論可持續(xù)交通系統(tǒng)的構建——基于氣候變化和能源消費的角度分析

○陸曉召 （南開大學經(jīng)濟學院 天津 300071）

1963年，加利福尼亞大學圣巴巴拉分校的GarrenttHardin在《科學》雜志上發(fā)表了一篇題為《公共物品的悲劇》（TheTragedy oftheCommons）的文章。隨著經(jīng)濟發(fā)展引發(fā)一系列問題的產(chǎn)生，這篇文章的影響越來越大。哈佛大學的HarveyBrooks探討了現(xiàn)代版的公共物品悲劇，他指出，駕駛私人轎車的便利、隱秘和安全性刺激著很多人開車上班、上學或購物。當交通量較小時，這種對現(xiàn)代生活方式的追求十分合理。然而，在交通流量接近臨界水平時，作為公共物品的公路網(wǎng)就無法承受如此大的交通量，任何小的干擾都會導致公路交通擁堵等現(xiàn)象。如果說公共交通和公路網(wǎng)在影響程度上僅限于當?shù)厣鐣到y(tǒng)，那么大氣污染就不是“地方公共物品”，而是“全球公共物品”，它會由于世界各地人們追逐自身的利益而受影響。如果被濫用，就會危害全人類的利益。

現(xiàn)如今，氣候變化正將許多地球系統(tǒng)推向臨界閾值，這將打破地區(qū)和全球的環(huán)境平衡，從多方面威脅其穩(wěn)定性。更令人擔心的是，我們可能已經(jīng)跨越了當前文明時間范圍內(nèi)不可逆轉(zhuǎn)的臨界點。而交通運輸部門為氣候變化與社會經(jīng)濟增長的互補性提供了一個十分明顯的例子，也將CO2排放量與能源消費共同置于一個產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)。應對日益嚴重的全球變暖等問題和能源危機，交通運輸業(yè)必須進行可持續(xù)的產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整。

一、全球視角下的CO2排放量預測及相應努力

我們越來越清楚地意識到，溫室氣體導致升溫的局面可能失去控制。但是最嚴重的氣候變化還是可以避免的，例如我們將碳氫水合物能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為可再生能源系統(tǒng)；啟動合理和資金充足的解決項目阻止災害的發(fā)生和大規(guī)模遷移。方法還是有的，但是我們必須立即付諸實踐。

政府間氣候變化專門委員會（IPCC）制定了各種濃度的穩(wěn)定性概略圖。從450×10-6圖形中選用了碳排放量的中間值，到2050年為50億噸碳/年，等于從1990年到2050年CO2排放量減少了37%。但是由于化石燃料造成的碳排放量從1990年的每年61.3億噸增加到2000年的66.1億噸，這就要求從2000年到2050年的減少幅度變?yōu)?2%。假使全球人口從60億增長到90億，這等于人均排放量減少61%。

2007年，國際能源署（IEA）提出“450穩(wěn)定情景”，即將大氣中CO2當量濃度長期穩(wěn)定在450ppm（百萬分率）左右，使全球溫度平均升高值比工業(yè)革命前上升2.4℃（IEA，2007）。根據(jù)國際能源署預測，若達到此標準，需要在未來可能情景的基礎上，在全球范圍（在能源部門本身和能源消耗各部門）額外投資近105000億美元。這項投資將減少超過13億噸與能源有關的二氧化碳排放量，需要額外投資的5個關鍵部門分別為：交通、建筑、電力生產(chǎn)、工業(yè)和生物燃料（如圖1所示）。

圖1 實現(xiàn)450情景全球2010—2030年需要累積增加的投資

全球累積增加投資中增幅最大的是交通運輸行業(yè)，47500億美元額外投資主要用于購買更多的節(jié)能車輛，包括插入式混合電動車。生物燃料方面的增加投資也有助于減少交通運輸領域的二氧化碳排放量。所有這些投資將帶來16.7億噸（Gt）CO2減排量。

