交通运输能耗与碳排放测算评价方法及应用

【摘要】Consumption and Carbon Emission ――The Case of Jiangsu Province OUYANG Bin1，2，FENG Zhen-hua2，LI Zhong-kui2，BI Qing-hua2，ZHOU Ai-yan2 （1.School of Management and ...

摘要：基于IPCC推荐方法，结合我国交通能耗统计基础，提出省级交通运输能耗与碳排放测算方法和特征性评价指标，对2005～2012年江苏省公路运输、水路运输（含港口）和城市客运领域的能耗与碳排放现状进行研究测算，分析能耗与碳排放总量、分能源品种与分运输方式的比例结构、能耗与碳排放强度等方面的特点，最后提出低碳交通运输发展需以降低能耗与碳排放强度为核心、以公路货运为突破重点、以优化综合运输结构和优先发展公共交通为战略导向、以发展清洁低碳能源为重要途径等政策启示。

关键词：交通运输;能耗强度;碳排放;测算方法;江苏

DOI：10.13956/j.ss.1001-8409.2015.01.30

中图分类号：F206;F224 文献标识码：A 文章编号：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，FENG 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 问题的提出

交通运输是国民经济和社会发展的重要基础产业和服务性行业，2010年全球交通运输能耗总量为24.10亿吨标准油，占比27.5%，仅次于工业能耗量^[1];交通运输二氧化碳（CO2）排放总量为67.5亿吨，占比22.3%^[2]。交通运输碳排放已成为国家温室气体排放清单中的重要部分，同时由于其增速较快，交通运输部门已成为节能减排的重点领域^[3]，在生态文明建设中肩负着重要责任。

目前，国内外学者十分重视交通运输节能减排领域的研究^[4]。研究内容主要集中在以下几个方面：一是交通运输能耗和碳排放测算，包括全生命周期法、碳足迹消费模式法等[5，6]。龙江英运用全生命周期法测算了贵阳城市交通体系碳排放状况^[7]。吴开亚等根据IPCC清单指南报告，测算了2000～2010年上海市交通运输业能源消费碳排放量、人均碳排放量以及碳排放强度的变化趋势^[8]。二是交通运输碳排放特征和影响因素评价分析。张陶新和曾熬志运用空间计量经济学方法分析了1995～2010年中国28省市的交通碳排放的分布特征^[9]。三是交通运输能耗状况预测。IEA等机构开发了交通能源研究模型^[10]。张陶新使用协整方法对中国城市道路交通碳排放进行了预测和情景分析^[11]。国家发改委能源研究所课题组的研究认为，交通部门将成为未来能源需求和碳排放增长的主要贡献者^[12]。四是交通节能减排途径探索。Chapman研究认为，公共交通和轨道交通是实现可持续交通的重要模式^[13]。蔡博峰等针对交通模式、燃料类型、发动机效率等提出系统减排方案^[14]。Loureiro等对西班牙交通减排路径进行了分析，认为低碳燃料是较好的公众可接受方案^[15]。

已有文献表明，能耗和碳排放的科学测算对于低碳交通运输发展具有重要意义。由于能耗基础数据缺乏，目前国内已有研究主要集中于国家层面，省级层面的交通运输碳排放测算仍处于起步阶段，尚未形成一套统一规范、科学有效的计算方法。因此，本文在既有文献基础上，以省级层面交通运输业为研究对象，基于全口径“大交通”，研究提出适合我国交通运输发展实际和统计基础的交通运输能耗与碳排放测算方法。另一方面，研究组赴各地区进行了实地调研、走访座谈，获得了大量各级统计部门和交通部门统计监测以及各类交通运输企业调研数据，为微观细致的测算与评价奠定了良好数据基础，可为低碳交通决策与管理提供依据。

江苏作为我国经济最发达的省份之一，是生态文明建设的先行省份^[16]，同时也是全国交通运输现代化和绿色低碳发展的试点省份^[17]。基于此，本文以江苏省为例，研究建立省级交通运输能耗与碳排放测算方法，并开展实证分析，系统分析其发展规律和特征，并得出政策启示。

2 研究方法

2.1 交通运输能耗量测算

目前，我国水路运输、港口、铁路、民航的能耗统计体系相对较为健全、可靠，通常可直接获取。但对于公路运输、城市客运领域因长期缺少可信的基础数据，实际操作中可根据式（1）或式（2）进行测算：

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表示车辆能耗量;

VN表示车辆保有量;

ATT表示人均出行次数;

SP表示出行结构;

ATD表示平均行驶距离;

FE表示车辆燃油经济性;

AP表示平均载客人数;

i代表不同运输方式，包括公路客运、公路货运、城市公共汽（电）车、城市轨道交通、出租车、私人小汽车等;

j代表不同燃料类型，如汽油、柴油、天然气、液化石油气（LPG）、电力等;

k代表不同车龄。

2.2 交通运输碳排放量测算

采用《IPCC国家温室气体清单指南2006》中交通化石燃料消费产生的CO2计算方法^[18]：

C=∑ECij・EFij（3）

式（3）中C为CO2排放量;ECij为第i种运输工具或设备、燃料j的消费量，i为车辆、船舶或设备类型，j为燃料类型;

