基于IEA統計視角的我國交通碳排放測度與修正

周銀香++李蒙娟

摘要：參考IEA統計口徑，基于運輸方式的視角并補充私家車等非營運運輸，建立“自上而下”和“自下而上”的交通碳排放測算模型，對我國交通碳排放進行了全口徑統計測度，以對現有統計數據進行必要的補充和修正，并與國際統計口徑對比。結果表明：依據IEA統計口徑修正后，中國交通能源消耗碳排放水平高出國內統計口徑一倍以上。同時，我國當前交通能源消耗碳排放比例低于發達國家，但近幾年增長迅速，尤其是道路能耗碳排放占比極高，給未來交通節能減排帶來嚴峻的挑戰。

關鍵詞：交通能源消耗；碳排放；IEA統計口徑；國內統計口徑；運輸方式

中圖分類號：U491

文獻標識碼：A文章編號：16749944（2017）12026406

1引言

隨著經濟全球化進程的不斷加快，能源短缺和溫室氣體排放造成的氣候變暖問題日益凸顯。交通業是國民經濟和社會發展的基礎和先導，但也是能源消耗和碳排放的大戶，已成為全球溫室氣體的第二大排放源[1]。2015年，全球溫室氣體排放363億t，其中最重要的是二氧化碳（321億t，占全球溫室氣體排放總量的88%），而且交通部門貢獻率最大（交通CO2排放73.83億t，占全球CO2排放總量的23%，僅次于能源部門）[2]。目前，我國交通運輸業能源消耗和CO2排放占全社會總量的比例已經超過了20%。隨著我國經濟發展和城市化進程的不斷加快，這一比例仍將呈上升趨勢。可見，從能源供給和環境容量看，交通運輸的發展正面臨著日益嚴格的資源和環境約束。近年來中國多地長時間遭遇霧霾肆虐，數十個重點監控城市的PM2.5頻頻爆表，對人們的生活和生產活動造成了嚴重影響。中國環境科學研究專家認為，造成空氣嚴重污染的根本原因是污染物的大量排放，而交通源排放是首要污染源。為此，交通污染排放問題再次被推向了風口浪尖，發展低能耗、低污染、低排放的低碳交通刻不容緩。當前，國務院已明確要求加快建設低碳交通運輸體系，并確定選擇部分城市開展試點工作，要求試點城市將此方案納入“十二五”發展規劃。因此，在能源和環境瓶頸制約條件下，能否科學、有效地測度和分析交通能源消費碳排放，把握交通節能減排重點及潛力，降低能源消耗和碳排放、走低碳發展之路便成了交通運輸業可持續發展的關鍵。

2交通能源消耗碳排放的IEA統計口徑及我國差異分析

2.1交通能耗碳排放的IEA統計口徑

對于交通能源消耗碳排放的統計測算，國際通行的模式是依據國際能源署（IEA）20世紀90年代建立的能源平衡體系，核算運輸部門的終端能耗和CO2排放量。根據該體系，終端能源消耗部門劃分為工業部門、運輸部門、其他部門和非能源產品消耗四大類，其中運輸部門包括：道路、鐵路、航空、國內水上運輸及管道5種主要的運輸方式[3]。目前，聯合國、歐盟、亞太經濟合作組織等都采用此模式。同時，國際能源署每年都基于部門能源消耗統計各國交通能耗和碳排放水平，但由于中國能源消耗統計口徑與國際差異較大，導致很難獲得全口徑交通領域能源消耗數據，使得IEA統計的中國能源消耗碳排放數據明顯偏低于實際水平[4]。Timilsina等研究亞洲國家交通領域交通CO2排放驅動，采用IEA數據測算2005年中國道路運輸CO2排放僅占交通CO2排放的66.5%[5]，顯然低估了道路運輸的CO2排放。

