交通延誤帶來的生態環境價值損失評估

■ 吳棟棟 邵毅 景謙平

交通延誤不僅會帶來額外的燃料消耗，還會造成二氧化碳排放增加、大氣污染、噪聲污染等生態環境損害。對交通延誤帶來的生態環境外部成本進行核算，有助于人們了解交通使用的真實成本。作者以北京市為例，構建了比較全面的交通延誤帶來的生態環境價值損失模型，估算了每年北京因交通延誤導致的生態環境價值損失，為合理估算不同交通方式的成本提供參考依據。

一、前言

長期以來，交通問題都是困擾城市發展的一個重要問題。世界各國都面臨著日益嚴重的城市交通問題，交通擁堵帶來了出行延誤、交通事故頻繁以及大量生態環境污染問題等。北京的交通狀況是目前的社會熱點問題之一。對交通延誤帶來的生態環境外部成本進行核算對于人們了解交通使用的真實成本和交通使用的費用效益分析具有重要意義。本研究以北京市為例，分析了交通延誤帶來的生態價值損失。

二、評估方法

目前國內外對交通延誤的生態成本的討論尚少，由于數據采集難、衡量指標不同等原因，難以建立起一個全面完整的體系對交通延誤的生態成本進行徹底的測算，因而缺乏定量評估的結果。本文通過外部成本分析方法來進行測算，常見的方法大致有三種，即替代市場法、間接方法和支付意愿法[1]，在實際應用中應根據情況采用不同的評估技術。

在對交通延誤的生態成本進行貨幣化測算前，需要先明確其包括哪些內容，然后才能有針對性地進行測算。交通延誤對生態環境的影響包括以下方面：溫室氣體增排、有害氣體增加、顆粒物增加、交通噪聲、廢棄物污染、加劇熱島效應和對沿線自然生態的影響等，鑒于評估的可行性，本研究中只考慮前四項。

此外，由于不同交通方式帶來的生態成本的衡量參數不同，根據交通運輸方式的不同，本研究將交通延誤分為市內交通延誤、高速公路延誤、航班延誤、鐵路延誤和水運延誤，然后針對每一類型，分別分析該延誤造成的生態價值損失。

圖1 交通延誤帶來的生態價值損失

在各種運輸方式中，公路的能耗最大，占運輸總耗能的80%左右。根據對歐洲17國的研究，在1991年運輸的總外部成本中92%是由公路運輸產生的。交通運輸排放的廢氣是大氣污染的主要來源，而廢氣的主要排放源是汽車。在日本，各種運輸方式二氧化碳的排放比例是：家用轎車52%，營運用貨車16%，家用貨車15%。美國各種汽車每年排入大氣中的污染物，占全國各行業排入大氣污染物總量的60%，西歐各國普遍在50%左右。噪聲污染也以公路為重，歐共體13國90%的噪聲來源于汽車和飛機。考慮到與公路運輸相比，其它運輸方式對生態環境破壞的程度較低，所以因其延誤造成的損失將更小，因此在本研究中，僅對公路延誤帶來的生態價值損失作評估。

三、不同交通方式延誤的生態環境價值損失

（一）交通延誤的額外燃料消耗

交通延誤帶來的生態環境價值損失與額外燃料的燃燒密切相關，在交通延誤的情況下，機動車運行緩慢且需要頻繁的踩剎車和油門，且延誤會導致車輛使用時間增加，這都增加了機動車燃料的消耗。

1. 市內公路交通延誤

筆者根據德克薩斯運輸學院模型的計算思路[2]，建立類似的計算公式，普通乘客類用車在延誤狀況下額外燃油消耗量的計算公式為：

式中，Fi——第i種車輛因延誤額外消耗的燃油量，i=1，2，…，n，n為車輛分類數；

Dti——第i種車輛日延誤的時間；

Efi——第i種車輛在延誤時的平均燃油效率；

TF——交通延誤時總的額外燃油消耗量。

本文參考北京市公路局公路設計研究院和北京工業大學交通工程研究中心《北京市公路通行能力研究報告》的取值，將車輛類型分為小型、中型和大型三類。平均每車型日延誤時間為該車型通過擁堵路段時所用的時間減去路況順暢時所用的時間；平均燃油經濟效率指的是擁堵情況下單位時間消耗的汽油升數，考慮到怠速停車時沒有公里數，所以用時間衡量油耗。有實驗證明，在怠速狀態下，每等待3分鐘折合勻速通行1公里的油耗，以每輛車平均油耗每百公里8升計算(事實上，頻繁的起步停車油耗要大得多)，則每延誤三分鐘產生油耗0.08升，每分鐘怠速產生的油耗就是0.027升。

