城市群交通碳達峰與碳中和研究綜述與展望

王元慶，李若彤

（1.長安大學 運輸工程學院西部城市群交通可持續發展學科創新引智基地，陜西 西安 710064；2.長安大學 生態安全屏障區交通網設施管控及循環修復技術交通運輸行業重點實驗室，陜西 西安 710064）

0 引言

我國CO2排放量已超過美國成為全球第一，且碳排放總量持續增加，而美國及歐洲一些國家的CO2排放量則呈現出基本不變或緩慢降低的發展趨勢。相對于經濟低位增長下能源需求已經飽和的發展中國家，我國面對經濟持續增長下的大量能源需求和仍需加快的能源改革現狀，降低CO2排放量的任務更為艱巨。

《交通強國建設綱要》將綠色發展作為交通強國建設的重要任務，明確提出要強化交通節能減排，“將生態環保理念貫穿交通基礎設施規劃、建設、運營和養護全過程”，“推廣施工材料、廢舊材料再生和綜合利用”[1]。《關于加快建立健全綠色低碳循環發展經濟體系的指導意見》明確提出從交通基礎設施規劃、建設、運營和維護全過程提升交通基礎設施綠色發展水平，并特別強調了發展綠色公路[2]。《國家綜合立體交通網規劃綱要》要求“加快推進綠色低碳發展，交通領域二氧化碳排放盡早達峰，降低污染物及溫室氣體排放強度，注重生態環境保護修復，促進交通與自然和諧發展”，并實現2035 年交通綠色化水平居世界前列[3]。

交通領域是我國應對氣候變化的重點。全球范圍內交通領域碳排放量占能源活動相關碳排放總量的24%，公路運輸約占交通領域碳排放量的75%。我國交通領域碳排放量占碳排放總量的10.4%，公路運輸占交通領域碳排放量的73.3%。從總量占比算，我國交通行業碳排放具有增速快、排放增長潛力大的特點。對國際社會的減排承諾和內部可持續發展的雙重壓力不斷驅動交通運輸業控制CO2排放并期望交通排放值減少?；谝陨媳尘?，本文提出了針對城市群這一我國未來交通碳排放增長的區域，完善交通碳排放管理體系，建立碳排放全壽命周期評價體系的思路，目的在于：（1）促進從源頭和過程分析碳排放來源，發掘高效減排機會，提高交通減碳的針對性；（2）摸清城市群交通建設、運營和養護階段全過程碳排放底數，全面、客觀、量化評估綜合交通系統碳排放水平及減排潛力，制定體現科學性的減碳策略；（3）避免片面減碳：不將企業、行業、地區間的碳排放轉移當作技術進步；不容忍原材料、能源的高碳排放帶來的交通全產業鏈的高排放；正確響應全行業綠色設計和制造訴求，促進行業良性發展。

1 城市群交通綠色發展在“雙碳”戰略中的重要性

城市群由至少一個中心城市伴生大型都市區（圈）和眾多的中小城市區域聚合而成，人口和經濟密度較高，內部要素流動性較強，商務、休閑旅游、醫療服務一體化，城市區域之間具有較強的分工效應、集聚效應、規模效應、溢出效應等。我國當前認可的19個城市群以25%的土地集聚了75%的人口，創造了80%以上的國內生產總值。城市群的城鎮人口占比達到了78%，其中，京津冀、長三角、大灣區、成渝、長江中游等城市群以10.4%的國土面積，集聚了近40%的人口，創造了超過一半的國內生產總值，形成了帶動國家層面經濟發展和塑造國家全球競爭優勢的核心載體。

城市群是生產力顯著發展、生產要素不斷集聚的產物，是經濟活動的主要空間，必然會成為創新要素的聚合地和城市發展到更高層次的空間組織形式，是我國由高速增長階段轉向高質量發展階段需更加重視的空間。為此，《國家綜合立體交通網規劃綱要》[3]指出，“到2035年，有力支撐‘全國123 出行交通圈’（都市區1 小時通勤、城市群2小時通達、全國主要城市3小時覆蓋）”。

