交通運輸能耗與碳排放測算評價方法及應(yīng)用

歐陽斌+鳳振華+李忠奎+畢清華+周艾燕

摘要：基于IPCC推薦方法，結(jié)合我國交通能耗統(tǒng)計基礎(chǔ)，提出省級交通運輸能耗與碳排放測算方法和特征性評價指標，對2005～2012年江蘇省公路運輸、水路運輸（含港口）和城市客運領(lǐng)域的能耗與碳排放現(xiàn)狀進行研究測算，分析能耗與碳排放總量、分能源品種與分運輸方式的比例結(jié)構(gòu)、能耗與碳排放強度等方面的特點，最后提出低碳交通運輸發(fā)展需以降低能耗與碳排放強度為核心、以公路貨運為突破重點、以優(yōu)化綜合運輸結(jié)構(gòu)和優(yōu)先發(fā)展公共交通為戰(zhàn)略導(dǎo)向、以發(fā)展清潔低碳能源為重要途徑等政策啟示。

關(guān)鍵詞：交通運輸;能耗強度;碳排放;測算方法;江蘇

DOI：10.13956/j.ss.1001-8409.2015.01.30

中圖分類號：F206;F224 ? ?文獻標識碼：A ? ?文章編號：1001-8409（2015）01-0139-06

Calculation and Evaluation Methodology of Transport Energy

Consumption and Carbon Emission

——The Case of Jiangsu Province

OUYANG Bin1，2，F(xiàn)ENG Zhen-hua2，LI Zhong-kui2，BI Qing-hua2，ZHOU Ai-yan2

（1.School of Management and Economics， Beijing Institute of Technology， Beijing 100181;

2.China Academy of Transportation Sciences， Beijing 100029）

Abstract：Using the methodology recommended by Intergovernmental Panel on Climate Change （IPCC）， based on transport energy consumption statistics in China， a practical calculation methodology and evaluation indicators of provincial transport energy consumption and carbon dioxide emission is proposed.The energy consumption and carbon dioxide emission of transport industry from 2005 to 2012 in Jiangsu Province were empirically calculated， and the main features were systematically analyzed， from the perspectives of the total amount of energy consumption and carbon emission， the proportional structure of various transport modes and energy types， and energy and carbon emission intensity.And finally， some policy implications of low-carbon transport development were conclusively put forward， including reducing the energy and carbon intensity as the focus， breaking through the highway freight transport as the key， optimizing transport structure and giving priority to urban public transport development as a strategic choice， developing clean and low-carbon energy as an important way.

Key words：transport;energy intensity;carbon emission;calculation methodology;Jiangsu province

1 問題的提出

交通運輸是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和服務(wù)性行業(yè)，2010年全球交通運輸能耗總量為24.10億噸標準油，占比27.5%，僅次于工業(yè)能耗量^[1];交通運輸二氧化碳（CO2）排放總量為67.5億噸，占比22.3%^[2]。交通運輸碳排放已成為國家溫室氣體排放清單中的重要部分，同時由于其增速較快，交通運輸部門已成為節(jié)能減排的重點領(lǐng)域^[3]，在生態(tài)文明建設(shè)中肩負著重要責任。

目前，國內(nèi)外學(xué)者十分重視交通運輸節(jié)能減排領(lǐng)域的研究^[4]。研究內(nèi)容主要集中在以下幾個方面：一是交通運輸能耗和碳排放測算，包括全生命周期法、碳足跡消費模式法等[5，6]。龍江英運用全生命周期法測算了貴陽城市交通體系碳排放狀況^[7]。吳開亞等根據(jù)IPCC清單指南報告，測算了2000～2010年上海市交通運輸業(yè)能源消費碳排放量、人均碳排放量以及碳排放強度的變化趨勢^[8]。二是交通運輸碳排放特征和影響因素評價分析。張?zhí)招潞驮局具\用空間計量經(jīng)濟學(xué)方法分析了1995～2010年中國28省市的交通碳排放的分布特征^[9]。三是交通運輸能耗狀況預(yù)測。IEA等機構(gòu)開發(fā)了交通能源研究模型^[10]。張?zhí)招率褂脜f(xié)整方法對中國城市道路交通碳排放進行了預(yù)測和情景分析^[11]。國家發(fā)改委能源研究所課題組的研究認為，交通部門將成為未來能源需求和碳排放增長的主要貢獻者^[12]。四是交通節(jié)能減排途徑探索。Chapman研究認為，公共交通和軌道交通是實現(xiàn)可持續(xù)交通的重要模式^[13]。蔡博峰等針對交通模式、燃料類型、發(fā)動機效率等提出系統(tǒng)減排方案^[14]。Loureiro等對西班牙交通減排路徑進行了分析，認為低碳燃料是較好的公眾可接受方案^[15]。

