中國省域交通碳排放量的時空演變特征

黃甫蘭

摘? 要：為滿足社會經濟貨物和旅客流通的需求，主要依賴化石燃料驅動的交通運輸業成為中國碳排放量的重要來源。基于2010—2020年30個省區交通運輸領域的能源消耗數據，通過交通能耗法測算中國和各省區的交通碳排放量，并分析其時空演變特點，結果表明：中國交通碳排放量始終處于高位運行，但增長速度放緩；從空間格局來看，由東部沿海地區向西部地區碳排放量逐漸降低，東南地區是碳排放量的重要來源。為實現交通碳減排目標，提出以下建議：優化交通運輸結構，支持新能源運輸產業發展，優先發展公共交通運輸，推進智慧交通發展。

關鍵詞：交通運輸；碳排放量；時空演變；碳減排

中圖分類號：F403.3? ? 文獻標志碼：A

DOI：10.13714/j.cnki.1002-3100.2023.11.013

Abstract： To meet the needs of the social and economic circulation of goods and passengers， the transportation industry， which is mainly driven by fossil fuels， has become an important source of carbon emissions in China. Based on the energy consumption data of 30 provincial areas in 2010 to 2020， the transportation carbon emissions of China and the provinces are calculated using the traffic energy consumption method， and the results show： China's transportation carbon emissions are always at a high level， but the growth rate slows down; from the spatial pattern， the carbon emission from the eastern coastal region to the western region gradually decreases， and the southeast is an important source of carbon emissions. In order to achieve the target of carbon emission reduction in transportation industry， the following suggestions are put forward： Optimize the transportation structure， support the development of new energy transportation industry， give priority to the development of public transportation， and promote the development of smart transportation.

Key words： transportation industry; carbon emissions; spatial

-temporal evolution; carbon emission reduction

0? 引? 言

能源的快速消耗助力全球工業化快速發展，但也伴隨著大量廢氣排放，全球變暖等生態環境問題逐漸受到關注。當前，中國經濟已由高速增長轉向高質量發展階段，堅持綠色低碳的發展理念不僅是經濟可持續發展的必然要求，更是關乎人民生存和生活質量的重要基礎性命題。

交通運輸是國民經濟的脈絡，承擔著旅客流動和商品流通的職能，是社會能源消耗和碳排放的重要組成行業。隨著中國工業化和城鎮化進程的快速推進，為滿足不斷擴大的交通運輸需求，公路、鐵路、內河航道、航空和管道實現運營規模的擴張和服務質量的提升，社會客貨運量及周轉量快速增長。同時，交通運輸、倉儲及郵電通迅業的綜合能源消費量由2000年的11 447萬噸標準煤逐年增加至2020年的41 309萬噸標準煤，增長了261%，約占社會能源消費總量的8%，是能源消費的重要行業①。同時，張詩清等[1]指出，中國交通運輸業的二氧化碳排放量僅次于工業，是六大行業中的第二大碳排放行業，也是碳減排工作的重點領域。2019年中共中央、國務院印發《交通強國建設綱要》，提出分兩階段實現交通大國向交通強國的轉變，其中，綠色交通是總體要求和發展目標之一，要“強化節能減排”、“倡導綠色低碳出行理念”，建設“綠色化水平位居世界前列”的交通強國。因此，研究交通碳排放與碳減排問題具有重要的現實意義。

中國地緣遼闊，受人口密度、經濟發展水平和地形地貌等因素的影響，交通運輸業的發展呈現明顯的區域差異，碳排放量也具有一定的空間特點。因此，本文基于省域數據，通過能源消耗法核算交通運輸業的碳排放量，把握其時空特點，并思考交通碳減排的可行措施。

