北京市交通運輸業碳排放及減排情景分析

柯水發等

摘要

在可持續發展的宏觀背景下，節約有限物質和能量資源，減少廢棄物和環境有害物的排放是環保、低碳的前提，而交通運輸業是降低碳排放量的重要領域。因此，微觀層面梳理北京交通運輸業發展及碳排放狀況，并分析其減排潛力，對于促進北京市的低碳發展同樣具有積極意義。論文闡述了2001-2011年北京交通運輸業發展狀況，并對2005-2011年北京市交通運輸能源消費而產生的碳排放量進行了測算。從各類消費能源的碳排放量的動態變化得出：煤油的碳排放量是北京市交通運輸碳排放量的最主要來源。進而基于交通運輸的能源使用結構、道路調控政策措施、不同交通方式結構等視角，采用情景分析方法，依次設置低度、中度和高度三種情景模式，對北京市交通運輸業的碳減排情景進行了比較分析。研究結果表明：①北京市交通運輸業持續發展，多元化復合型的交運網絡日趨完善；②北京市交通運輸的能源消耗所產生碳排放量不斷增長，主要原因是大量煤油和柴油能源的耗用；③通過改變交通運輸的能源使用結構可以有效調減北京市交通運輸業的碳排放量。基于全文分析得到如下啟示：①北京市交通運輸碳排放在未來十年具有較大的減排空間，降低煤油、柴油在能源消費總量中所占比例，提高天然氣、電力在能源消費總量中所占的比例，將有助于減少碳排放的總量；②小汽車對于整個城市交通系統能源消耗量的邊際效應遠遠大于其他的交通方式；③北京市機動車申購搖號制度、機動車尾號限行措施以及對新能源汽車的大力推廣是控制小汽車快速增長，減少其能源消費量和碳排放量的必要政策手段。在城市的發展過程中，公共交通具有節地、節能以及環保的優勢，應該大力倡導公共交通，加大城市公共交通的投入力度，使得人們更多地選擇公共交通出行，從而達到節能減排的目的。

關鍵詞交通運輸；碳排放；情景分析；北京市

中圖分類號X24文獻標識碼A文章編號1002-2104（2015）06-0081-08doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2015.06.012

交通運輸業是我國國民經濟的基礎產業之一，它是社會經濟活動中人流和物流的紐帶。交通運輸業的快速發展一方面為我國經濟和社會的發展提供了強有力的支持。另一方面也帶來了許多負面效應，如碳排放、環境污染、交通阻塞等。北京市作為我國交通運輸樞紐的核心地帶，可以說是我國交通運輸發展的晴雨表[1]。由于北京特殊的地理位置、持續增長的社會經濟和人口數量，交通運輸得到了持續發展，但同時北京市的交通擁堵和霧霾問題也深深地影響了首都居民生活質量。文獻研究表明，前人有關交通運輸碳排放的成果較多[2-6]，但針對北京市交通運輸碳排放問題的系統研究較少。因此，梳理北京交通運輸業發展及碳排放狀況、并分析其減排潛力，對于促進北京市的低碳發展具有重要的積極意義。

1北京市交通運輸業發展現狀

1.1運輸總量的發展狀況

自21世紀以來，北京市交通運輸業走上了高速發展的道路，客運量、旅客周轉量和貨物周轉量都進入了顯著增長階段。2011年底，北京市客運量和旅客周轉量分別為145 773萬人 km和15 286 501萬人km，2001-2011年期間年平均增長率分別達到20.56%和16.01%；2011年底，北京市貨物周轉量為6 169 272萬t·km，在2001-2011年期間年均增長率為6.92%。但是在2001-2011年期間，北京市貨運量基本保持不變，甚至減少（表1）。

2001-2011年期間北京市地區生產總值與旅客周轉量和貨物周轉量增長趨勢基本保持同步，北京市地區生產總值基本呈現出穩定增長的狀態，尤其是2004年以后，增長速率又有所加快。北京市客運周轉量的發展大致分為兩個階段，2006年之前處于波動增長的狀態，2006年后呈現出穩定增長的態勢。北京市貨物周轉量的發展大致經歷了三個階段，2001-2005年總體呈現快速增長的態勢；2005-2009年貨物周轉量呈現平穩波動狀態；2009-2011年又表現出快速增長的勢頭。