已有文獻表明，能耗和碳排放的科學(xué)測算對于低碳交通運輸發(fā)展具有重要意義。由于能耗基礎(chǔ)數(shù)據(jù)缺乏，目前國內(nèi)已有研究主要集中于國家層面，省級層面的交通運輸碳排放測算仍處于起步階段，尚未形成一套統(tǒng)一規(guī)范、科學(xué)有效的計算方法。因此，本文在既有文獻基礎(chǔ)上，以省級層面交通運輸業(yè)為研究對象，基于全口徑“大交通”，研究提出適合我國交通運輸發(fā)展實際和統(tǒng)計基礎(chǔ)的交通運輸能耗與碳排放測算方法。另一方面，研究組赴各地區(qū)進行了實地調(diào)研、走訪座談，獲得了大量各級統(tǒng)計部門和交通部門統(tǒng)計監(jiān)測以及各類交通運輸企業(yè)調(diào)研數(shù)據(jù)，為微觀細致的測算與評價奠定了良好數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，可為低碳交通決策與管理提供依據(jù)。

江蘇作為我國經(jīng)濟最發(fā)達的省份之一，是生態(tài)文明建設(shè)的先行省份^[16]，同時也是全國交通運輸現(xiàn)代化和綠色低碳發(fā)展的試點省份^[17]?；诖?，本文以江蘇省為例，研究建立省級交通運輸能耗與碳排放測算方法，并開展實證分析，系統(tǒng)分析其發(fā)展規(guī)律和特征，并得出政策啟示。

2 研究方法

2.1 交通運輸能耗量測算

目前，我國水路運輸、港口、鐵路、民航的能耗統(tǒng)計體系相對較為健全、可靠，通常可直接獲取。但對于公路運輸、城市客運領(lǐng)域因長期缺少可信的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，實際操作中可根據(jù)式（1）或式（2）進行測算：

EC1=∑i，j，kVNi，j，k·ATDi，j，k·FEi，j，k（1）

EC2=∑i，j，kATT·SPi，j，k·ATDi，j，kAPi，j，k·FEi，j，k （2）

式（1）、式（2）中

EC表示車輛能耗量;

VN表示車輛保有量;

ATT表示人均出行次數(shù);

SP表示出行結(jié)構(gòu);

ATD表示平均行駛距離;

FE表示車輛燃油經(jīng)濟性;

AP表示平均載客人數(shù);

i代表不同運輸方式，包括公路客運、公路貨運、城市公共汽（電）車、城市軌道交通、出租車、私人小汽車等;

j代表不同燃料類型，如汽油、柴油、天然氣、液化石油氣（LPG）、電力等;

k代表不同車齡。

2.2 交通運輸碳排放量測算

采用《IPCC國家溫室氣體清單指南2006》中交通化石燃料消費產(chǎn)生的CO2計算方法^[18]：

C=∑ECij·EFij（3）

式（3）中C為CO2排放量;ECij為第i種運輸工具或設(shè)備、燃料j的消費量，i為車輛、船舶或設(shè)備類型，j為燃料類型;