1? 研究現狀

隨著全球變暖問題受到廣泛關注，碳排放與碳減排逐漸成為研究的熱點問題。國內外測算交通運輸領域碳排放量的方法有：交通能耗測算法、投入產出分析法和情景預測分析法[2]。其中，交通能耗測算法更科學合理，使用較為廣泛[3-4]，其核心思想是基于能源消耗數據，通過能源的碳排放系數，測算出交通運輸活動中二氧化碳的產生量。

導致交通碳排放量居高不下的因素可分為經濟因素和能源因素。實現提高社會分工水平、推動產業集聚、構建高效的供應鏈和產業鏈等經濟發展目標，要求交通運輸業為大規模的貨物流通和人口流動提供服務，因此產業規模擴大與轉型升級、人口增長等會增加社會客貨運需求，引起交通碳排放量的增加[5]。城市化率、客貨運量、經濟發展水平和汽車保有量等與交通碳排放量呈正相關[6]。能源因素則是從能源消耗結構來看，交通運輸高度依賴煤炭、油類等化石燃料作為驅動力。為緩解交通領域碳排放量的增長，實現“雙碳”目標，學者對交通領域碳減排展開研究。孫哲遠和宋鋒華[7]發現新能源汽車試點對有助于城市碳減排，且對周邊地區具有正向空間溢出效應。李曉易等[8]的研究表明，公路運輸是交通碳排放量的主要來源。因此，推動鐵路、水路等基礎設施建設，優化運輸結構，推廣新能源運輸裝備等是中國交通領域實現碳達峰和碳中和的重要舉措。

2? 交通碳排放量的計算

2.1? 交通運輸領域規模發展和能源消耗

交通運輸服務于要素和產品的區域流動，對中國經濟的加速增長發揮了重要作用。1978—2019年中國客運量、貨運量分別增長了5.93、13.76倍，客運周轉量、貨運周轉量均增長超19倍。改革開放釋放了市場機制的發展潛力，交通運輸供給能力由最初的落后于社會需求到逐步適應社會經濟發展要求，再到實現暢通的旅客和貨物流動。隨著“6軸7廊8通道”國家綜合立體交通網主骨架空間格局基本形成，2022年中國綜合交通基礎設施總規模、客貨運周轉量均位居世界前列，且擁有全球最大的高速鐵路網、高速公路網②。

交通運輸過程中可利用煤炭、油品及天然氣等化石燃料資源作為能源動力，使用不同能源產生的動力值和二氧化碳量不同。其中，油品是交通運輸主要的驅動能源，其消耗量不斷增長。2019年中國交通運輸、倉儲和郵政業的油品消耗量共22 099.75萬噸，是2010年的14 709.86萬噸的1.5倍。煤炭能源發揮一定的補充作用，但使用量逐年降低，2019年交通的煤炭消耗量為282.61萬噸，為2010年639.23萬噸的44%。天然氣能源消耗上升較快，2019年為274.62萬噸，比2010年增長了245%。

近年來，隨著新能源汽車的技術進步和產業發展，電力等低碳能源開始替代傳統化石燃料，且地位有所上升。2020年交通運輸業利用電力能源1 751億千瓦時，是2010年735億千瓦時的2.38倍。當前中國面臨運輸需求高位運行和綠色生態發展的雙重壓力，推動汽車產業轉向清潔能源驅動，有助于優化能源結構、實現交通運輸領域的“雙碳”目標，降低社會碳排放量和對大氣環境的污染。2010—2020年中國交通運輸、倉儲和郵政業能源消耗量如表1所示。

2.2? 交通碳排放量的測算

基于2010—2020年中國30個省區③的面板數據，采用“自上而下”的交通能耗法測算碳排放量，計算公式和數據來源如下：

C■=∑■■E■*NCV■*CEF■*COF■*■? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1）