2.2我國交通能耗碳排放統計口徑及國際差異分析

我國交通碳排放的測算可通過交通能源消耗量進行推算，但交通能耗統計方法與國際通行準則相比存在較大差異。首先，在國內分行業的能耗統計數據中，我國將交通運輸與倉儲、郵政業劃分為一個行業進行統計，包括：鐵路運輸、道路運輸、城市公共交通、水上運輸、航空運輸、管道運輸、裝卸搬運、倉儲、郵政及其他運輸服務業。而國外交通運輸能耗不包括倉儲和郵政所消耗的能源；其次，國際統計口徑在測算交通部門碳排放時，其測算范圍包括除了國際遠洋運輸和國際航空運輸以外的所有交通工具，而中國只統計了交通部門營運車輛的能耗，并沒有包括非營運運輸尤其是非營運公路運輸所消費的能源。這部分差異涉及范圍廣泛、能耗數值大，對于計算交通運輸能耗水平有著較大的影響，使得我國交通能耗數據比國際統計口徑數據的計算結果明顯偏小。為此，國內的相關研究試圖從不同的角度進行修正與完善，如張樹偉、姜克雋等（2006）采用“全社會旅客周轉量”來表征公路部門的交通客運服務量，并依據中國交通年鑒歷年“旅客周轉量”的不同范疇進行了統計口徑的調整[6]。李連成、吳文化（2008）按燃油類型進行車輛分類，根據相關統計數據，并結合道路運輸業專家對各類車輛的年行駛里程、燃油消耗水平的基礎數據的經驗估計，對道路機動車能源消耗進行估算[7]。該方法可對全國機動車能源消耗規模進行測算，但難點在于對各類車輛的行駛狀況及燃油消耗的準確把握。王慶云（2009）、沈滿洪（2012）等對于非營運運輸的能耗采用油品分攤法進行估算，即認為除交通運輸部門營運用油外，工業、建筑業、服務業消費的95%的汽油、35%的柴油用于交通運輸工具，居民生活和農業消費的全部汽油，居民生活消費的95%的柴油用于交通運輸工具[8，9]。此法簡單易行，可分別估算出用于交通的汽油和柴油的消耗量，但如何確定合適的分攤系數缺乏理論計算支持，且分攤系數應隨年度變化。賈順平（2010）通過估算社會及私人汽車、摩托車、低速汽車（農用運輸汽車）等的能耗數據，以彌補“交通運輸與倉儲、郵政”統計口徑中由于非營業性交通缺失導致的交通能耗低估問題[10]，但卻未能體現各種運輸方式的能源消耗及碳排放狀況。咼小明、張宗益（2012）雖然將交通運輸業從交通運輸倉儲郵政業中抽離出來，按照5種運輸方式和燃油消耗類型對交通能耗和碳排放進行測算，但是沒有考慮非社會運營車輛[11]。羅希等（2012）將交通運輸業碳足跡分別直接和間接碳足跡，即直接碳足跡是指終端能源消耗（如煤炭、柴油、汽油、天然氣等）產生的CO2排放量，間接碳足跡為電力消費產生的CO2排放量，利用能源消耗量、運輸周轉量等數據對我國運輸業2004～2008年能源消費碳足跡進行了測算[12]。武翠芳等（2015）、謝守紅等（2016）運用“自上而下”的碳排放計算方法，根據各種能源消耗量與相應能源CO2排放系數的乘積獲得研究范圍內的交通能耗和碳排放量，無法體現運輸方式之間的能源消耗和碳排放差異[13，14]。周葉（2016）基于全球定位系統（GPS）+地理信息系統（GIS）+全球移動通信系統（GSM）技術獲取城市車輛動態交通信息，并結合能源和碳排放因子計算出一定時期內城市道路總的碳排放量[15]。這種方法克服了直接能耗法缺乏動態性和實效性的缺點，能夠精準的測算城市交通的碳排放量。但是，此方法會受到數據收集處理較為復雜、GPS是否持續使用等因素的限制。

綜合來看，已有研究對我國交通能源消耗的統計測算具有不同程度的參考價值，但由于交通能源消耗所涉及的范圍較廣，各種方法由于各種數據來源不同，導致數據繁雜，有時甚至互相矛盾。為此，依據IEA統計口徑，從運輸方式的視角并補充私人等非營運運輸，全面、系統對我國交通能源消耗碳排放進行統計測度，以對現有統計數據進行補充和修正，正確反映我國交通能耗碳排放水平并與國際統計口徑接軌。