城市群的中心城市非常重要，是能量集聚和輻射的中心，具有聚合城市群內部城市與鄉村廣大區域活力，帶領城市群對接國內外更大范圍經濟社會活動的樞紐功能。我國城市群的中心城市都是超大、特大城市，人口與產業過于聚集，普遍存在城市交通擁堵問題。未來城市群的人口和產業將會出現兩種變化趨勢：①由城市建成區向外部未開發區疏解；②吸納城市群外其他城市和城市群的農村區域，人口、崗位向城市群集中。城市群將在都市圈、衛星城、產業功能區等更大范圍內適度重構以滿足疏解和進城兩部分人群的發展需要，這一重構會伴生該區域出行距離的大幅增長，并伴生碳排放高的駕車出行，產生大量的新增交通碳排放。如何根據城市群這一發展特點，構建綠色的一體化綜合交通體系正成為交通行業需要面對的重要挑戰。

綜上所述，城市群作為未來我國社會經濟發展的重點區域和重要支撐正在扮演越來越重要的角色，城市群交通需要在發揮對經濟社會發展的先行引領作用時，又要同步我國2030年碳達峰及2060 年碳中和的成型。如何協同交通發展與“雙碳”目標，如何既滿足經濟社會發展目標，又實現綠色低碳排放，從而避免城市群交通碳排放量過快增長，顯得尤為重要。

2 城市群綠色交通發展目標和路徑

2.1 城市群交通發展面臨的形勢

我國城市群空間分布可以分為四個層級[4]。第一層級：世界級城市群——長三角、京津冀與大灣區城市群。第二層級：人口與經濟聚集效果已十分明顯的長江中游城市群和成渝城市群。第三層級：已有一定經濟基礎且正處于成長中的城市群。第四層級：培育中的中西部城市群。

第一層級城市群的經濟與交通已經比較發達。以長三角城市群為例，浦東機場與虹橋機場以及杭州、南京、寧波、無錫等城市的機場等共同形成了國際、國內城市客貨運的便捷銜接網；遠洋運輸在世界第一集裝箱大港洋山港通過高速公路、快速路與鐵路、內河航運銜接，實現貨流集散；以上海為核心的高速鐵路、聯通長三角主要城市的城際鐵路、700m輻射范圍覆蓋了上海城市中心區的城市軌道、聯通松江等衛星城的有軌電車形成了多層次軌道化無縫銜接的客運主體；道路交通方面，高速公路、快速路的環路與輻射性道路銜接的體系已經建立。該層級城市群面臨的主要挑戰是：①中心城市的人口和產業過度聚集，需要適當疏散；②交通過多依賴小汽車引起的擁堵及碳排放，需要緩解堵塞并向綠色低碳交通轉型。為此，需要按照高質量、綠色化的要求提升交通品質，提高交通一體化水平，尋求與經濟社會發展相適宜、聚集與分散適度的交通發展格局，解決好水上交通的集散銜接提質以及裝備老化等問題。

第二層級城市群的經濟與交通已經有一定發育，處于產業和人口的重構期。以長江中游城市群為例，中心城市武漢對外聯系的高鐵線路已經貫通，城際鐵路具備一定規模，與周邊城市聯系的水網發達。伴隨城市軌道交通快速網絡化，其吸附能力進一步加強，與周邊城市的產業適度重組，一些產業帶、聚集區正在形成。周邊城市與中心城市軌道化聯系加強，人口、崗位正在整個城市群層面優化調整，這對承擔會聚車輛出行到城市的高速公路、快速路之間的交通轉換與實現大眾化出行的城市地面公交和城鄉公交的銜接提出了更高的要求。對于這一層級的城市群交通，需要深入分析組成城市的資源特點、產業優勢，根據產業在城市群空間位置、規模調整變化的特性，分析骨架交通質與量的要求，根據各模式交通系統的服務特性做好需求分析，確定軌道骨架網絡的聯通層級與通達深度，做好軌道交通與高速公路、快速路體系的連接轉換，實現交通樞紐時空的一體化銜接，在服務發展的同時，形成綠色低碳的交通體系。