EFij為第i種運輸工具或設(shè)備、燃料j的CO2排放因子。

2.3 交通運輸能耗與碳排放強度測算

根據(jù)式（4）至式（9），計算各種運輸方式的能耗和碳排放強度。

3 研究范圍和數(shù)據(jù)來源

3.1 研究范圍

為與國際接軌，本文分析范圍涵蓋全口徑“大交通”，將中國交通運輸系統(tǒng)分為城市客運、城間客運、城際貨運和港口生產(chǎn)四大部分（見圖1）。

目前，我國交通運輸能耗只統(tǒng)計營運性運輸工具，未統(tǒng)計社會自用車輛及私人車輛。省級層面，根據(jù)《江蘇統(tǒng)計年鑒》等正式統(tǒng)計資料^[19]，全省分行業(yè)能源統(tǒng)計中只有交通運輸、倉儲和郵政業(yè)的能源消費量，但無法細分出各種運輸方式。因此，受現(xiàn)行體制以及統(tǒng)計基礎(chǔ)所限，本文主要立足省級交通部門統(tǒng)計數(shù)據(jù)，對公路交通運輸、水路交通運輸（含港口生產(chǎn)）、城市客運三大領(lǐng)域的終端能耗與CO2排放狀況進行測算分析^[20]。

3.2 測評指標

主要圍繞總量、結(jié)構(gòu)和強度三個方面特征指標來進行測算評價（見圖2）。

圖2 交通運輸能耗與碳排放特征性測評指標

資料來源：交通運輸部統(tǒng)計監(jiān)測制度等

3.3 數(shù)據(jù)來源

本文基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要依據(jù)歷年江蘇省統(tǒng)計局、江蘇省交通運輸廳等既有統(tǒng)計資料[20，21]，并結(jié)合2011年以來全省交通能耗統(tǒng)計監(jiān)測數(shù)據(jù)，以及典型城市和企業(yè)調(diào)研數(shù)據(jù)。

4 實證測算與特征分析

4.1 能耗與碳排放總量增長迅速

“十一五”以來，江蘇省交通運輸能耗與碳排放總量持續(xù)快速增長，從2005年的643.65萬噸標準煤增加到2012年的1826.62萬噸標準煤，增長了177.3%，年均增長15.7%。其中軌道交通、公路貨運增長最快，分別比2005年增長了9.69倍、2.29倍。相應(yīng)地，同期交通運輸碳排放總量增長了178.6%，年均增長15.8%（見表1、圖3）。

4.2 能源品種結(jié)構(gòu)以油品為主，柴油占比增長快，天然氣、電力等清潔能源占比逐步上升

“十一五”以來，由于營運車輛柴油化進程的加快，柴油占比從2005年的70.92%提高到2012年的87.66%，而汽油占比從2005年的21.85%迅速降至2012年的5.69%;隨著天然氣車輛的推廣應(yīng)用，天然氣消費所占比重穩(wěn)步上升，由2005年的0.89%上升到2012年的2.59%;燃料油只在水運領(lǐng)域中應(yīng)用，占比由3.79%下降至2.04%;由于城市軌道交通的跨越式發(fā)展，以及港口裝卸機械“油改電”技術(shù)的推廣，電力消費總量穩(wěn)步上升，但其占比仍然呈穩(wěn)中略降態(tài)勢，2012年占比為1.88%（見圖4）?？傊?，交通運輸能源消費結(jié)構(gòu)已得到初步改善。

4.3 各種運輸方式比例結(jié)構(gòu)變化明顯，公路運輸比重上升較快

公路運輸能耗占比上升較快，由2005年的68.52%升至2012年71.37%，尤其是公路貨運2012年占比為59.19%，成為交通運輸用能增長的主要動力。水運能耗占比基本保持穩(wěn)定，2012年為26.59%，其中：水路貨運和港口生產(chǎn)能耗占比分別為21.96%和4.62%。城市客運所占比重呈下降態(tài)勢，由2005年的8.03%降為2012年的3.21%。其中：城市公交、出租汽車占比分別由2005年的5.75%、2.22%降至2012年的2.49%、1.01%;而軌道交通近年來實現(xiàn)了跨越式發(fā)展，其能耗占比上升較快，由2005年的0.05%上升到2012年的0.21%（見圖5）。交通運輸碳排放結(jié)構(gòu)也同樣呈現(xiàn)出類似特征與趨勢（見圖6）。

4.4 能耗與碳排放強度總體呈下降態(tài)勢，水運與城市公交相對更節(jié)能低碳

從歷史發(fā)展趨勢來看，2005年以來，各種運輸方式的能耗與碳排放強度總體保持下降態(tài)勢（見表2）。其中出租汽車單耗水平下降較快，2005～2012年間年均降幅為3.42%，其他方式也均保持穩(wěn)中略降。