式（1）中，C■為需測算的i區域在t時刻的二氧化碳排放量，x為能源種類；E為能源的終端消費量，數據來源于《中國能源統計年鑒》；NCV為能源平均低位發熱量，數據參考《中國能源統計年鑒》；CEF為碳排放系數，COF為能源的碳氧化因子，數據參考《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》。為更準確地衡量碳排放量，本文根據交通的能源消耗結構和數據的可獲得性，選取更細化的8種能源種類，各能源的熱值和碳排放系數如表2所示。其中，煤炭消費的主要組成為原煤，因此采用原煤碳排放信息對煤炭進行替代，由于IPCC中未直接提供原煤的碳排放數據，本文參考陳詩一[9]的研究獲得。

根據表2，原煤的碳排放系數最大，表明在所需熱值特定的情況下，使用煤炭能源產生的二氧化碳排放量更大。其次，交通運輸使用的油類主要為柴油和汽油，二者的碳排放系數均較大，是碳排放量不斷增長的重要因素。

3? 交通碳排放的時空演變

3.1? 時間趨勢分析

2010年以來中國交通運輸領域的碳排放量及其人均水平整體均呈上升態勢，但其增長率呈下降趨勢，表明交通領域的二氧化碳排放量大，減排任務較重，總量控制效應不明顯，但增長得到一定程度的減緩。2010—2020年中國交通運輸領域碳排放量及其增長率、人均碳排放量如圖1所示。

在社會客貨運需求不斷增長的背景下，2010—2019年全國交通碳排放量由57 715.94萬噸增長至78 264.69萬噸（僅2013年有所下降），同時人均碳排放量由0.43噸/人增加至0.56噸/人；2020年受疫情沖擊，社會客運需求大幅縮減，碳排放量略有下降。暢通的客流和物流是社會經濟發展的基礎保障，為滿足不斷增長的旅客出行、貨運流通需要，中國交通運輸業的規模逐年擴大，是碳排放量增加的主要推力。各地區依托重要交通樞紐，推動區域經濟協同發展，社會分工日益細化，生產要素向產業集聚地匯集，產品轉而流向廣泛的消費市場，產業鏈和供應鏈的穩定發展創造了大量的交通運輸需求。且隨著生活水平的提高，居民傾向于選擇更舒適便捷、個性化的出行方式，全國汽車保有量不斷突破新高，2020年民用汽車擁有量約27 341萬輛，比2010年增長了250%，其中私人汽車增長了309%。快速增長的民用汽車一方面消耗了大量的化石燃料，是公路運輸二氧化碳排放量的重要組成；另一方面造成城市擁堵問題，使交通系統的運行效率和能源利用效率降低，碳排放量增加。

隨著綠色發展理念的深入，低碳節能技術的發展及相關政策出臺等，交通運輸領域碳排放量的增長速度呈下降趨勢，由2011年的8%降低至2019年的2%。綠色是五大新發展理念的重要組成，是高質量發展的底色。中國推動經濟向綠色低碳的方向轉型，交通領域的能耗結構和碳排放問題受到普遍關注。為緩解公路運輸的燃油供需矛盾和碳排放增長壓力，國家政策前瞻性地向新能源汽車產業傾斜，《節能與新能源汽車產業發展規劃（2012—2020）》從低碳節能技術的突破和推廣、新能源汽車產業化發展等方面推動交通運輸產業轉型升級，財政補貼為市場拓展提供有力支持。近年來，新能源汽車作為戰略性新興產業獲得快速發展，但也面臨技術創新不足、補貼政策退坡、缺乏國際競爭力等問題，產業規模及市場份額較低，對交通領域碳減排的貢獻有限，表現為能源消費結構仍以傳統化石燃料為主，碳排放量持續增長但增速逐步放緩。

3.2? 空間格局分析

中國幅員遼闊，受人口密度、經濟發展水平、能源稟賦、地形地貌等經濟和自然因素的影響，交通運輸業的發展及碳排放量也具有明顯的區域差異。在空間布局上，中國交通碳排放量主要來源于東部沿海省份，整體呈東南部高值集聚、西北部低值集聚的特點，這與交通基礎設施東密西疏的空間格局相似。

