雙碳目標下我國交通運輸行業“去油化”的路徑選擇

劉建國　朱躍中　戢時雨

成品油是當前我國交通用能的主要能源品種，也是交通運輸碳排放的主要來源。推進交通運輸“去油化”是在滿足人民群眾日益增長的高品質運輸服務需求的同時，實現碳達峰、碳中和目標的必由之路。近些年隨著鐵路電氣化快速提升，以及電動汽車、車船用天然氣的加快推廣，我國交通“去油化”進程取得明顯進展。2019年，我國交通運輸油品消費合計達3.2億噸油當量，占當年我國交通用能的86.9%，明顯低于歐美發達國家。交通用能電氣化趨勢已經凸顯，將成為“去油化”的主要途徑。近中期，生物燃料、天然氣是重要替代能源，可作為“去油化”的重要補充。中遠期，氫能在難以電氣化領域將發揮作用，是實現“去油化”的兜底保障。

在雙碳目標約束下，通過合理引導交通服務需求，大力推進交通低碳轉型，加快燃料節約替代技術推廣，交通運輸石油需求有望在2025年左右達峰，峰值為3.5億噸油當量，僅比2019年增加3000萬噸。此后隨著乘用車電動化全面提速，到2035年我國交通用汽油將僅為峰值的一半左右。如果電動汽車全面普及，重卡、船舶、航空等燃料替代技術在2030年前后取得重大突破，交通運輸油品需求有望在2050年左右“歸零”。

一、交通用能電氣化是大勢所趨，需堅定推進以電力為主體的交通能源供應體系

目前，道路交通能源需求與碳排放占全社會交通用能及碳排放的3/4以上，是交通“去油化”的重要突破口。對于道路運輸而言，乘用車的電動化已經步入快速發展期，如果保持當前發展勢頭，我國電動汽車新車滲透率有望在2030年達到50%以上。2035年以后，乘用車可實現新車全部電動化，再過5—8年，全社會擁有的乘用車將幾乎全部實現電動化。對于商用車，隨著刀片電池規?；慨a以及固態電池研發取得進展，電動貨車續航里程問題有望在2030年前后得到解決，屆時除了邊遠地區的特殊場景外，道路交通有望全面實行電動化。

鐵路在我國交通運輸體系中發揮著壓艙石的作用，近幾年完成的旅客周轉量占全社會旅客周轉量的40%以上，完成貨物周轉量占全社會貨物周轉量（不含遠洋運輸）的20%左右。伴隨著高鐵運營里程的快速增長，以及重載電力機車技術突破與投入使用，鐵路電氣化水平已從2010年的47%增至2020年的73%，平均每年增加2.6個百分點，同期電力機車占比由43%增加至63%。相信隨著碳達峰、碳中和的推進，特別是鐵路沿線地區配電網容量及電網基礎設施的進一步完善，鐵路電氣化水平將持續提升。2035年前，除了少數地區外或特殊線路外，鐵路機車將全部實現電氣化。此外，隨著磁懸浮列車等新一代高鐵技術的發展，鐵路對中長距離民航客運的替代進程也會加速。

研究表明，2030年我國交通運輸電氣化水平將達到10%，2050年電氣化水平將接近70%，到2060年，我國交通運輸電氣化水平將超過75%。因此，需順勢而為提前布局，加快推動構建以電力為主體的交通能源供應體系。建議推動新能源汽車、信息技術、人工智能、新能源等領域已取得成果的加速融合，促進城市能源和交通基礎設施融合升級。一是完善分時電價政策。加快出臺電動汽車參與電網調峰調頻的輔助服務政策，提升新能源汽車在終端市場的便捷性和競爭力。二是試點開展充換電站電池儲能參與城市電力調峰、智能電網發展的可行商業模式。促進充換電企業盈利模式多元化發展，提升電網穩定性。三是鼓勵石油、電網企業等參與建設運營充電樁等基礎設施。由能源生產商轉型為能源服務提供商。四是強化動力電池安全及循環利用相關標準。嚴格電池安全管理，提高電池中稀有金屬循環利用率，減少廢棄動力電池可能帶來的環境污染和健康風險。