周銀香，等：基于IEA統計視角的我國交通碳排放測度與修正

經濟與管理

3基于IEA統計口徑的我國交通能源消耗碳排放測算

《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》（以下簡稱為《IPCC指南》）指出，移動源（交通）直接產生溫室氣體排放，且易按主要運輸活動進行估算，例如，公路、非公路、空運、鐵路和水運航行[16]。為此，依據IEA統計口徑將我國交通運輸系統分為鐵路、道路、水路、航空及管道等運輸方式。

3.1交通運輸能源消耗碳排放測算方法及模型

參考《IPCC指南》可將交通運輸CO2排放的計算方法分為兩大類：一是“自上而下”，基于各類交通運輸方式所消耗的燃料類型、消耗量等統計數據進行核算；二是“自下而上”，基于不同交通方式的交通工具類型、數量、行駛里程、單位行駛里程的燃料消耗等數據計算燃料消耗，進而計算CO2排放量[17]。

3.1.1基于交通運輸燃料消耗的“自上而下”法

基于交通運輸燃料的“自上而下”方法測算交通領域的碳排放可以根據燃燒的燃料數量及CO2排放因子進行測算，模型如下：

ECO2=∑j[Ej·EFj] （1）

式（1）中，ECO2為能源消費導致的CO2排放總量，j為能源類型（如汽油、柴油、天然氣等），Ej為能源消費量，EFj為CO2排放因子。

3.1.2基于交通行駛里程的“自下而上”法

基于交通行駛里程的“自下而上”法需要收集各類交通工具的保有量、行駛里程、各種燃料經濟性水平（單位燃料消耗）等數據進行測算。

ECO2=∑i，j[Vi，j·Si，j·xi，j·EFj] （2）

式（2）中，i為交通工具類型（如機動車、輪船、火車、飛機等），Vi，j為使用燃料類型j的交通工具類型i的數量，Si，j為各類交通工具使用燃料j每年行駛的里程，xi，j為單位里程能耗。

鑒于數據資料收集的可行性，在運輸方式的客、貨周轉量統計數據可獲得時，可將式（2）進行適當的變換，根據總換算周轉量（某類交通運輸方式的旅客周轉量按照一定的換算因子轉化為貨物周轉量，然后與貨物周轉量相加所得的總周轉量）進行計算，模型如下：

ECO2=∑i，j[Ti，j·yi，j·EFj]（3）

式（3）中，Ti，j為不同交通類型、不同燃料類型的交通工具總換算周轉量，yi，j為單位周轉量能耗。

綜合來看，兩種計算方法的計算思路類同，區別在于移動排放源燃料消耗數據的獲得方式不同。從中國交通運輸領域的燃油供應及統計數據來看，民航運輸的燃料消耗統計數據具有可獲得性，可用“自上而下”方法核算；而其他運輸方式則缺乏相應的能源消耗數據，需運用“自下而上”方法進行估算。

3.2各種運輸方式能源消耗測算

3.2.1鐵路運輸能耗

鐵路運輸能源消耗主要為鐵路客貨運輸產生的能耗，即蒸汽機車、內燃機車和電力機車牽引的能源消耗，分別為煤炭、燃油（主要是柴油）和電力。2003年后蒸汽機車基本被替代，內燃機車和電力機車成為鐵路運輸的兩大機車類型，機車結構的變化使能源消耗結構也發生了相應的變化，已由過去以煤為主發展到目前以柴油和電力為主。依據式（3）采用“自下而上”法計算鐵路機車能源消耗如下：

ER=∑i，j[TR，ij·yR，ij]（4）

式（4）中，ER為鐵路運輸機車能源消費總量，i為能源類型（煤炭、柴油和電力等），j為機車類型（蒸汽機車、內燃機車和電力機車），TR，ij為不同燃料類型、不同類型機車的總換算周轉量，yR，ij為單位周轉量能耗。

3.2.2道路運輸能耗

道路運輸是占交通運輸業能源消費比重最大的領域，當前我國交通運輸能源消耗統計只包括交通部門營業性車輛的能耗，未統計社會其他部門行業及私人車輛的能耗。然而，隨著我國私人汽車的迅猛發展，私人汽車運輸的能源消耗占比持續增加，并逐步占據主導地位，這部分差異大大低估了我國交通運輸能耗水平。為了較為準確地統計我國全社會公路運輸的能源消耗，將我國道路運輸分為城際公路運輸和城市客運運輸（包括公交車、出租車及私家車）。