2. 高速公路延誤

近年來，北京市高速公路建設取得了巨大的發展，雖然近些年的高速公路建設速度較快，但是隨著都市圈客貨運輸的增長，汽車保有量的快速增長，高速公路網的交通流量急劇增長，又因收費站現有收費方式所限，交通擁堵現象越發嚴重。交通擁堵大大降低了高速公路的通車能力和使用效率，使得高速公路方便快捷的優勢難以全面發揮，并造成了環境污染、資源浪費等問題。

通過對比設置收費站與不設收費站，可以計算出高速公路交通延誤帶來的額外燃料消耗。以一個典型情況為例，用戶通行高速公路收費站時，在距離收費站50米處開始進入收費廣場，通過收費亭繳費后，繼續通行50米駛離收費站，因此收費廣場的有效區域為100米[3]。用戶從開始駛入收費廣場到駛離收費站可以分為4段，用戶通行時間計算公式為：

式中，T——車輛通過收費站的總時間

At——收費站前通行時間；

Wt——排隊等待時間；

Bt——服務時間；

Lt——駛離收費站時間。

與不收費相比，通過收費站的延誤時間為

式中，T0——不收費時車輛通過收費站的總時間

將公式（4）帶入公式（1）和（2）可得到因延誤而額外消耗的燃料數量。目前收費站限速主線站為30公里/小時，匝道站為20公里/小時，考慮到道路的實際情況，本文不同車輛類型通過收費站的時間差別可以忽略不計。假設用戶進入收費站區最高速度統一計為20公里/小時(約合5.6米/秒)，則不收費的情況下18秒即可通過，人工收費的情況下，分為入口和出口兩種情況。入口情況下，收費站前通過時間為11秒，排隊等待時間18秒，服務時間6秒，駛離18秒，總計53秒，因此延誤35秒。根據每分鐘怠速產生油耗0.027升，可計算出每車額外消耗燃料0.016升。出口情況下，收費站前通過時間11秒，排隊等待時間42秒，服務時間14秒，駛離18秒，總計85秒，因此延誤67秒，每車額外消耗燃料0.03升。八達嶺高速是北京交通量最大的收費路段，2011年日均通行車輛21.4萬輛，節假日則更多。北京市共有收費高速公路17條，日均交通量假定為每條收費高速為10萬輛。

（二）溫室氣體增排損失

交通延誤導致的溫室氣體增排損失，可由下式計算：

式中：

GC——溫室氣體增排的價值損失量（￥）；

TF——發生交通延誤時額外燃料消耗量（L）；

EC——發生交通延誤時溫室氣體的排放因子（Kg／L）；

PC——國際碳交易價。

其中，單位燃料的溫室氣體排放量取2.3kg。不同類型的車輛所使用的燃料有所區別，根據目前北京市六環內車輛的實際情況，普遍使用的是93號汽油，汽油燃燒后的尾氣主要是CO2和微量的有害氣體，有害氣體中含C元素的為CO和碳氫化合物（CH），按照不同的排放水平，國四的汽油車，CO與CO2比值約為1∶100；CH與CO2比值約為1∶1000，微量不計，視同為全部產生CO2。在這種理想狀態下，估算一升汽油排出的CO2量為2300克。國際碳交易價格在本次計算取2010年全球各地碳交易的加權平均價格，為每噸二氧化碳當量13.6歐元，匯率按中國人民銀行授權中國外匯交易中心公布的2010年12月1日銀行間外匯市場的中間價，為1歐元對人民幣8.6718元，所得排放成本118元/噸。

（三）有害氣體增排損失

本文采用防護支出評價法來估算有害氣體增排所引起的生態價值損失，具體公式為：

式中：

Gh——有害氣體增排的價值損失量（￥）；

Fi——第i種車輛因交通延誤額外消耗的燃油量（L），其中，i=1，2，…，n，n為車輛分類數；

Ehij——發生交通延誤時第i種車輛第j種有害氣體的排放因子（Kg／L），其中j=1，2，…，m，m為有害氣體分類數；

Pj——第j種有害氣體的單位交易成本。

其中，某種有害氣體的單位成本根據已有的成交價確定如下：氮氧化物治理費用為6000元/噸（參考2011年12月23日陜西省首次氮氧化物排污權交易拍賣會的起拍價），二氧化硫治理費用為2500元/噸（2010年6月5日陜西省排污權交易中心排污權拍賣交易會的起拍價），其他有害氣體由于缺乏參考資料暫不作測算。

