基于層次分析法的交通運輸行業碳排放評估方法

文_侯克鎖 華設設計集團股份有限公司

1 研究對象及指標參數分析

為了實現對基于層次分析法的交通運輸行業碳排放評估，結合減污降碳交叉彈性分析的方法，采用LMDI 分解模型，進行碳達峰驅動因素評估，以Tapio 彈性系數作為約束指標，建立交通運輸行業碳排放的預測區間評估模型，本文以2018～2020年為模擬驗校區間，得到交通運輸行業的碳排放演變約束指標參數見表1。

表1 交通運輸行業的碳排放演變約束指標參數

根據表1的交通運輸行業的碳排放演變約束指標參數分析，結合煤炭、油料、天然氣的碳排放指數分布，利用碳經濟效益指數與實際碳經濟效益指數對碳經濟效益進行評價，通過分析碳排放區域經濟效益指數以及實際碳經濟效益指數，得到產業能源消費總量約束下的碳排放控制約束函數表示如式（1）：

式中 -交通運輸行業碳排放在產業結構調整下的碳經濟效益指數，千元/t；GDP-地區生產總值，億元。

計算使用的能源消費總量，結合地區實際碳經濟效益指數，得到交通運輸行業碳排放的能源轉換效率表示如式（2）：

根據上述分析，建立能源、工業、交通、建筑等各行各業的減排路線圖，得到交通運輸行業碳排放的層次化結構分析模型。

2 碳排放評估模型優化

以道路運輸、鐵路運輸、航空運輸、水上運輸等交通運輸子類為研究對象，計算各類能源的碳排放系數，得到電力生產結構效應模型用公式如式（3）：

計算交通運輸行業碳排放分布地區的碳排放轉移規模，公式如式（4）：

式中 -地區碳排放轉移規模，百萬t； -低碳空間規劃和綜合交通規劃的動態約束參數，選取 ，t/MWh。

根據上述模型，采用層次分析法，建立交通運輸溫室氣體排放以及碳排放當量分析模型，結合城市的碳齡特征分析，得到交通運輸行業碳排放評估的層次化結構參數，見表2。

表2 交通運輸行業碳排放評估的層次化結構參數

3 實證分析

采用實證分析的方法，構建交通運輸行業碳排放評估模型，結合SPSS14.0統計分析軟件，得到各地區碳經濟效益指數分布，以2006～2020年的監測數據為研究對象，以發電機組效率、車輛尾氣排放、區碳經濟效益指數、新能源貢獻度水平作為模板參數，構建約束指標分析，采用統計分析，得到模板數據見表3。

表3 交通運輸行業碳排放評估的模板數據

以表3的模板數據為研究對象，進行交通運輸行業碳排放評估的層次化分析，得到碳排放評估輸出曲線如圖1所示。

圖1 碳排放評估曲線圖

分析圖1得知，隨著新能源的進入，交通運輸行業碳排放具有衰減趨勢，有效降低了碳排放總量，測試碳排放的評估精度，對比結果見表4。

表4 碳排放評估精度對比

分析表4得知，用本文方法進行交通運輸行業碳排放評估的精度更高。本文方法的碳排放評估精度為0.9662，聯合特征的碳排放評估精度為0.7711，區域指數的碳排放評估精度為0.5606，由此可知，本文方法的評估精度明顯高于其他兩種方法，減碳效果更好。通過測試不同方法的交通運輸行業碳排放的評估耗時，得到的對比結果如圖2所示。

圖2 碳排放評估耗時對比

分析圖2得知，本文方法的碳排放評估耗時為51，聯合特征的碳排放評估耗時為61，區域指數的碳排放評估耗時為82。由此可知，本文方法的碳排放評估耗時明顯低于其他幾種方法，耗時越短，評估效果越好。

4 結語

本文提出基于層次分析法的交通運輸行業碳排放評估方法，利用碳經濟效益指數與實際碳經濟效益指數對碳經濟效益進行評價，通過分析碳排放區域經濟效益指數以及實際碳經濟效益指數，建立能源、工業、交通、建筑等各行各業的減排路線圖，得到交通運輸行業碳排放的層次化結構分析模型，進行碳排放的層次化評估的精度較高，且耗時短。