（1）城際公路運輸能源消耗。針對當前我國交通運輸能源消耗統計中非營運車輛能耗缺失的問題，城際公路運輸的汽油、柴油消耗量根據全社會（含社會車輛和私營運輸）公路旅客、貨物運輸周轉量乘以單位周轉量能耗進行測算如下[18]：

EH=∑i，j[TH，ij·yH，ij]（5）

式（5）中，EH為城際公路運輸能源消費總量，i為能源類型（汽油和柴油），j為客貨運輸類型，TH，ij分別為公路旅客、貨物運輸周轉量，yH，ij分別為汽油車和柴油車客、貨運輸的單位周轉量能耗。

（2）城市公共交通運輸能源消耗。城市公共交通涉及公交車、軌道交通（有軌電車、輕軌和地鐵）和出租車等交通工具，所使用的能源主要有柴油、汽油、電力、壓縮天然氣、液化石油氣等清潔燃料、混合動力等。依據資料的可獲得性，運用“自下而上”模型測算公交車（含軌道交通）和出租車的能源消耗，模型如下：

EB（T）=∑iNB（T）·Li·D·ρi（6）

式（6）中，EB（T）為公交車（或出租車）燃油消費總量，i為能源類型（汽油、柴油等），NB（T）為公交車（或出租車）數量，Li為不同燃料車單位里程能耗，D為公交車（或出租車）年均行駛里程，ρi為燃油密度。

（3）私家車燃油消耗。由于目前各部門均未對私家車能源消耗情況進行統計，缺乏相應的數據資料，因此采用“自下而上”法，根據私家車擁有量、年均行駛里程、油耗技術水平等指標進行推算。其中私家車能源消耗的計算模型如下（目前私家車燃料大多為93#和97#汽油，兼有少量柴油車）：

EP=∑iNP·Li·D·ρi（7）

式（7）中，EP為私家車燃油消費總量，NP為私家車保有量，Li為不同燃料車單位里程能耗，D為私家車年均行駛里程，ρi為燃油密度（汽油密度為0.74 t/103L，柴油密度為0.839 t/103L，對于無法區分的燃油密度取兩者平均值0.7895 t/103L）。

3.2.3航空運輸能耗

航空運輸按航線可分為國際航線和國內航線的運輸，其主要燃料為航空煤油，包括所有用于民用商業飛機（客運和貨運班機和包機、空中交通服務和一般航空）使用的燃料，但不包括機場中用于地面運輸的燃料使用和用于機場固定源燃燒的燃料。鑒于本研究僅計算國內交通運輸產生的能耗及碳排放，故僅考慮國內航線（包括港澳地區航線）航空運輸的能源消耗。航空運輸的燃油總消耗量可通過《中國交通年鑒》收集，運用“自上而下”法，依據航空運輸的煤油總消耗量及國內航空航線換算周轉量（包括旅客、郵件及貨物周轉量）占航空總換算周轉量的比率，推算國內航線油耗如下：

ENA=∑iEA·rN（8）

式（8）中，ENA為國內航線煤油消耗量，EA為航空運輸煤油總消耗量，rA為國內航空航線換算周轉量占航空總換算周轉量的比率。

3.2.4水路運輸能耗

水路運輸主要分為內河（包括運河、湖泊）運輸、近洋/沿海運輸及遠洋運輸，其能源消耗為注冊運輸船舶燃油消耗，主要燃料類型為燃料油與柴油?！禝PCC指南》規定在目前報告程序中，國內與國際水運的排放需要分開報告，故本研究僅計算在中國境內航運（內河及沿海水運）的能源消耗和碳排放，不包括遠洋運輸的能耗及產生的碳排放。以內河及沿?？拓涍\輸周轉量及單位燃油消耗數據為基礎，依據式（3）測算國內航運燃料消耗量如下：

EW=∑i，j，k[TW，ijk·yW，ijk]（9）

式（9）中，EW為水路運輸能源消費總量，i為能源類型（燃料油、柴油），j為船舶類型（內河船舶、沿海船舶），k為客、貨運輸方式，TW，ijk為不同燃料類型、不同類型船舶客貨運輸周轉量，yW，ijk為不同燃料類型、不同類型船舶客貨運輸單位周轉量能耗。