從橫向比較來看，水運與城市公交相對更為節(jié)能低碳，其中貨運領(lǐng)域2012年公路貨運單耗是水路貨運單耗的11.2倍;城市客運領(lǐng)域軌道交通的單耗、碳排放強度最低，公交次之，出租汽車最高。

5 結(jié)論與啟示

綜合以上分析，得出如下研究結(jié)論和政策啟示。

（1）近期交通運輸能耗與碳排放總量增長是必然趨勢，降低強度是核心。研究表明，隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進程加快，經(jīng)濟社會不斷發(fā)展，人們對安全便捷舒適出行需求日益提高，交通運輸能耗與碳排放總量及其占全社會比重快速上升將是必然趨勢，如江蘇省2012年交通運輸碳排放總量同比2005年增長了1.77倍。因此，當前及今后一段時期，發(fā)展低碳交通應(yīng)以降低能耗和碳排放強度為核心，充分發(fā)揮低碳技術(shù)與政策創(chuàng)新的后發(fā)優(yōu)勢，降低“路徑依賴”，避免“碳鎖定”，走出一條中國特色的低碳交通發(fā)展之路。

（2）低碳交通運輸發(fā)展須著力抓好公路貨運這個重中之重。從江蘇省交通運輸能耗與碳排放總量的構(gòu)成分析來看，貨運無疑是占據(jù)絕對比重，特別是公路貨運，2012年江蘇占比為接近60%。當前，我國不同運輸方式、不同領(lǐng)域之間節(jié)能低碳工作基礎(chǔ)的差異性較大，交通運輸行業(yè)節(jié)能減排與低碳發(fā)展的工作重心主要放在道路客運、城市客運上^[19]，而對于能耗與碳排放大戶的公路貨運和內(nèi)河貨運，其“多、小、散、弱”的格局并沒有得到根本性改善，行業(yè)調(diào)控與低碳監(jiān)管的方法、方式上相對手段較少。因此，推動低碳交通運輸發(fā)展，必須下大力氣抓好公路貨運這個重點領(lǐng)域和薄弱環(huán)節(jié)。

（3）優(yōu)化綜合運輸結(jié)構(gòu)、大力發(fā)展公共交通是低碳交通運輸發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。從江蘇省各種運輸方式能源和碳排放強度指標值的橫向比較來看，選擇合理的交通運輸發(fā)展模式、優(yōu)化各運輸方式的比例結(jié)構(gòu)，對于交通運輸能源消費和碳排放具有重要影響。然而，當前我國綜合運輸體系中存在內(nèi)河航運與鐵路貨運承運比重不高、私人小汽車增長過快等突出問題。因此，必須加快調(diào)整優(yōu)化綜合運輸結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展水運、鐵路等綠色運輸方式;全面落實城市公交優(yōu)先發(fā)展戰(zhàn)略，加快發(fā)展軌道交通、BRT等大容量公共交通方式，提倡自行車、步行降低對私人小汽車出行的過度依賴^[21]，構(gòu)建節(jié)能低碳型綜合交通運輸體系。

（4）發(fā)展低碳能源和可再生能源、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)是低碳交通運輸發(fā)展的重要途徑。從江蘇省交通運輸能耗與碳排放發(fā)展軌跡的對比分析來看，大力發(fā)展電力、天然氣等清潔低碳能源，對于促進交通運輸綠色低碳發(fā)展的成效正在逐步顯現(xiàn)。此外，縱觀國際，世界各國紛紛從降低石油依賴、保障國家能源安全、應(yīng)對全球氣候變化等目標出發(fā)，大力研發(fā)推廣天然氣、乙醇等替代燃料以及混合動力、純電動等節(jié)能與新能源汽車，以提高低碳能源和可再生能源的比重。而我國交通運輸仍然過度依賴于石油，清潔能源與新能源車船的推廣應(yīng)用尚處于起步階段，迫切需要加快推動交通能源的綠色革命。

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（責任編輯：王惠萍）