由于實踐傳統(tǒng)和設計傳統(tǒng)兩大因素的影響，交通運輸領域?qū)τ谝后w碳氫燃料的依賴程度非比尋常。2006年，在與能源相關的CO2排放中，交通運輸領域占據(jù)了全球總量的23%（IEA 2006）。與交通運輸有關的二氧化碳排放量預計將在2030年達到9.3億噸，相對于2007年增加41%，其中大部分的排放增長來自公路運輸，占3/4份額。交通二氧化碳排放量的增加主要是對個人移動性需求增加的結果。

二、我國CO2排放與能源消費趨勢

1、我國CO2排放和交通能源消費的現(xiàn)狀與預測

作為世界上人口最多的國家，加上經(jīng)濟的迅速發(fā)展，中國目前是CO2強度處于世界高位的排放國之一，大概是全球平均水平的兩倍。中國最近幾十年CO2排放量增長很快，現(xiàn)在已超過了人均計算的全球平均水平。2000年至2007年，中國的總排放量與能源有關的二氧化碳增加一倍，在2007年增至6.1億噸。中國的排放量繼續(xù)快速增長，預計將在2020年增長到9.6億噸，2030年達到11.6噸，增長超過90%。2030年，中國占世界CO2排放量的29%，比北美、歐盟和日本的總和還多。

工業(yè)是我國能源消費構成中的主要消費領域，占71.6%，交通領域占7.8%（2007年），但交通是我國增長最快的領域之一，1990年交通占能源消費比為1，到2007年增長到1.69，如圖2所示。交通在能源消費領域中增長日益加快，是我國要實現(xiàn)減少溫室氣體排放量和降低能源消費目標必須重點考慮的領域之一。

圖2 主要行業(yè)能源消費占能源消費總量比例發(fā)展速度（以1990年為基期）

2030年，全球輕型乘客車（PLDVs）預計將增長到14億輛。這一增長主要發(fā)生在巴西、中國、南非和中東等非發(fā)達地區(qū)和經(jīng)濟體系。屆時中國市場預計將占全球銷售額的24%（圖3）。中國和美國輕型乘客車數(shù)量將占全球總量的37%，占全球道路二氧化碳排放量的36%。鑒于中國和美國的車輛規(guī)模，將與歐洲和日本共同承擔和引領先進汽車技術應用和公路運輸替代燃料的任務，以達到國際能源署提出的“450情景”目標。汽車數(shù)量的增加更加劇了我國交通領域節(jié)能減排的困難性。

圖3 2007年和2030年全球PLDV銷售量份額預測

2、相關氣候、能源和產(chǎn)業(yè)政策

中國已建立了國家氣候計劃，該計劃的目標是在2005年至2010年能源消費占國內(nèi)生產(chǎn)總值單位降低20%，并從污染物的排放方面削減10%。在同一時期，它旨在將可再生能源在一次能源資源的比例提高到10%。2009年9月22日，中國宣布計劃在2015年將可再生能源目標擴展到15%。為應對全球經(jīng)濟衰退，中國已建立全球最大的國家刺激方案。在超過6000億元的刺激資金中，約10%是針對低碳項目的。低碳型汽車，如混合動力汽車，插入式混合動力車和電動車，已得到廣泛的公眾關注。

2007年6月4日，中國國務院批準發(fā)布了國家發(fā)展和改革委員會同17個部門編制的《中國應對氣候變化國家方案》，對減緩溫室氣體排放的重點領域做出部署。這標志著中國在實現(xiàn)現(xiàn)代化過程中不能再走高消耗、高排放的傳統(tǒng)工業(yè)化道路，而是要走出一條低消耗、低排放、高效益、高產(chǎn)出的新型工業(yè)化道路。努力實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展和保護環(huán)境“雙贏”的目標，對世界可持續(xù)發(fā)展和應對氣候變化作出積極貢獻。

如果要達到“450情景”，與2007年相比，我國到2020年與能源有關的二氧化碳排放量將增加38%，發(fā)電能源二氧化碳強度為24%，車輛平均二氧化碳強度下降42%，增加低碳技術和能源效率投資800億美元。到2030年我國“450情景”下的與能源相關排放量比實際可能情況將減少4.5Gt，而交通領域所占比例仍將持續(xù)增長。而與世界投資相同，交通領域在我國未來投資中也占最大比例。