3.2.5管道運輸能耗

管道運輸是用管道作為運輸工具的一種長距離輸送液體和氣體物資的運輸方式，主要用于輸送石油、天然氣等流體物質，主要消耗燃油、電力、原油、天然氣等能源。依據式（3）測算管道能耗消耗如下：

EG=∑i，j[TG，i·yG，j]（10）

式（10）中，EG為管道運輸能源消費總量，i為能源類型，TG，i為不同燃料類型管道運輸周轉量，yG，i為不同燃料類型管道運輸單位周轉量能耗。

3.3中國交通運輸碳排放量測算

交通運輸的能源消耗帶來相應的碳排放。鑒于化石類能源消費是人類活動中碳排放的主要來源，因此能源碳源主要指化石能源，主要包括：汽油、柴油、液化石油及天然氣等，在此僅核算交通CO2直接排放，不包括由于電力使用的間接排放。依據式（1）～（3）對中國各種交通運輸方式的碳排放進行測算，考慮到中國能源使用特點及實際情況，根據不同能源的折算系數、排碳因子、固碳率及碳氧化率對各類能源的CO2排放因子進行分解計算，進而測算中國交通運輸CO2排放量的方法如下：

ECO2=∑jEj·EFj=∑iEj·kj·efj·（1-csj）oj·（44/12） （11）

式（11）中，ECO2為能源消費導致的CO2排放總量，j為能源類型，Ej為能源消費量，kj、efj、csj、oj和分別為能源折算系數、排碳因子、固碳率和碳氧化率（如表1所示），數值44和12分別為CO2和C的摩爾量。

4國內外同口徑交通能源消耗碳排放測度結果比較

4.1中國交通運輸能源消耗碳排放水平修正及兩種測算口徑對比

依據我國當前統計口徑和IEA統計口徑，分別測算我國2005～2015年交通能源消耗和CO2排放量并進行趨勢分析如圖1和圖2所示。

綜合來看，我國交通運輸能源消耗碳排放具有如下特點：

（1）交通運輸能耗碳排放增長較為迅速，且IEA統計口徑測算的增長趨勢尤為明顯。依據國內現有統計口徑，2005年交通能源消耗18391萬t標準煤，CO2排放量為34903萬t，至2015年交通能耗增加至38318萬t標準煤，CO2排放增加至68193萬t，分別增加了108.35%和95.38%；但依據IEA統計口徑，2005年交通能源消耗16047萬t標準煤，CO2排放量為32668萬t，至2015年交通能耗增加至86478萬t標準煤，CO2排放增加至177279萬t，分別增加了4.39和4.43倍，約為前者的4倍之多。

（2）從交通能耗碳排放各年的變化情況來看，2005～2007年兩種統計口徑的結果相差不大，2008年后的差距則迅速擴大。2008年前IEA統計口徑的結果略小于我國統計口徑，這在一定的程度上是因為當時私家車數量較小，而且國內統計口徑將倉儲、郵政業劃入交通運輸業導致測算結果偏大。但自2008年起，依據IEA統計口徑測算的交通能源消耗及碳排放則發生突變，同比增加85.79%。這一方面是由于2008年后統計口徑的調整、4萬億元投資計劃及網購、物流運輸業的快速增長導致貨物運輸周轉量迅猛增加（2008年貨物運輸周轉量為32868.19億噸公里，同比增長236.97%），進而導致交通能耗碳排放的快速增加。同時，隨著私家車擁有量的指數性增長（2005年我國私家車擁有量1325萬輛，2007年2253萬輛，2012年則增加至7500萬輛），國內統計口徑由于未統計私家車等非營運車輛的能耗也導致測算結果明顯偏低，以2015年的測算結果來看，IEA統計口徑測算的交通能耗和碳排放分別為國內統計口徑的2.26倍和2.60倍，可見，目前的交通運輸能耗碳排放統計數據嚴重低估了交通運輸的總能耗和碳排放水平。