第三層級城市群的經濟對外集散范圍較小，在中心城市內部軌道交通已經有所發育，但覆蓋度較低。以關中平原城市群為例，由于交通基礎設施建設標準過低、交通設施投入不足，中心城市內部出行、城際出行、都市圈出行對道路交通依賴度較高，中心城市重要的出入、過境與對外樞紐聯系的道路交通飽和，交通服務水平處于較低層級。該層級城市群需要在具備經濟條件和客流條件的前提下，適度加大市域、城市、市際軌道線網建設，加大擁堵道路骨架網絡分流線路建設，促進中心城市產業功能適度分散，將產業、人口的聚集轉移到其他城市節點。這一類城市群面臨著選擇高速公路、快速路還是軌道交通銜接的問題。該類型城市群受地方財政影響，從當前的政策條件看，選擇高速公路更有利于地方籌措資金。國際能源署（International Energy Agency,IEA）研究發現，單位里程鐵路建設投資帶來的排放僅相當于單位里程道路投入的1/10～1/3，當然準確的排放情況需經過測算才可獲知，并不能一概而論。鐵路運輸因其單列運能大，需要分析確定其適宜的經濟通達深度后才能合理布設。

第四層級的城市群，以蘭西城市群為例，本身具有一定的區位和資源優勢，但也存在地形、資源、氣候方面的一些劣勢，綜合交通投入不足，對道路交通依賴度更高，交通擁堵較為嚴重，中心城市內部交通及對外交通需要適度的軌道化，通過發展輕量、高速、低成本的軌道化交通，解決經濟與環境的可持續發展難題。

2021年10月我國出臺的兩個國家層面的碳排放綱領性文件《中共中央國務院關于完整準確全面貫徹新發展理念 做好碳達峰碳中和工作的意見》[5]和《2030年前碳達峰行動方案》[6]，提出了以非化石能源消費比重提高為主（2025 年、2030年、2060 年非化石能源消費比重分別達到20%,25%,80%），節能（2025 年單位國內生產總值能源消耗比2020 年下降13.5%）、增綠（2025 年森林覆蓋率達到24.1%，森林蓄積量達到180 億m3；2030 年森林覆蓋率達到25%，森林蓄積量達到190 億m3）的碳達峰與碳中和路徑與目標，對于交通領域則重點提出了新能源、清潔能源動力交通工具達到40%左右、100 萬以上人口的城市綠色出行比例不低于70%的目標要求。

城市群區域是交通碳排放趨勢性自然增長的主要空間，如何合理配置該空間的交通基礎設施，吸引出行者更多地選擇綠色出行，更多地采用新能源、清潔能源也將成為交通領域低碳發展的重點。

2.2 交通碳排放規律

交通領域雙碳戰略的實施，需要按照交通自身的客觀規律，抓住重點，精準智慧治理，避免簡單、粗放、一刀切的管理方式，減少給人們生產生活帶來的不便，為經濟發展提供有活力的交通條件。為此，必須研究、把握和遵循交通發展的客觀規律。

圖1 是IEA 預測的各國采取車輛技術、燃料改善、出行方式轉移以減少排放和提升能源效率的四種策略后，交通周轉量變化趨勢。通過分析這一變化趨勢可知，2030 年的陸上交通周轉量將會較2020 增長20%，而2050 年將會較2020 年增長60%，其中：道路交通的周轉量占主體，穩定在總周轉量份額的70%以上，并逐年降低；小客車的周轉量占交通領域周轉量總量的40%左右，比較穩定；道路貨運與鐵路貨運的周轉量占比相似，在交通領域周轉量總量中的占比略小于20%，遠期鐵路貨運的周轉量占比會提高，而道路貨運的周轉量占比將略降；摩托車（電動車）、公交與巴士的周轉量占比較為穩定，約占周轉量總量的14%。碳排放與交通周轉量總體呈線性關系。城市群是社會經濟活動的主要發生區域，因此如何優化城市群空間的碳排放尤為重要。

圖1 IEA預測的采取減碳策略后的交通周轉量變化趨勢

運輸方式與陸上交通工具的碳排放特征如圖2 所示。根據我國主要交通方式實際完成的總運輸周轉量與能耗測算的各交通方式的碳排放強度指數如圖2（a）所示，公路客運的碳排放強度指數是鐵路客運的4 倍，而公路貨運的碳排放強度指數更是達到鐵路貨運的8 倍。IEA 按照交通工具測算的陸上交通工具出行碳排放強度如圖2（b）所示，從中可見不同交通工具的上下限差別均較大，說明任何一種交通工具并不存在絕對的排放優勢，需要根據承擔的運輸量及車輛運能合理選擇，總體上城際交通的碳排放低于城區內交通。