（四）顆粒物增排損失

同樣地，本文采用防護支出評價法來估算顆粒物增排所引起的生態價值損失，具體公式為：

式中：

Gm——顆粒物增排的價值損失量（￥）；

Fi——第i種車輛因交通延誤額外消耗的燃油量（L），i=1，2，…，n，n為車輛分類數；

Emi——發生交通延誤時第i類車輛顆粒物的排放因子（kg/L）；

Pm——單位降塵清理費。

其中，單位降塵清理費用為每噸150元（參考《森林生態系統服務功能評估社會公共數據表》）。

（五）噪聲污染損失

交通噪聲是對生態環境造成破壞的另一個主要因素，發生交通延誤時，人們會更頻繁的按喇叭或重啟汽車，增加噪聲污染。2005年，北京市建成區道路交通干線噪聲平均值為69.5分貝，比建成區區域環境噪聲平均值高16.3分貝。部分交通干線如二、三、四環路對兩側住宅影響比較突出，居民反映強烈。

根據國內鐵道科學研究院的研究，公路運輸系統中客運的噪聲損失為每人每公里0.00195元。估算公式如下：

式中：

Gv——發生交通延誤時噪聲污染增加的價值損失量（￥）；

Tdi——發生交通延誤時第i類車輛承載的人數（n），i=1，2，…，n，n為車輛分類數；

Ev——客運單位損失值（￥／n·km）；

Pv——交通延誤的平均路段長度（km）。

其中，日客運周轉量為各種出行方式的人次數的總和，包括公共汽車、私家車和出租車；日交通擁堵路段平均長度為各擁堵路段長度之和。

四、結果和討論

嚴重的交通延誤究竟給社會帶來多大的生態環境外部成本，這是個很難量化的問題。為了盡可能精確地測算出北京市交通延誤的生態環境外部成本，本文在定性分析交通延誤帶來的生態環境外部成本構成的基礎上，定量研究了各項生態環境外部成本的計算方法和價值損失量，并根據數據的可獲取性，給出了具體公式，采用多種方法相結合的方式測算了北京市交通延誤造成的生態環境損失總額。

統計結果顯示，每年北京市由于交通延誤導致的生態環境損失達452654.8萬元，相當于2010年北京市GDP總量的0.32%，具體如表1。其中市內交通延誤所帶來的生態環境損失最大，這其中又以噪聲污染的損失最大，其次是溫室氣體增排的損失，然后分別為額外有害氣體排放的損失和顆粒物增排的損失。

在交通延誤導致的生態環境價值損失中，溫室氣體、有害氣體和顆粒物的增排與額外燃燒的燃料數量密切相關，延誤的時間越久，所帶來的破壞越大，損失的價值越多，并且對城市空氣質量的改善和提高十分不利。噪聲污染與延誤發生的路段長度和交通量密切相關，擁堵路段越長，噪聲污染的范圍越廣，對生態環境的破壞越大，對沿線居住環境和居民健康的影響越大。從結果來看，市內發生交通延誤所帶來的生態環境損失顯著大于高速公路延誤，這主要是由于市內的交通量大、發生延誤的路段較長的緣故。

表1 北京市交通延誤帶來的生態環境損失匯總表

本研究的結果表明，北京市交通延誤帶來的生態環境價值損失十分巨大，在未來的交通管理中應該對這些外部成本予以考慮。在保證數值精確性和可獲取性的前提下，本研究所用的方法是可行的，能夠比較全面地評估交通延誤所帶來的外部生態環境成本，但是尚有待進一步細化和完善。

[1] 云萍,祁忠.交通社會成本的內部化.中國環境科學出版社,1996.

[2] Schrank D,Lomax T,Turner S.TTI’s 2010 urban mobility report.Texas A&M University System.2010.

[3] 高文寶,張北海,高清柳.ETC應用的效益分析及推廣措施.中國交通信息產業,2009:68-71.

《老樹新枝》 文遠