（3）從交通能源消耗占全國總能耗的比例來看，國內統計口徑的變化較為平穩，但IEA統計口徑的波動極大。2005年IEA統計口徑的測算結果表明，交通能耗消耗占全國總能耗的比例僅為6.8%，此后穩步上升至2008年占比超過10%，2015年中國交通運輸能耗占全國能源消費總量的比重高達20.12%，這一比例由于2008年后貨運周轉量的統計口徑變化偏高于有關測算的15%左右[19]，但交通能源消耗迅猛增長的勢態卻不容置疑，按此趨勢發展將給我國能源消費帶來極為嚴峻的挑戰。

4.2國內外同口徑交通能耗碳排放水平比較

世界各國發展歷程表明，交通運輸能耗占比大小與一國經濟發展階段及其產業結構相關。經濟越發達，交通運輸業能耗在全國總能耗中所占的比重越大。當前，歐盟（EU-28）、經合組織（OECD）、美國、英國、法國、加拿大等發達國家和地區的交通能源消耗占比已超過工業，成為能源終端消耗的最大部門，中國交通能源消耗占全國能源消耗的比例小于工業部門但近年來呈快速增長的勢態（圖3）。

圖3表明，中國交通能源消耗占全國的比例低于世界總水平、OECD、歐盟及美國、日本等發達國家，但增

（資料來源：IEA《World Energy Statistics and Balances》（2016））

圖3世界各國交通能源消耗占比

長速度較快，2005年中國交通能耗占比僅為世界水平的25%左右，2014年運輸部門世界水平，交通能源消耗量占全國總能源消耗量的27.87%，OECD是33.49%，美國是40.52%，歐盟是28.04%，日本是24.24%[15]。而我國經過全口徑測算的比例為19.31%，遠低于發達國家的平均水平，但已增至世界水平的70%左右，同期發達國家的交通能耗占比則變化不大甚至有微幅的下降。

從交通CO2排放來看，2014年我國交通CO2排放占燃料燃燒CO2總排放量的比例為19.41%，世界總水平為23.31%，OECD、美國和日本分別為28.92%、33.40%和17.54%，其中道路CO2排放占比分別為81.07%、74.99%、88.65%、85.04%和89.73%。可見，當前我國交通碳排放低于與世界總水平及發達國家，但道路碳排放占比極高，這一現狀不容小覷。

2017年6月綠色科技第12期

5結論分析

本文通過參考IEA口徑，從運輸方式的視角對我國交通能耗碳排放進行全口徑統計測算，并與國際口徑進行對比分析，得出了如下結論與建議。

5.1我國交通能耗和碳排放低于實際水平

我國交通運輸業能源消耗統計包括倉儲、郵政業，但只統計了交通部門運營車輛的能耗，未統計私人車輛及社會其他部門等非營運運輸的能源消耗，導致當前我國交通能耗消耗碳排放明顯偏低于實際水平。隨著經濟的快速發展和人民生活水平的快速提高，私人汽車擁有量迅猛增加，從2005年我國私家車擁有量1325萬輛，至2015年增加至12737萬輛，增加了9.6倍，可見這部分影響不容忽視。

5.2完善交通能耗和碳排放統計系統

由于與國際統計口徑（包括所有的交通運輸工具的能耗）差異較大也使得當前我國交通能源消耗碳排放數據在一定的程，度上缺少國際可比性。依據IEA統計口徑修正后，中國交通運輸能源消耗碳排放水平及其在全國總能耗消耗及碳排放總量中的占比，高出國內統計口徑的一倍以上?？梢?，目前的交通運輸能耗碳排放統計數據嚴重低估了交通運輸的總能耗及碳排放水平，為了給決策提供科學準確的依據并與國際統計口徑接軌，需要盡快完善我國的交通能源消耗統計口徑與統計方法。

5.3優化道路交通結構，倡導低碳出行

與發達國家相比，盡管目前中國交通運輸能耗碳排放比例相對比較低，但近幾年增長迅速，尤其是道路能耗碳排放占比極高（2015年占交通CO2總排放的90.86%），隨著機動化步伐的不斷加快這一比例還將提升，未來交通運輸節能減排工作任重道遠。道路作為交通行業發展最快、能源消耗最多的行業，我國應該積極調整車輛能源結構，大力推廣新能源汽車，同時倡導綠色出行方式，實現交通節能減排。

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