1.2不同運輸方式結構變動狀況

不同的運輸方式的能源單耗也有所不同，運輸結構的變化，對交通運輸部門能源需求影響很大。對運輸方式結構的分析，可以更好地了解未來不同運輸方式在交通運輸部門中所處的地位。據統計分析，北京市鐵路的客運量和貨運量的比重均呈現下降的趨勢，然而北京市公路、民航和管道運輸的比重呈現上升的趨勢。與2001年相比，2011年北京市鐵路的客運量和貨運量比重分別下降了14.4%和2.6%。而同期，公路客運量和貨運量的比重分別增長了14.1%和2.2%；民航客運量和貨運量的比重分別增長了0.3%和0.4%；管道的貨物運輸量比重從2001年的1.9%提高到2011年的8.3%，呈現出快速增長的態勢。這表明，北京市公路客貨運量發展速度大大快于鐵路。民航客貨運量所占比重提升較少，但是2011年北京市民航客戶運量分別是2001年的5.6倍和3.5倍，可以說民航客貨運量實現了飛速的發展，這與北京市經濟水平的發展是密不可分的。

縱觀2001-2011年，北京市公路運輸仍占重要的地位，2011年北京市公路客運量和貨運量比重分別為89.1%和93.9%。鐵路同期只占6.7%和5.6%；民航的同期指標只有4.2%和0.4%。2008年北京市公路客貨運量的比重呈現急速上升，主要是因為，自2008年開始，北京市交通運輸部門根據《公路水路運輸量專項調查方案》調整了客貨運輸量的統計口徑，調整后增加郊區道路客運、“9”字頭公交車和出租車的運輸量。另外，2008年北京奧運會的舉辦無疑成為公路運輸量快速增長的驅動力，2008年8月8日到20日，北京市164個主要旅游景區（包含奧林匹克森林公園）累計接待游客480萬人次，主要都是采取公路出行方式。

1.3不同運輸方式運輸量演變狀況

隨著北京市經濟的快速發展以及居民收入水平的顯著提升，人們對交通運輸的需求也不僅僅停留在出行這個層次上，而是追求高效、快捷、舒適不同層面上，因而不同運輸方式所承擔的客貨周轉量的增長水平也出現了較大程度上的差別。隨著人們生活水平的提高及其節奏的加快，一些舒適方便運輸方式使旅客運輸周轉量增長速度比較快。北京市民航和公路的客運周轉量有大幅度的提高，而一些鐵路這類傳統部門的客運周轉量增長勢頭明顯放緩，基本保持穩定狀態。

自2001年以來，民航客運周轉量出現了飛速發展的態勢，民航客運作為速度最快、效率最高的運輸方式，隨著北京市打造國際都市概念的提升，無論是國際航空還是國內航空，成為客運周轉量增長的動力來源。2001年民航客運周轉量為2 255 649萬人km，2011年為11 163 237萬人km，年均增長速度達到15.6%。公路運輸本身具有方便、快捷的特點，特別是隨著我國高等級公路的建設力度的加強，北京市公路客運周轉量也呈現快速增長。2001-2011年，公路客運周轉量年均增長速度為17.2%，公路運輸方式已經成為北京市客貨運輸的主導方式，所占比重均高達90%左右。

對于貨物運輸來說，鐵路貨運主要承擔大宗貨物，以煤炭、礦建材料、石油、木材等為主，由于我國資源分布不均，客觀形成了生產地和消費地距離較遠，造成大宗貨物運輸距離較長。因此，無論對于任何地區，鐵路貨運周轉量依然保持穩定增長態勢。自2001-2011年，北京市鐵路貨運周轉量年均增長率為3.3%。管道運輸作為一種特殊的運輸方式，主要運輸原油、油品和天然氣，隨著西氣東輸工程的實施，北京市汽車保有量和用油量的快速增長，管道運輸周轉量增長趨勢非常迅猛，在2001-2011年間，年均增長速率達到109%。

通過以上分析，可以得出北京市交通運輸的幾個特點：1北京市運輸結構處在以公路為主，鐵路和民航等方式各展所長的階段。2就客運量來說，公路的競爭對手為民航運輸量的快速增長。3就貨運量來說，公路的競爭對手為管道運輸量的快速增長。4隨著經濟快速發展，民航客運周轉量快速增長。5鐵路依然是長途貨物運輸的主要方式，管道運輸呈現快速增長趨勢。

2北京市交通運輸業碳排放分析

2.1北京市交通運輸業能源消費量分析

交通運輸能源消費碳排放是指在交通運輸過程中，由于能源消費導致的溫室氣體的排放[7]。本文根據北京市統計年鑒歷年交通、倉儲及郵政的能源消費量數據對北京市交通運輸能源消費碳排放量進行估算。具體的估算公式為：

C=∑ni=1Ei×Ki×Fi（1）

式（1）中：C為交通運輸能源消費碳排放量；Ei為第i種能源消費量；Ki為第i種能源的單位換算成標準煤能源消費（萬t），i=1，2，……，8，分別為煤炭、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油氣、天然氣、熱力和電力；Fi為第i種能源的碳排放系數（萬t/萬t），i=1，2，……，8，分別為煤炭、汽油、煤油、柴油、燃料油、天然氣、熱力和電力。