特別地，交通碳排放量的空間格局與人口密度的“胡煥庸線”有一定的相似性，近似選取新疆、西藏、寧夏、甘肅、青海與內蒙古等共6省份為“胡煥庸線”左側，2010年、2020年左側省份的交通碳排放量分別占全國的9%、7%，即東西部分布極不均衡，碳排放主要來源于東南地區。從四大地區的均值來看，東部地區交通碳排放量最高，中部地區增長最快，西部地區較低，東北地區則呈先增后降的趨勢。廣東、上海、山東、江蘇等東部地區的對外貿易頻繁，居民收入水平高，民用汽車需求大，擁有多個國際性、全國性綜合交通樞紐城市，因此交通基礎設施完善，是碳排放量的高值區。而青海、寧夏、甘肅等西部地區經濟發展水平相對落后，交通基礎設施密度小，為碳排放量的低值區。各省市交通運輸領域碳排放量如表3所示。

4? 推動交通運輸領域碳減排的啟示

4.1? 優化交通運輸結構

公路是中國主要的運輸方式，其線路長度、通達性遠超過其他運輸方式，承擔了中國主要的客運量和貨運量。同時，貨車和民用汽車也成為交通碳排放量的重要來源。隨著高速鐵路的發展，鐵路運輸的時限大大縮短，社會客運和貨運開始由公路向鐵路回流，但受鐵路基礎設施覆蓋率的限制，對碳減排的貢獻有限。基礎設施的建設周期長，需要大量資金和勞動力投入，為加快推動“公轉鐵”、“公轉水”，實現基礎設施的適度超前發展，應著力加快相應的基礎設施建設，完善鐵路網絡，提高鐵路密度和通達度，加快建設港口碼頭，提高貨物裝載運輸效率。

4.2? 支持新能源運輸產業發展

強化能源替代對交通碳減排的作用，支持新能源生產、運輸裝備及配套設施等方面的發展，推動運輸產業發展與碳排放脫鉤，并向綠色低碳轉型。繼續扶持新能源汽車產業發展，推廣電力、氫能等低碳能源替代。新能源汽車產業具有技術和資金密集型的特點，產業發展要充分發揮龍頭企業和產業集聚區的引領作用，發揮政府在頂層設計、財政支持、市場監管等方面的輔助作用，加快推進技術突破和市場開拓，做大產業規模，提升產業競爭力。建立健全交通電力、氫能補給及維修保養等配套設施，提高新能源交通運輸系統的可達性和便捷性。

4.3? 優先發展公共交通運輸

倡導綠色低碳出行方式，提高公共交通運輸能力和服務能力。根據《國家綜合立體交通網規劃綱要》，社會客運量仍將持續增長，平衡客運需求增長與碳減排目標，公共交通分流是優先選項。首先是發揮政府宣傳作用，提高社會低碳環保意識，引導公眾選擇公共交通，緩解私人汽車過多引起的城市擁堵問題。其次是提高公共交通系統的覆蓋率、運行效率，加強城市公共交通建設，構建快速公交、城市軌道等快速交通網絡；健全城鄉公共交通系統，提高公共交通出行的便捷性和舒適度。

4.4? 推進智慧交通發展

數字化是引領新時代社會和經濟發展的重要技術變革，智慧交通是提高交通網絡運行效率的重要契機。推動基礎設施的智能化升級，實現道路、交通等數據的收集和傳輸；借助互聯網和大數據等技術，搭建交通運輸信息的智慧平臺；強化人才和科技支撐，實現智慧化交通監管、調度和指揮，緩解貨運空載、城市擁堵等問題，提高交通系統運行效率和能源利用效率。

注：① 數據來源：《中國統計年鑒》。

② 資料來源：中國綜合交通基礎設施總規模位居世界前列。http：//www.gov.cn/xinwen/2022-11/03/content_5723912.htm。

③ 數據來源：《中國能源統計年鑒》，其中西藏、香港、澳門、臺灣地區的數據缺失。

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