三、可持續(xù)交通系統(tǒng)的構想

可持續(xù)發(fā)展是我國經(jīng)濟發(fā)展的基本國策。為保證我國的經(jīng)濟發(fā)展不再受制于日益高漲的石油價格和日益匱乏的石油資源的威脅，早日擺脫對石油的依賴，全面實現(xiàn)可再生能源化，從國家的能源安全出發(fā)，溫家寶總理指出“節(jié)約能源、保護環(huán)境是中國實現(xiàn)經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的基本國策，也是應對氣候變化的重要手段”。近年來，我國在優(yōu)化能源結構、推動節(jié)能減排、開發(fā)利用清潔能源和可再生能源方面取得積極成效，并將繼續(xù)作出不懈努力。

無論是在尋求制定可持續(xù)的交通政策方面，還是在廣義的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略上，交通對環(huán)境的影響都成為我國政策的中心問題，其主要目標都是實現(xiàn)經(jīng)濟的持續(xù)增長，同時降低交通量——這將是雙贏的結果。從1978年到2008年統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以計算出，客運和貨運交通量與GDP的相關系數(shù)分別為0.9673和0.9627，客運和貨運交通量始終與GDP增長大致一致。但是能否或應不應該把這樣相關性打破是實現(xiàn)可持續(xù)交通的一個關鍵因素。如果目前交通狀況繼續(xù)下去，沒有大幅提高能源效率，不可能是實現(xiàn)可持續(xù)的交通系統(tǒng)，因此必須抑制交通量不斷增長的趨勢。

1、可持續(xù)交通系統(tǒng)的定義

我們要構建的是可持續(xù)交通系統(tǒng)，是解決氣候變化、能源危機和交通量激增三大問題的結合點。所謂“可持續(xù)”定義為大氣中的二氧化碳濃度穩(wěn)定在450×10-6，而所謂“系統(tǒng)”是一組相互作用、相互依存的組成部分通過物質(zhì)、能量和信息的交換而聯(lián)系起來的整體。交通活動與全球氣候變化的聯(lián)系就是一個復雜系統(tǒng)，具有顯著的時空不連續(xù)性。造成氣候變化的原因（例如駕駛汽車和消耗電力）與其導致的后果（氣候變化）之間存在很大的時滯。除了時滯，還有空間分離，即當?shù)鼗顒樱ɡ珩{駛汽車）與發(fā)生在遙遠地區(qū)的全球影響（例如發(fā)生在孟加拉國沿海地區(qū)的洪災）之間的聯(lián)系。與簡單系統(tǒng)不同，對于一個受到A和B兩個環(huán)境壓力的復雜系統(tǒng)來說，影響Y可能決定于A和B的交互作用AB，其大小和行為可能很不明確。Y表示為：

Y=A+B+f（AB）。

在產(chǎn)業(yè)生態(tài)學中，運用復雜系統(tǒng)方法的理論基礎在于技術產(chǎn)品不是孤立存在的，而是更大的技術系統(tǒng)的組成部分。如在汽車系統(tǒng)示意圖中（圖4），位于最下層的是技術密集的各種汽車機械子系統(tǒng)及其制造過程。這些機械子系統(tǒng)和制造過程已經(jīng)成為最主要的環(huán)境管理對象。其上一個層面——汽車使用涉及技術和文化兩方面的重要因素。從技術角度來講，我們已經(jīng)大幅度減少了汽車的環(huán)境影響。但單純的技術方法不可能徹底解決受文化因素影響的問題。因此，汽車技術系統(tǒng)主要的環(huán)境和能源影響來源于系統(tǒng)的最高層，即基礎設施技術和社會結構。

圖4 汽車系統(tǒng)示意圖

2、可持續(xù)交通系統(tǒng)構想的目標和實現(xiàn)途徑

為了實現(xiàn)溫室氣體低排放的經(jīng)濟發(fā)展目標，可持續(xù)交通系統(tǒng)構想的一個目標是要拓寬未來可持續(xù)交通的視野，如基礎設施和多建筑物地區(qū)，包括居民生活方式中發(fā)生的全部交通。通過提高交通工具的能源效率和理性地將IT服務、城市規(guī)劃相結合的方法，來實現(xiàn)降低能源消費的目標。另一個目標是增加功能性交往而減少乘車往返式的往來，以減少交通能源需求量。