本文的能源消耗數據來源于《北京市統計年鑒》。能源單位轉換為標準煤時采用了2008年《中國能源統計年鑒》給出的標準轉換指標，煤炭、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油氣、天然氣、熱力和電力轉換標準煤分別為0.714 3，1.471 4，1.471 4，1.457 1，1.428 6，1.714 3，12.29，0.034 12和1.229。

通過表2計算出煤炭、汽油、煤油、柴油、燃料油、天然氣、熱力和電力通過折算稱標準煤后的能源消費量。從表2中，在整個時間段內，能源消費總量由2005年的528.525 1萬t標準煤增加到2011年的1 020.892 6萬t標準煤，增長近1.93倍，年均增長率為23.7%。整體演變過程表現為兩個階段：2005-2008年為快速增長階段，這一期間，增長了1.71倍，年均增長率為14.4%。2008-2011年后，為平穩增長階段，增長速度呈現趨勢。漲幅為116.623 5萬t標準煤，年均增長率為3.1%。

從各類消費能源的能源消費量動態變化來看，煤油在交通運輸過程中是最大的能源消費來源，占到北京市交通運輸業能源消費總量的50%以上。其次，柴油、電力和天然氣的能源消費量都呈現上升趨勢。天然氣、新能源電驅動車、軌道交通的推廣使用，很大程度上減輕了北京市交通運輸業能源消費總量快速增長的態勢。與此同時，隨著產業升級，能源更新換代，煤炭、汽油和液化石油氣逐漸被新型能源所替代，其能源消費總量呈現出下降的趨勢，對北京市交通運輸業能源消費總量的減少做出了不可替代的貢獻。

2.2北京市交通運輸業碳排放量分析

在計算碳排放量時，只計算能源的終端消費量，而不計算加工轉換過程以及運輸和分配、儲存過程中的損失量，另外，電力和熱力的碳排放按供熱投入能源計算，也不再計算能源終端消費部門熱力碳排放。碳排放系數參照了2006年國家發改委能源研究所和《國家溫室氣體排放清單指南》給出的指標，計算得出北京市2005-2011年交通運輸能源消費碳排放總量煤炭、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油氣、天然氣、熱力和電力分別為0.755 9，0.553 8，0.571 4，0.592 1，0.615 8，0.504 2，0448 3，0和0。

北京市碳排放量由2005年的279.533 8萬t增加到2011年的527.994 9萬t，增長近1.89倍，年均增長率為9.5%。整體演變過程表現為兩個階段：2005-2008年為快速增長階段，這一期間，增長了1.66倍，年均增長率為

13.5%。造成這一現象最根本的原因是北京市經濟的快速發展，使人們對交通運輸需求大幅提升；2008-2011年后，為平穩增長階段，增長速度呈現平穩趨勢。漲幅為65.022 0萬t，年均增長率為3.3%。2008年后，隨著北京產業結構升級、奧運會“綠色北京”下綠色出行理念的提倡，碳排放量迅速擴張的態勢有所減緩，年均增長率也大幅度下降。

從圖1不難發現，北京市交通運輸能源消費碳排放增長的主要原因是大量煤油和柴油能源的耗用，但是從2008年后開始，柴油的增長速率都有所減慢，同時煤炭和汽油的碳排放量都有所下降，主要原因是天然氣在交通運輸行業的開始使用，抵消了一部分柴油、汽油等能源的消耗量，進而減少了碳排放量。其次，北京市碳減排工作的大力推進，帶動了各種節能減排技術方法的有效實施，也在很大程度上推動了北京市交通運輸碳排放量的減少。隨著能源結構的不斷優化及節能減排技術轉化為生產力的速度加快，北京市交通運輸能源消費碳排放量增長速率存在進一步減小的空間。

從各類消費能源的碳排放量的動態變化可以看出，煤油的碳排放量是北京市交通運輸碳排放量的最主要來源。2005-2011年間，煤油的碳排放從158.936 9萬t增長到352.571 9萬t，增長了2.2倍，年均增長率為12.1%，超過北京市2005-2011年交通運輸碳排放總量的年增長率。其次，柴油和天然氣的碳排放量都呈現上升趨勢。柴油碳排放量的動態變化和總量變化基本保持一致，也經歷了兩個階段，2005-2008年是快速增長階段，2008-2011年碳排放量增長速度大幅度下降。天然氣的推廣使用，很大程度上減輕了北京市交通運輸碳排放量快速增長的態勢，天然氣的碳排放量要遠遠低于煤炭和煤油的碳排放量，天然氣正成為符合國際需求的能源品種。與此同時，煤炭、汽油和液化石油氣的碳排放量呈現下降趨勢，尤其是煤炭的碳排放量在整個時間段內減少27.2%。