EFij为第i种运输工具或设备、燃料j的CO2排放因子。

2.3 交通运输能耗与碳排放强度测算

根据式（4）至式（9），计算各种运输方式的能耗和碳排放强度。

3 研究范围和数据来源

3.1 研究范围

为与国际接轨，本文分析范围涵盖全口径“大交通”，将中国交通运输系统分为城市客运、城间客运、城际货运和港口生产四大部分（见图1）。

目前，我国交通运输能耗只统计营运性运输工具，未统计社会自用车辆及私人车辆。省级层面，根据《江苏统计年鉴》等正式统计资料^[19]，全省分行业能源统计中只有交通运输、仓储和邮政业的能源消费量，但无法细分出各种运输方式。因此，受现行体制以及统计基础所限，本文主要立足省级交通部门统计数据，对公路交通运输、水路交通运输（含港口生产）、城市客运三大领域的终端能耗与CO2排放状况进行测算分析^[20]。

3.2 测评指标

主要围绕总量、结构和强度三个方面特征指标来进行测算评价（见图2）。

图2 交通运输能耗与碳排放特征性测评指标

资料来源：交通运输部统计监测制度等

3.3 数据来源

本文基础数据主要依据历年江苏省统计局、江苏省交通运输厅等既有统计资料[20，21]，并结合2011年以来全省交通能耗统计监测数据，以及典型城市和企业调研数据。

4 实证测算与特征分析

4.1 能耗与碳排放总量增长迅速

“十一五”以来，江苏省交通运输能耗与碳排放总量持续快速增长，从2005年的643.65万吨标准煤增加到2012年的1826.62万吨标准煤，增长了177.3%，年均增长15.7%。其中轨道交通、公路货运增长最快，分别比2005年增长了9.69倍、2.29倍。相应地，同期交通运输碳排放总量增长了178.6%，年均增长15.8%（见表1、图3）。

4.2 能源品种结构以油品为主，柴油占比增长快，天然气、电力等清洁能源占比逐步上升

“十一五”以来，由于营运车辆柴油化进程的加快，柴油占比从2005年的70.92%提高到2012年的87.66%，而汽油占比从2005年的21.85%迅速降至2012年的5.69%;随着天然气车辆的推广应用，天然气消费所占比重稳步上升，由2005年的0.89%上升到2012年的2.59%;燃料油只在水运领域中应用，占比由3.79%下降至2.04%;由于城市轨道交通的跨越式发展，以及港口装卸机械“油改电”技术的推广，电力消费总量稳步上升，但其占比仍然呈稳中略降态势，2012年占比为1.88%（见图4）。总之，交通运输能源消费结构已得到初步改善。

4.3 各种运输方式比例结构变化明显，公路运输比重上升较快

公路运输能耗占比上升较快，由2005年的68.52%升至2012年71.37%，尤其是公路货运2012年占比为59.19%，成为交通运输用能增长的主要动力。水运能耗占比基本保持稳定，2012年为26.59%，其中：水路货运和港口生产能耗占比分别为21.96%和4.62%。城市客运所占比重呈下降态势，由2005年的8.03%降为2012年的3.21%。其中：城市公交、出租汽车占比分别由2005年的5.75%、2.22%降至2012年的2.49%、1.01%;而轨道交通近年来实现了跨越式发展，其能耗占比上升较快，由2005年的0.05%上升到2012年的0.21%（见图5）。交通运输碳排放结构也同样呈现出类似特征与趋势（见图6）。

4.4 能耗与碳排放强度总体呈下降态势，水运与城市公交相对更节能低碳

从历史发展趋势来看，2005年以来，各种运输方式的能耗与碳排放强度总体保持下降态势（见表2）。其中出租汽车单耗水平下降较快，2005～2012年间年均降幅为3.42%，其他方式也均保持稳中略降。

从横向比较来看，水运与城市公交相对更为节能低碳，其中货运领域2012年公路货运单耗是水路货运单耗的11.2倍;城市客运领域轨道交通的单耗、碳排放强度最低，公交次之，出租汽车最高。

5 结论与启示

综合以上分析，得出如下研究结论和政策启示。

（1）近期交通运输能耗与碳排放总量增长是必然趋势，降低强度是核心。研究表明，随着工业化、城镇化进程加快，经济社会不断发展，人们对安全便捷舒适出行需求日益提高，交通运输能耗与碳排放总量及其占全社会比重快速上升将是必然趋势，如江苏省2012年交通运输碳排放总量同比2005年增长了1.77倍。因此，当前及今后一段时期，发展低碳交通应以降低能耗和碳排放强度为核心，充分发挥低碳技术与政策创新的后发优势，降低“路径依赖”，避免“碳锁定”，走出一条中国特色的低碳交通发展之路。