（1）基礎設施的建設和維護。道路、高速公路、橋梁、隧道、車庫或停車場等基礎設施的建設和維護會產(chǎn)生巨大的環(huán)境影響。2005年，美國土木工程師協(xié)會（AmericanSocietyofCivil Engineers）預測：交通基礎設施將成為21世紀的主要挑戰(zhàn)之一，單一的新技術、新燃料、新定價機制或新政策等調(diào)整措施均不能從根本上解決城市的交通問題（ASCE2005）。這一問題的復雜性意味著交通運輸領域需要引入先進的解決方案和新型的商業(yè)模式。只有在減少人均材料和燃料使用量的同時，讓更多的人員和產(chǎn)品以有效方式實現(xiàn)既定目標，才能真正提高資源效率。

在應用實踐中，尤其引人注目的當數(shù)美國密西根大學提出的“可持續(xù)機動性與可行性的研究和改造計劃（SMART）”。該計劃旨在與各類利益相關者展開廣泛合作，以期改善印度班加羅爾和金奈、南非九個城市以及美國數(shù)個城市的城市基礎設施。此項計劃的戰(zhàn)略是采用盡可能高效環(huán)保的方法，修建有利于疏通人流的樞紐中心，進而改善公共交通運輸（Zielinski2008）。

（2）無需減少可達性，而需改變空間結構和體制結構。過去，可達性的含義包括有形的流動性和抵達各種活動服務地點的便利性。然而這種定義忽略了獲取服務的信息和通訊技術等無形途徑，因此首先改變現(xiàn)有觀念，把地理的可達性和功能的可達性區(qū)別開來。由于IT技術和多核心城市規(guī)劃將替代大部分目前交通需求中乘車上班、服務和購物等結構性被動出行和貨物運輸。可持續(xù)交通系統(tǒng)將會在人均出行量保持小幅增長或保持目前水平下，促使功能上的可達性比現(xiàn)在高得多。這表明，一方面可持續(xù)交通系統(tǒng)無需減少可達性，另一方面，要實現(xiàn)這樣一種發(fā)展必須在空間結構和體制結構兩方面都要有實質(zhì)性改變。

重要的是調(diào)整社會結構，讓人們不必為了維持足夠可達性不得不頻繁流動，通過技術發(fā)展、學習和生活習慣改變綜合作用的結果，多層的新型網(wǎng)絡社會是可以實現(xiàn)的。我們可以想象到讓一些人成為在住所附近有形工作地點中的日常的、有形的工作伙伴，而與你一起工作的同事可把自己的工作地點實際上放在別的任何地方。曾經(jīng)在獨立空間中完成的工作現(xiàn)在可以在“空間合作”基礎上完成。“遠程交流者”的出現(xiàn)，使住宅和工作點混合使用現(xiàn)象越來越多。在構想中，由于現(xiàn)代工作模式的變化使大部分結構性被動出行過時，形成了許多在網(wǎng)絡組織中工作的社會結構。

（3）交通運輸方式的轉(zhuǎn)變。現(xiàn)代社會是流動性很強的社會，而且為數(shù)不少的人們有興趣進一步推動流動性增長，工作區(qū)的空間擴大是目前規(guī)劃工作流行的主題，這種發(fā)展雖然在許多方面具有積極意義，卻也存在不常被提及的缺點：造成交通能源消費量急劇增長。

對于交通及交通污染的增長預期主要源于兩大因素：發(fā)展中國家私車保有量的增加以及國際客運及貨運的發(fā)展。最近一項研究調(diào)查表明：盡管最近幾年的環(huán)保工作成績顯著，但對于因交通而導致的環(huán)境質(zhì)量下降，80%是由汽車和其他私家車輛造成的。據(jù)估計，2005年全球公路行駛車輛為6.5億輛，而這一數(shù)字預計到2030年將增加一倍以上（IEA2008b）。