二、近中期生物燃料、天然氣是重要替代能源，要積極完善相關配套保障措施

水運、航空以及重載貨車領域的零排放技術仍處于研發或示范前期，是交通“去油化”的難點。其中，水運在我國貨運周轉量中占據重要地位。歷史上水運占貨物周轉量的比例曾高達60%以上，近年來雖有所下降，目前占比依然在50%左右。2019年，我國水運行業消費了3300萬噸左右的燃料油和重柴油，大約排放1億噸二氧化碳，約占交通運輸能源消費與碳排放的9%。隨著我國人均收入水平的提高，方便快捷的航空成為商務和旅游出行的重要選擇。2019年，民航旅客周轉量比2010年增長1.9倍，民航也超過公路成為僅次于鐵路的第二大客運出行方式，在旅客周轉量中占比約為1/3。航空煤油消費快速增長，2010—2019年年均增速超過10%。重載貨車領域，天然氣的替代作用已經逐步顯現。目前約有50萬輛重型貨車使用LNG作為燃料，在山西、內蒙、陜西、新疆等煤炭生產大省，LNG重型貨車占比高達60%—70%。

通過加大生物燃料、天然氣等替代燃料發展，2025年左右水運油品需求有望達峰，峰值僅比2019年增加200萬噸。民航方面，通過客運線路優化、節能技術改進，以及生物航煤及少量電動與氫燃料飛機的試點，民航煤油需求保持緩慢增長。2030年，航空煤油需求達到峰值，峰值為5200萬噸，比2019年僅增長1500萬噸。與此同時，交通運輸的生物燃料、天然氣需求將呈現先升后降態勢。交通運輸天然氣需求在2025年達峰，峰值為3300萬噸油當量，此后逐步下降。2030年，生物燃料需求將超過700萬噸，2050年超過2000萬噸，此后隨著航空部門氫燃料與電動飛機的規模化運用，生物燃料需求將有所下降。未來若人工合成燃料、陽光液體燃料等技術取得突破，且成本大幅下降，合成燃料可以在交通運輸發揮重要補充作用。生物燃油、天然氣合計占交通總用能比例將從2019年的8.3%提高至2030年的9.5%、2040年占比達到12.1%的峰值，此后占比逐步下降。

與傳統燃料相比，替代燃料碳減排效益明顯，但也存在缺乏統一的國際標準等問題。近中期宜在內河及沿海港口積極布局天然氣加氣站，保持船舶天然氣推廣力度。加快生物燃料技術更新迭代，推動在水運、民航中生物燃料的推廣應用。同時，加強水運和民航部門技術與相關排放的標準制定，特別是構建以國產大飛機、支線客機以及船舶為應用主體的生物燃料標準體系，逐步對標美國和歐盟，為我國生物燃料發展奠定堅實基礎，作為中遠期的民航與水運“去油化”的重要支撐。

三、中遠期氫能在難以電氣化領域將發揮替代作用，宜提前布局技術研發

氫能作為一種零排放的二次能源，在交通領域應用場景較為廣泛，不僅可以應用在機動車上，也可以作為船舶、飛機的替代燃料，有望在中遠期交通運輸“去油化”中發揮重要作用。截至2020年底，全球氫燃料電池汽車保有量已超過3萬輛，以氨燃料為氫能載體的船舶已經開始投入市場，氫燃料電池及氫能飛機也在積極研發中。實際上，自20世紀80年代，歐美日等發達國家一直在推動氫能源發展。近期隨著主要國家紛紛提出碳中和目標，氫能在國內外熱度逐漸增加。

由于一些關鍵環節尚未取得重要突破，經濟性較差，氫能在交通領域大規模商業化應用仍有較長的路要走，近中期氫能發展的重點仍以基礎研發及小規模示范應用為主。特別是考慮到氫能的能量密度是油品的三倍多，但體積卻是后者四倍多，目前研發集中于長途貨運及短途船舶和飛機。預計2035年左右，氫能生產、輸送、儲存技術將會有明顯進展，氫能有望逐步用于電能難以替代的交通運輸場景，特別是可以在遠洋巨輪及遠距離民航飛機中使用。研究表明，到2050年氫能需求量將達到1180萬噸，可占交通用能需求的20%，將發揮比較重要的替代作用。

為了推動氫能盡早在交通“去油化”中發揮作用，建議近中期重點推動氫能相關技術研發與示范應用，強化核心產業技術攻關，并做好相關標準的研究制定。可在重點省市或試點地區開展加氫站建設，在全國大規模布局加氫站需根據屆時的市場前景。同時，加快制定推進零排放船舶、飛機的長期戰略，引導市場主體、高校和科研院所等行業單位參與氫能在水運和民航領域應用的技術研發與生產建設，特別是邀請國際相關企業、研究機構在我國開展聯合研發。此外，建議在民航、水運等近中期難以實現“去油化”領域，積極引入包括碳排放交易、碳稅等市場機制，激勵減排責任主體采用低碳/零碳燃料及相關技術減少溫室氣體排放，為水運、民航實現減碳去油目標提供靈活的解決方案。

（作者單位：國家發展改革委能源所）