（2）低碳交通运输发展须着力抓好公路货运这个重中之重。从江苏省交通运输能耗与碳排放总量的构成分析来看，货运无疑是占据绝对比重，特别是公路货运，2012年江苏占比为接近60%。当前，我国不同运输方式、不同领域之间节能低碳工作基础的差异性较大，交通运输行业节能减排与低碳发展的工作重心主要放在道路客运、城市客运上^[19]，而对于能耗与碳排放大户的公路货运和内河货运，其“多、小、散、弱”的格局并没有得到根本性改善，行业调控与低碳监管的方法、方式上相对手段较少。因此，推动低碳交通运输发展，必须下大力气抓好公路货运这个重点领域和薄弱环节。

（3）优化综合运输结构、大力发展公共交通是低碳交通运输发展的战略选择。从江苏省各种运输方式能源和碳排放强度指标值的横向比较来看，选择合理的交通运输发展模式、优化各运输方式的比例结构，对于交通运输能源消费和碳排放具有重要影响。然而，当前我国综合运输体系中存在内河航运与铁路货运承运比重不高、私人小汽车增长过快等突出问题。因此，必须加快调整优化综合运输结构，大力发展水运、铁路等绿色运输方式;全面落实城市公交优先发展战略，加快发展轨道交通、BRT等大容量公共交通方式，提倡自行车、步行降低对私人小汽车出行的过度依赖^[21]，构建节能低碳型综合交通运输体系。

（4）发展低碳能源和可再生能源、优化能源结构是低碳交通运输发展的重要途径。从江苏省交通运输能耗与碳排放发展轨迹的对比分析来看，大力发展电力、天然气等清洁低碳能源，对于促进交通运输绿色低碳发展的成效正在逐步显现。此外，纵观国际，世界各国纷纷从降低石油依赖、保障国家能源安全、应对全球气候变化等目标出发，大力研发推广天然气、乙醇等替代燃料以及混合动力、纯电动等节能与新能源汽车，以提高低碳能源和可再生能源的比重。而我国交通运输仍然过度依赖于石油，清洁能源与新能源车船的推广应用尚处于起步阶段，迫切需要加快推动交通能源的绿色革命。

参考文献：

[1]IEA.Energy Balances of OECD Countries [R].Paris：IEA Report，2013.

[2]IEA.CO2 Emissions from Fuel Combustions 2012 [R].Paris：IEA Report，2012.

[3]魏一鸣，廖华等.中国能源报告2010――能源效率研究[M].北京：科学出版社.2010.113-135.

[4]Committee on Climate Change.Building a Low-Carbon Economy：The UKs Contribution to Tackling Climate Change[R].London：Committee on Climate Change Report，2008：251-301.

[5]高菠阳，刘卫东.道路交通节能减排途径与潜力分析[J].地理研究，2013（32）：767-775.

[6]Ross Morrow W，Gallagher K S，Collantes G，et al.Analysis of Policies to Reduce Oil Consumption and Greenhouse-gas Emissions from the US Transportation Sector [J].Energy Policy，2010（3）：1305-1320.

[7]龙江英，城市交通体系碳排放测评模型及优化方法[D].武汉：华中科技大学博士学位论文，2012.

[8]吴开亚，何彩虹，王桂新，等.上海市交通能源消费碳排放的测算与分解分析[J].经济地理，2012（32）：45-51.

[9]张陶新，曾熬志.中国交通碳排放空间计量分析[J].城市发展研究，2013 （10）：14-20.

[10]IPCC.Climate Change 2007，Mitigation of Climate Change[R].Switzerland：IPCC Report，2007.

[11]张陶新.中国城市化进程中的城市道路交通碳排放研究[J].中国人口・资源与环境， 2012（8）：3-9.

[12]国家发展和改革委员会能源研究所课题组.中国2050年低碳发展之路：能源需求暨碳排放情景分析[M].北京：科学出版社，2010.141-142.

[13]Chapman L.Transportation and Climate Change：A Review [J].Journal of Transport Geography，2007（15）：354-367.

[14]蔡博峰，曹东，刘兰翠，等.中国交通二氧化碳排放研究[J].气候变化研究进展，2011（3）：197-203.

[15]Loureiro M，Labandeira X，Hanemann M.Transport and Low-Carbon Fuel：A Study of Public Preferences in Spain [J].Energy Economics，2013（40）：126-133.

[16]董锋，龙如银.江苏区域低碳经济发展水平的测度与分析[J].软科学，2012 （11）：85-89.

[17]交通运输部.2013绿色循环低碳交通运输发展年度报告[M].北京：人民交通出版社，2014.3-20.

[18]张陶新，周跃云，赵先超.中国城市低碳交通建设的现状与途径分析[J].城市发展研究，2011（1）：68-74.

[19]江苏省统计局.2013江苏统计年鉴[M].北京：中国统计出版社，2013.

[20]江苏省交通运输厅.江苏省交通统计资料汇编（2005-2012年）[Z].江苏省交通运输厅，2012.

[21]张建慧，雷星晖，李金良.基于系统动力学的城市低碳交通发展模式研究――以郑州市为例[J].软科学，2012（4）：77-81.