圖2 交通方式與陸上交通工具的碳排放特征

進一步分析客運交通出行規律，可以得出交通起訖點時空分布與出行者碳排放分布，如圖3所示。

圖3 交通起訖點時空分布與出行者碳排放分布

從圖3（a）可以看出，短距離出行中，小汽車交通在客運交通中占比很高，隨著出行距離的增加，在各運輸方式均存在的運輸走廊，當距離達到200km 時，小汽車交通分擔率會從70%迅速降低到30%；當運輸距離達到700km 時，高鐵的分擔率會提高到60%。干線鐵路、大巴的分擔率變化趨勢與高鐵相似，但大小差別很大，大巴車的分擔率很低。從圖3（b）可以看出，北京、西安、武漢和印度班加羅爾均存在出行方式3∶7 的規律，即：30%的高排放人群出行碳排放量達到出行人數碳排放總量的70%。進一步分析發現，其主要來自環路、放射性干線道路兩側機動性較高地塊居民的出行。北京的高排放人群碳排放量遠遠高于其他城市高排放人群，排放最高的10%人群碳排放量是其他城市高排放人群碳排放量的2.3倍以上，這與北京的城市規模大，從而導致出行距離遠大于其他城市有關，說明伴隨著城市化發展，城市建成區邊緣的交通碳排放將會對交通模式配置十分敏感，如果協調不好，交通碳排放將迅速增加。

綜合上述采取了減少碳排放的四種策略后碳排放的變化趨勢、不同交通方式與陸上交通工具的交通排放強度以及出行距離與人群的碳排放特征，可以看出，作為未來交通碳排放重要增長區域的城市群，道路交通碳排放增長的潛能巨大，與運輸方式、運輸工具及人口與崗位的時空分布密切相關，這就要求必須重視城市群交通模式的科學規劃與運營調度，才能使人們更多地選擇低碳出行方式，從而較快、低增速地實現碳達峰。

2.3 城市群綠色交通發展目標與路徑

我國經濟發展水平、城市化進程與產業空間聚集度均處于增長期，交通領域碳排放也處于趨勢性快速增長期，與國家雙碳路徑要求的整個交通領域減碳發展要求沖突大，這就要求更加科學地配置城市群交通資源，通過更精準的治理來減緩自然增長過快的趨勢。因此，城市群綠色交通發展的目標是建立符合交通碳排放來源與出行選擇規律的敏捷治理體系，形成一體化協同系統，實現智慧減碳。

美國針對一些城市群人口密度相對較高、自駕交通出行量大的區域，為了保持交通發展與低碳發展協同，建立了生態環評制度與技術體系，如表1 所示，將低碳發展作為其交通發展目標之一，其交通減排測算的模型方法專業規范且運行獨立，并將交通項目碳評價結果是否合格作為項目能否獲得國家資助的前提。這一做法可為我國交通高質量發展提供參考。

表1 美國城市群交通發展特色目標示例

3 建立城市群綜合交通低碳發展規劃制度

要實現城市群生態交通可持續發展，就需要按照事權相符原則，由層級適宜的交通主管部門，從規劃階段起整體推動實施，從以下7 個方面開展城市群交通一體化發展的規劃工作[8]，助力發展質量的提升：

（1）主動引導城市群空間向更加節能低碳的模式轉變；

（2）開展城市群交通可達性導向的空間開發；

（3）開展基于貨運樞紐的物流園區規劃布局；

（4）以公共交通為導向的土地開發（TOD）；

（5）提高設施有效利用的可得性，保障開發用地交通便捷性；

（6）高強度集約開發建設所占用的土地面積；

（7）有效捕獲交通建設帶來的土地增值收益地點。

其中，（1）是這一制度的總方向；（2）～（6）是從提升交通與周邊發展一體化水平可以開展的主要工作入手，在促進交通系統低碳運行的同時使所在城市受益；（7）是評估交通發展給城市帶來的收益，以幫助城市更好地發展。

