基于層次分析法的交通運(yùn)輸行業(yè)碳排放評(píng)估方法

文_侯克鎖 華設(shè)設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司

1 研究對(duì)象及指標(biāo)參數(shù)分析

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)基于層次分析法的交通運(yùn)輸行業(yè)碳排放評(píng)估，結(jié)合減污降碳交叉彈性分析的方法，采用LMDI 分解模型，進(jìn)行碳達(dá)峰驅(qū)動(dòng)因素評(píng)估，以Tapio 彈性系數(shù)作為約束指標(biāo)，建立交通運(yùn)輸行業(yè)碳排放的預(yù)測(cè)區(qū)間評(píng)估模型，本文以2018～2020年為模擬驗(yàn)校區(qū)間，得到交通運(yùn)輸行業(yè)的碳排放演變約束指標(biāo)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 交通運(yùn)輸行業(yè)的碳排放演變約束指標(biāo)參數(shù)

根據(jù)表1的交通運(yùn)輸行業(yè)的碳排放演變約束指標(biāo)參數(shù)分析，結(jié)合煤炭、油料、天然氣的碳排放指數(shù)分布，利用碳經(jīng)濟(jì)效益指數(shù)與實(shí)際碳經(jīng)濟(jì)效益指數(shù)對(duì)碳經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過(guò)分析碳排放區(qū)域經(jīng)濟(jì)效益指數(shù)以及實(shí)際碳經(jīng)濟(jì)效益指數(shù)，得到產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)總量約束下的碳排放控制約束函數(shù)表示如式（1）：

式中 -交通運(yùn)輸行業(yè)碳排放在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整下的碳經(jīng)濟(jì)效益指數(shù)，千元/t；GDP-地區(qū)生產(chǎn)總值，億元。

計(jì)算使用的能源消費(fèi)總量，結(jié)合地區(qū)實(shí)際碳經(jīng)濟(jì)效益指數(shù)，得到交通運(yùn)輸行業(yè)碳排放的能源轉(zhuǎn)換效率表示如式（2）：

根據(jù)上述分析，建立能源、工業(yè)、交通、建筑等各行各業(yè)的減排路線(xiàn)圖，得到交通運(yùn)輸行業(yè)碳排放的層次化結(jié)構(gòu)分析模型。

2 碳排放評(píng)估模型優(yōu)化

以道路運(yùn)輸、鐵路運(yùn)輸、航空運(yùn)輸、水上運(yùn)輸?shù)冉煌ㄟ\(yùn)輸子類(lèi)為研究對(duì)象，計(jì)算各類(lèi)能源的碳排放系數(shù)，得到電力生產(chǎn)結(jié)構(gòu)效應(yīng)模型用公式如式（3）：

計(jì)算交通運(yùn)輸行業(yè)碳排放分布地區(qū)的碳排放轉(zhuǎn)移規(guī)模，公式如式（4）：

式中 -地區(qū)碳排放轉(zhuǎn)移規(guī)模，百萬(wàn)t； -低碳空間規(guī)劃和綜合交通規(guī)劃的動(dòng)態(tài)約束參數(shù)，選取 ，t/MWh。

根據(jù)上述模型，采用層次分析法，建立交通運(yùn)輸溫室氣體排放以及碳排放當(dāng)量分析模型，結(jié)合城市的碳齡特征分析，得到交通運(yùn)輸行業(yè)碳排放評(píng)估的層次化結(jié)構(gòu)參數(shù)，見(jiàn)表2。

表2 交通運(yùn)輸行業(yè)碳排放評(píng)估的層次化結(jié)構(gòu)參數(shù)

3 實(shí)證分析

采用實(shí)證分析的方法，構(gòu)建交通運(yùn)輸行業(yè)碳排放評(píng)估模型，結(jié)合SPSS14.0統(tǒng)計(jì)分析軟件，得到各地區(qū)碳經(jīng)濟(jì)效益指數(shù)分布，以2006～2020年的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為研究對(duì)象，以發(fā)電機(jī)組效率、車(chē)輛尾氣排放、區(qū)碳經(jīng)濟(jì)效益指數(shù)、新能源貢獻(xiàn)度水平作為模板參數(shù)，構(gòu)建約束指標(biāo)分析，采用統(tǒng)計(jì)分析，得到模板數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

表3 交通運(yùn)輸行業(yè)碳排放評(píng)估的模板數(shù)據(jù)

以表3的模板數(shù)據(jù)為研究對(duì)象，進(jìn)行交通運(yùn)輸行業(yè)碳排放評(píng)估的層次化分析，得到碳排放評(píng)估輸出曲線(xiàn)如圖1所示。

圖1 碳排放評(píng)估曲線(xiàn)圖

分析圖1得知，隨著新能源的進(jìn)入，交通運(yùn)輸行業(yè)碳排放具有衰減趨勢(shì)，有效降低了碳排放總量，測(cè)試碳排放的評(píng)估精度，對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 碳排放評(píng)估精度對(duì)比

分析表4得知，用本文方法進(jìn)行交通運(yùn)輸行業(yè)碳排放評(píng)估的精度更高。本文方法的碳排放評(píng)估精度為0.9662，聯(lián)合特征的碳排放評(píng)估精度為0.7711，區(qū)域指數(shù)的碳排放評(píng)估精度為0.5606，由此可知，本文方法的評(píng)估精度明顯高于其他兩種方法，減碳效果更好。通過(guò)測(cè)試不同方法的交通運(yùn)輸行業(yè)碳排放的評(píng)估耗時(shí)，得到的對(duì)比結(jié)果如圖2所示。

圖2 碳排放評(píng)估耗時(shí)對(duì)比

分析圖2得知，本文方法的碳排放評(píng)估耗時(shí)為51，聯(lián)合特征的碳排放評(píng)估耗時(shí)為61，區(qū)域指數(shù)的碳排放評(píng)估耗時(shí)為82。由此可知，本文方法的碳排放評(píng)估耗時(shí)明顯低于其他幾種方法，耗時(shí)越短，評(píng)估效果越好。

4 結(jié)語(yǔ)

本文提出基于層次分析法的交通運(yùn)輸行業(yè)碳排放評(píng)估方法，利用碳經(jīng)濟(jì)效益指數(shù)與實(shí)際碳經(jīng)濟(jì)效益指數(shù)對(duì)碳經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過(guò)分析碳排放區(qū)域經(jīng)濟(jì)效益指數(shù)以及實(shí)際碳經(jīng)濟(jì)效益指數(shù)，建立能源、工業(yè)、交通、建筑等各行各業(yè)的減排路線(xiàn)圖，得到交通運(yùn)輸行業(yè)碳排放的層次化結(jié)構(gòu)分析模型，進(jìn)行碳排放的層次化評(píng)估的精度較高，且耗時(shí)短。