微粒物PM2.5、PM10，碳排放量即為二氧化碳當(dāng)量CO2e。貨車排放計算過程如下：

（1）換算本市海鐵聯(lián)運(yùn)貨車保有量

上海港集裝箱運(yùn)輸基本均采用集卡運(yùn)輸，因此車型確定為集卡（均以柴油車計）。根據(jù)年度海鐵聯(lián)運(yùn)箱量，假設(shè)一輛集卡每次運(yùn)輸2個標(biāo)箱，換算集卡年運(yùn)輸量：

式中：P——車輛數(shù)（輛）；

T——當(dāng)年度海鐵聯(lián)運(yùn)箱量（TEU）。

（2）計算海鐵聯(lián)運(yùn)污染物排放減少量

減少的污染物和碳排放量主要為不同運(yùn)輸鏈下公路運(yùn)輸產(chǎn)生的排放差值，其中，

公路運(yùn)輸鏈條：洋山港→（公路，運(yùn)輸里程a）→目的地。

海鐵聯(lián)運(yùn)運(yùn)輸鏈：洋山港→（公路，短駁里程b，固定為42 km）→蘆潮港中心站→（鐵路）→裝卸貨車站→（公路，短駁里程c）→目的地。

具體計算公式為：

式中：En——鐵路聯(lián)運(yùn)排放減少量（t）；

Ea——公路門到門運(yùn)輸產(chǎn)生的排放量（t）；

Eb、Ec——海鐵聯(lián)運(yùn)兩端公路短駁產(chǎn)生的排放 量（t）；

w——污染物或碳排放類型（CO、HC、NOx、PM2.5、PM10、CO2e）。

3.3.2 排放量計算方法

根據(jù)HJ／T 180-2005《城市機(jī)動車排放空氣污染測算方法》中關(guān)于機(jī)動車某種污染物年排放量計算公式確定本次模型［5］。國Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)、柴油集裝箱（大型）貨車車型的具體公式為：

式中：Ew——w種污染物或碳排放量（t）；

P——車輛數(shù)（輛）；

Ef——排放因子（g／km）；

L——運(yùn)輸距離（km）。

3.3.3 排放量計算結(jié)果

根據(jù)模型計算結(jié)果，2021年度上海市海鐵聯(lián)運(yùn) 6條主要線路實現(xiàn)對CO、HC、NOx、PM2.5、PM10污染物減少的排放量共計376.7 t，對應(yīng)上述污染物分別為：91.5 t、8.4 t、260.1 t、8.0 t和8.9 t。實現(xiàn)減少碳排放量1.9萬t，按照現(xiàn)階段國內(nèi)碳市場交易均價約60元／t 計，折合人民幣約118萬元。上海市海鐵聯(lián)運(yùn)促進(jìn)公轉(zhuǎn)鐵運(yùn)輸，產(chǎn)生的減碳環(huán)保效益明顯?，F(xiàn)狀2021年上海市海鐵聯(lián)運(yùn)主要線路污染物排放減少量計算結(jié)果如表3所示。

表3 2021年上海市海鐵聯(lián)運(yùn)主要線路污染物排放減少量表（t）

3.4 減排環(huán)保效益預(yù)估

多式聯(lián)運(yùn)是未來運(yùn)輸發(fā)展的重要方向，作為多式聯(lián)運(yùn)的標(biāo)準(zhǔn)貨物，集裝箱運(yùn)輸將成為未來數(shù)年的鐵路貨運(yùn)量增長點(diǎn)［6］。上海市規(guī)劃至“十四五”末，上海港集裝箱年吞吐量達(dá)到4 700 萬TEU以上。預(yù)計至2025年海鐵聯(lián)運(yùn)在集疏運(yùn)體系中占比在此基礎(chǔ)上可實現(xiàn)翻番。截至2025年，上海樞紐暫無新建貨線，路網(wǎng)構(gòu)成維持現(xiàn)狀。考慮樞紐點(diǎn)線能力，結(jié)合港口集疏運(yùn)體系占比綜合分析，預(yù)測2025年上海市海鐵聯(lián)運(yùn)可達(dá)90 萬TEU。