汽車是短程出行（小于100千米）能源消費最多的交通形式，因此很有潛力通過降低空載率、提高空氣動力學性能和至少提高空氣動力學效率等降低能源消費量。政府間氣候變化組織（IPCC，1996）預測，到2050年減少燃料強度的可能性為35%～80%。氫燃料電池混合裝置或甲醇柴油混合燃料組成的高效率動力傳動系統(tǒng)與減少車輛道路負載相結合，可減少燃料強度，與普通汽車相比燃料強度減少60%。因此，通過公路運輸工具的改進，可以降低燃料消費量。

如今，空運交通量增長甚至比經(jīng)濟增長率更快，商務和私人關系的全球化增加了對飛機旅行的需求。航運效率在交通運輸領域中具有特殊的代表意義。每年3000萬以上的航班翱翔藍天，2006年航空領域產(chǎn)生的廢氣排放占全球總量的11%。目前，盡管航空運輸廢氣排放對全球變暖所起的作用相對較小，但是它們的影響力卻更大，因為有害氣體被直接排放至大氣上層?？罩羞\輸不僅排放CO2，排放的氧化氮和水顆粒也對輻射作用產(chǎn)生重大影響。

公眾關注度的日益提升、航空旅行的極大隨意性以及燃料價格的波動，這所有因素一起將資源效率提到了航空工業(yè)的議事日程之首。目前，飛機制造商正在測試基于藻類植物的生物燃料；同時航空公司為了減少噴氣燃料的消耗，也在對飛行高度和飛行計劃進行優(yōu)化。國際貨運方面，IT技術的廣泛使用讓尋找和訂購遙遠地方生產(chǎn)的產(chǎn)品變得很容易。迄今，雖然IT技術促進了貨物運輸?shù)脑鲩L，它也同時播散著降低交通強度的種子，通過使用IT技術，使跨國公司有可能集中開發(fā)產(chǎn)品，并在世界各地組織生產(chǎn)加工，而實際生產(chǎn)可能被分散，具有相當大的運輸效率，IT技術對這樣的“全球——本土”式的生產(chǎn)范例是必要條件。

3、可持續(xù)交通系統(tǒng)構建中應注意的問題

近期執(zhí)行的政策措施中，最優(yōu)先提出的是公共交通。如果公共交通搭載乘客越多，就越有可能提高發(fā)車頻率，頻率提高有可能吸引新的乘客等。一些環(huán)境以外的、但對環(huán)境保護有幫助的措施，可能比較容易在早期階段得以實現(xiàn)。比如，可節(jié)省家務勞動的送食物上門和遠程辦公。再比如，有益大眾健康的多騎自動車，少開汽車行動。關于燃料，還不能明確什么是未來最好的燃料選擇，因此，重點應放在研究項目和示范項目上，而不是立即進行大規(guī)模的燃料轉(zhuǎn)換。大規(guī)模上馬新能源項目，可能會造成產(chǎn)能過剩。可以將重點放在引導和控制需求方面，制定一些面向需求的政策，作為這一方針的補充，這些政策可以引導我們朝著正確的方向推進。例如，選擇比較廉價的，可用多種燃料的車輛，對這些車輛實行需求驅(qū)動政策，改善現(xiàn)有的和鼓勵新的環(huán)境友好型交通替代方式，以實現(xiàn)功能上的可達性，如遠程辦公、合伙使用汽車、小型清潔城市用車，以及自行車和公共交通等改進措施，用經(jīng)濟刺激等方法限制使用有害的交通形式，降低各種交通形式的特別排放量和能源消費量。

未來有許多未知數(shù)會給發(fā)展帶來意想不到的事情，要求我們必須制定相適應的規(guī)劃戰(zhàn)略。同時，氣候變化的征兆已經(jīng)出現(xiàn)，地球的氣候系統(tǒng)和技術系統(tǒng)都具有難以改變的特性，這使我們面臨雙重困難，必須盡快采取堅決的行動。

政策方案主要是定性的闡述，由于考慮的大致為50年的時間框架而言，要準確地確定所需要的經(jīng)濟鼓勵措施是不可能的。需求的標準取決于如人們的價值觀、新的科學知識和技術發(fā)展等各方面的變化，所以需要一個用于不斷地調(diào)整措施的靈活政策。

（注：本成果得到“南開大學文科科研創(chuàng)新基金項目（NK0902）”資助。）

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