城市群層面開展綜合交通規劃的工作流程如圖4 所示，其實質是從上述7 個方面構思城市群交通可持續發展的關鍵點，通過流程化、標準化的科學測算，尋求內外通道、交通樞紐、交通信息化等方面促進運行更低碳的可行交通項目，再通過專業的城市群綜合交通低碳發展評價確認其在低碳發展方面的價值，只有能滿足低碳發展要求的項目才能最終被納入實施序列，形成以低碳發展為特色的交通建設、養護體系。

圖4 城市群生態綜合交通規劃工作流程

表2 列舉了一些城市群交通低碳發展的路徑建議?？梢酝ㄟ^這些措施促進交通運輸的全面低碳發展。鑒于碳排放對距離、運輸批量化的高敏感性，如何選擇和優化需基于實際情況進行科學的評價和測算。

表2 城市群碳核算評價綜合交通低碳發展方向建議

4 城市群綜合交通低碳發展規劃、評價與管理方法

要滿足雙碳戰略對交通碳排放的管理要求，控制城市群全壽命交通碳排放總量，就要加強對交通碳排放與能源消耗的約束，這就需要通過引入城市群交通碳核算評價以促進建、養、運全過程的碳排放管理，通過促進運輸結構轉變、交通技術革新來降低排放率和能源消耗率等，形成適應所在區域交通運輸特點的高效生態管理體系。城市群交通項目各階段綜合交通低碳發展評價的內容如表3所示。

表3 城市群綜合交通低碳發展評價階段與要點

如表3 所示，從交通規劃階段開始關注并優化城市群交通碳排放，在建設項目立項、建設、養護及運行中同步測算碳足跡，可以基于各階段全壽命碳測算的閉環核對更新，精準、高效地掌握城市群交通控碳、減碳效果。

5 城市群交通碳達峰與碳中和管理機制與政策建議

我國城市群低碳交通路徑的推動實施，需要按照事權原則明確行政責任主體，國家層面整體謀劃交通碳達峰與碳中和的管理、布局及相應政策，建立適合我國的管理體制、運行機制與學術研究促進體系，明確各城市群交通規劃管理一體化目標、機構及其組成方法，通過國家支持和地方配套兩種途徑籌措一體化規劃管理與運行的資金，保證工作的整體推進。需要重視科技創新的作用，支持建立支撐性技術研究中心，促進低碳交通的模型與核算方法的開發與應用，支持并資助相關高校設置低碳交通研究中心，鼓勵不同區域因地制宜地發展低碳交通，避免一刀切式低水平減碳。

對單一城市群交通低碳發展的管理職責，包括制定規劃、組織實施、協調咨詢以及監督等方面，應當由國家或地方授權能夠覆蓋城市群范圍的責任部門發起并承擔。責任部門明確后，建議成立由責任部門領導，由城市群組成城市構成的交通碳達峰與碳中和管理協調機構，推進該城市群交通低碳發展進程。對于某一城市群內部的管理協調而言，應通過建立運作機制、加強組織管理與區域合作方法等途徑來達成目標，具體管理內容包括：設定城市群發展目標，建立區域整體協調規劃機制、制度化的磋商機制、合理的公共財政保障機制，促進市場機制發揮作用，等等。

6 結語

未來，城市群交通系統將因碳排放的增長將備受關注，雖然各類城市群的交通減碳對策會有所差異，但中長距離車輛出行的化石能源替代、清潔能源替代、出行距離不顯著增長這三點會成為關鍵。鑒于交通系統的復雜性、空間差別多樣性與方式選擇的敏感性。城市群低碳交通的實現需要以綜合交通系統的可達、綠色、連續、韌性為目標，分析多模式客運交通特性與碳排放之間的關系，這就需要融合交通性能與排放核算，各個城市群探索適合自身特點的多模式客運交通低碳排放的交通組成，尤其應該關注公路建、養、運的能耗和排放變化，從一體化交通供給、能源供給、路權與停車管理等方面組合調控。而城市群碳核算評價制度將成為能否精明減碳的關鍵，本文就為什么、如何建立這一制度以及怎樣開展進行了系統建議，希望能為行業提供參考。