從流向上看，現(xiàn)狀海鐵聯(lián)運(yùn)班列主要集中在近程區(qū)域，長三角區(qū)域外占比不足5%。隨著市場開拓和培育，鐵路運(yùn)輸在長大運(yùn)距上的優(yōu)勢將逐步體現(xiàn)，中遠(yuǎn)程內(nèi)陸腹地的海鐵聯(lián)運(yùn)市場將逐步激活，預(yù)測2025年，長三角區(qū)域之外海鐵聯(lián)運(yùn)箱量占比將提高至10%，貨流結(jié)構(gòu)進(jìn)一步完善?！笆奈濉蹦┥虾Ｊ泻ｈF聯(lián)運(yùn)箱量及流向預(yù)測如表4所示。

表4 “十四五”末上海市海鐵聯(lián)運(yùn)箱量及流向預(yù)測表

在此基礎(chǔ)上，對2025年海鐵聯(lián)運(yùn)減少公路運(yùn)輸?shù)呐欧帕窟M(jìn)行估算，可實現(xiàn)對CO、HC、NOx、PM2.5、PM10污染物減少的排放量共計約2 000 t，減少碳排放量約10萬t，按照現(xiàn)階段國內(nèi)碳市場交易均價約 60元／t計，折合人民幣約600萬元／年，節(jié)能減排效益顯著。

4 雙碳經(jīng)濟(jì)下上海市海鐵聯(lián)運(yùn)發(fā)展建議

根據(jù)上文測算，截至2025年，減碳環(huán)保效益的量化值相較于現(xiàn)狀2021年實現(xiàn)了倍數(shù)級的大幅提升，但依然存在一些問題有待解決，減排環(huán)保效益有待進(jìn)一步挖掘，如：海鐵聯(lián)運(yùn)在港口集疏運(yùn)體系中占比仍較小，業(yè)務(wù)量橫向?qū)Ρ葒鴥?nèi)幾大港口仍有待提升；對內(nèi)陸地區(qū)的業(yè)務(wù)覆蓋面不夠廣，鐵路在綜合交通運(yùn)輸體系中地位有待進(jìn)一步加強(qiáng)；鐵路運(yùn)輸在長距離、大運(yùn)距下優(yōu)勢尚未完全發(fā)揮；換裝、短駁的環(huán)節(jié)有待進(jìn)一步優(yōu)化等。結(jié)合上海市發(fā)展實際，針對上述存在的問題，提出以下建議對策。

4.1 優(yōu)化貨源整合：強(qiáng)化固定車底循環(huán)，推動“重去重回”對流

保障基礎(chǔ)箱源穩(wěn)定發(fā)展，推進(jìn)并擴(kuò)大鐵路運(yùn)輸?shù)囊?guī)模效益，持續(xù)推動海鐵聯(lián)運(yùn)降本增效。在現(xiàn)狀6條固定車底循環(huán)班列的基礎(chǔ)上，繼續(xù)拓展現(xiàn)有其他班列向固定車底循環(huán)班列轉(zhuǎn)變。通過擴(kuò)大的規(guī)模效益，可促進(jìn)運(yùn)輸組織進(jìn)一步優(yōu)化，持續(xù)壓縮車輛解體、編組、集結(jié)、取送時效，提升鐵路貨運(yùn)服務(wù)質(zhì)量，進(jìn)而增強(qiáng)海鐵聯(lián)運(yùn)在對應(yīng)線路下的市場競爭力，持續(xù)推動“公轉(zhuǎn)鐵”。車流組織優(yōu)化是運(yùn)輸組織流程優(yōu)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而運(yùn)輸組織流程優(yōu)化是實現(xiàn)更高效率運(yùn)輸?shù)闹匾侄危?］。同時，積極爭取進(jìn)口貨源，推動形成海鐵聯(lián)運(yùn)雙向?qū)α?，實現(xiàn)“重去重回”目標(biāo)，優(yōu)化周轉(zhuǎn)利用，減少班列回空。優(yōu)化貨源組織，提高運(yùn)營效率，強(qiáng)化減碳環(huán)保效益。