3北京市交通運輸業減排情景分析

3.1基于能源消費結構的碳減排情景分析

以北京市交通運輸業各類消費能源結構優化為出發點，在現有的消費能源結構的基礎上，本文將采用情景分析的方法[8]，對北京市交通運輸業消費能源結構進行合理的假設調整和不同情況的模擬，來考察不同情況下北京市交通運輸業各類消費能源的變化情況，以及最終碳排放量的變化情況。以北京市交通運輸業2011年能源消費總量為1，設置三種情景模式進行比較。

情景1：低度減排情景。該情景假定2013-2023年期間，煤油能源消費量占交通運輸業能源消費總量比重下降3%；柴油能源消費量占交通運輸業能源消費總量比重下降3%；天然氣能源消費量占交通運輸業能源消費總量比重提高3%；電力能源消費量占交通運輸業能源消費總量比重提高3%。

情景2：中度減排情景。該情景假定2013-2023年期間，煤油能源消費量占交通運輸業能源消費總量比重下降5%；柴油能源消費量占交通運輸業能源消費總量比重下降5%；天然氣能源消費量占交通運輸業能源消費總量比重提高5%；電力能源消費量占交通運輸業能源消費總量比重提高5%。

情景3：高度減排情景。該情景假定2013-2023年期間，煤油能源消費量占交通運輸業能源消費總量比重下降10%；柴油能源消費量占交通運輸業能源消費總量比重下降10%；天然氣能源消費量占交通運輸業能源消費總量比重提高10%；電力能源消費量占交通運輸業能源消費總量比重提高10%。

北京市交通運輸業碳減排總量為各種減排途徑導致碳排放減少量的總和，根據上文的情景設定，將不同情景下各類能源消費比例和碳排放量比例（以2011年為基準）進行重新測算，最終得到三種不同情景下碳排放總量的情況如表3所示。

在情景1低度減排情景下，北京市交通運輸業的碳排放量降低了4.14%；隨著能源技術的進步，運輸結構的優化，各減排措施如果按照中度減排的情景2發展，則交通運輸部門碳排放量可降低6.91%；針對北京交通運輸部門的減排壓力，若能采取更大力度的減排措施，也就是說達到在情景3設定的高度減排情形，碳排放量可以降低13.82%，也就是減排72.984 9 萬t碳排放量。

3.2基于道路交通調控的碳減排情景分析

3.2.1北京市道路交通調控政策

2011年伊始，市委市政府便著手實施《北京市“十二

五”時期交通發展建設規劃》和年初出臺的《北京市人民政府關于進一步推進首都交通科學發展，加大力度緩解交通擁擠工作的意見》（即28條），交通擁堵勢頭得以有效遏制，為“十二五”交通發展進程開了個好局。

隨著北京市實施小客車總量控制措施，機動車保有量增長速度明顯放緩，2001年至2011年底全市機動車保有量分別為169.9，189.9，212.4，229.6，258.3，287.8，312.8，350.4，401.9，480.9，498.3萬輛。 2011年比2010年底凈增17.4萬輛，增幅為3.6%，遠遠低于2001-2011年間10.3%的年均增長率，創2000年以來最低值。但是截至2011年12月25日，小客車指標申請個人仍有823 665個有效編碼，市民對機動車的需求依然旺盛。

2011 年，公共交通出行比例穩步提升，小汽車出行比例首次下降。北京市居民各種交通方式出行構成中（不含步行），公共交通（軌道交通+公共（電）汽車）比例為42%（其中，軌道交通 13.8%，公共汽（電）車 28.2%），較 2010年底增長了 2.3 個百分點，增幅較大；小汽車出行比例為 33%，較 2010 年底下降了1.2個百分點；出租車出行比例 6.9%，較2010年底增長了0.2個百分點；自行車出行比例15.1%，較 2010年底下降了 1.3個百分點。

（1）機動車申購搖號政策。北京市從2011年1月1日開始實施機動車限購政策，即機動車申購搖號制度。隨著限購政策的實施，北京私人汽車保有量的快速增長態勢得到有效抑制。2013年度，北京市加大了對機動車總量的控制。在2013年年末，連續發布兩條措施進一步削減機動車總量，并加大了對新能源汽車的配比數量。2013年11月，北京市政府辦公廳發布《北京市2013-2017年

機動車排放污染控制工作方案》（簡稱機動車排放污染控制方案）任務分解表，自2014年起，北京小汽車搖號指標將從目前每年24萬個縮水至15萬個。其中，普通小汽車的“限購令”則將逐年收緊，到2017年每年非新能源車的配比量僅為9萬輛。

緊隨其后，2013年11月28日北京市交通委、公安局、發改委、科委等14個單位聯合發布《〈北京市小客車數量調控暫行規定〉實施細則》（2013年修訂，以下簡稱《細則》），2014年1月1日起實施。《細則》規定，從明年起到2017年，北京市增量小客車指標額度共60萬個，從而使機動車保有量到2017年底不超過600萬輛。