4.2 升級運(yùn)輸格局：擴(kuò)大中長距離市場，探索雙層集裝箱班列

現(xiàn)狀上海市海鐵聯(lián)運(yùn)班列運(yùn)輸以長三角近程為主。在此基礎(chǔ)上，建議拓展長三角區(qū)域外市場，如長江中上游貨源集聚地區(qū)的重慶、武漢等地，中西北部傳統(tǒng)貨源地區(qū)西安、成都、鄭州等地，引導(dǎo)合適貨源通過海鐵聯(lián)運(yùn)方式對接上海港，形成東向入海通道，擴(kuò)大鐵路貨運(yùn)里程，提升鐵路運(yùn)距在東西向貨物運(yùn)輸鏈中占比。加速港內(nèi)貨物由沿海地區(qū)向內(nèi)陸流通，擴(kuò)大對腹地的輻射范圍，加強(qiáng)與沿線海關(guān)特殊監(jiān)管區(qū)的合作，構(gòu)建陸橋運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，提供一站式陸橋運(yùn)輸服務(wù)［8］。此外，應(yīng)推動運(yùn)輸規(guī)則和新型運(yùn)輸方式的升級，如雙層集裝箱運(yùn)輸可實現(xiàn)較為廣泛應(yīng)用，在開行同樣對數(shù)的情況下，輸送能力預(yù)計能夠提高40%，借此將打開運(yùn)輸格局的新局面。運(yùn)輸格局的升級，可實現(xiàn)鐵路運(yùn)量、運(yùn)距的跨越式提升，進(jìn)而提升鐵路運(yùn)輸在綜合交通體系中、海鐵聯(lián)運(yùn)在港口集疏運(yùn)體系中的占比，實現(xiàn)鐵路清潔能源的強(qiáng)化運(yùn)用。

4.3 疏解端頭梗阻：加快進(jìn)港鐵路建設(shè)，優(yōu)化公路短駁方式

上海市現(xiàn)有海鐵聯(lián)運(yùn)場站設(shè)施分離，造成“最后一公里”運(yùn)輸短板，通過社會集卡進(jìn)行短駁運(yùn)輸，增加了海鐵聯(lián)運(yùn)運(yùn)輸環(huán)節(jié)，導(dǎo)致作業(yè)效率下降。因此，建議加快進(jìn)港鐵路建設(shè)，完善集疏運(yùn)體系，提高周轉(zhuǎn)效率，加大鐵路設(shè)施設(shè)備的配置力度［9］，具體為：推動滬通鐵路外高橋港區(qū)裝卸線工程建設(shè)，以實現(xiàn)外高橋場站設(shè)施建成后同步投運(yùn)，對羅涇、南港等地鐵路專用線規(guī)劃布局，實現(xiàn)多地多點(diǎn)鐵水銜接進(jìn)港，降低短駁成本。同時，在暫無鐵路延伸進(jìn)港的地區(qū)，對公路短駁方式進(jìn)行優(yōu)化，加快推進(jìn)交通工具向電氣化、低碳化、智能化轉(zhuǎn)型升級，積極擴(kuò)大電力、天然氣、先進(jìn)生物液體燃料、氫能等清潔能源在交通領(lǐng)域的應(yīng)用，推動液化天然氣、生物質(zhì)燃料、氫燃料重型貨運(yùn)車輛的投用，降低海鐵聯(lián)運(yùn)因公路短駁造成的污染及碳排放。

5 結(jié)束語

發(fā)展海鐵聯(lián)運(yùn)、推動“公轉(zhuǎn)鐵”是雙碳經(jīng)濟(jì)下交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展的大勢所在。上海市發(fā)展海鐵聯(lián)運(yùn)，對運(yùn)輸結(jié)構(gòu)調(diào)整、實現(xiàn)城市綠色低碳發(fā)展意義重大。

本文建立的排放量計算模型尚存優(yōu)化空間，如：現(xiàn)狀碳交易價格無法真實反應(yīng)減碳帶來的經(jīng)濟(jì)價值、客觀上仍存在大量的社會效益難以量化評估等。此外，影響海鐵聯(lián)運(yùn)發(fā)展的因素較多，在對未來產(chǎn)生效益預(yù)測時難免會有誤差。未來需對海鐵聯(lián)運(yùn)發(fā)展情況持續(xù)跟進(jìn)，進(jìn)一步優(yōu)化相關(guān)參數(shù)取值和計算模型。