城市交通碳排放趨勢與減排對策研究

史丹 葉云嶺

[摘要]城市交通碳減排是實現“雙碳”目標的重要環節。以上海市為研究對象，刻畫2001—2019年城市交通結構與碳排放現實狀況，分析城市交通碳減排面臨的突出問題。運用LEAP模型與灰色模型預測上海城市交通碳排放趨勢，設定基準情景、節能情景、出行結構優化情景、動力系統替換情景。結果表明，4種情景下，上海城市交通將分別于2031年、2029年、2029年、2028年實現碳達峰，交通動力系統替換最有利于上海城市交通碳排放早日達峰。建議持續優化城市交通出行結構，繼續調整城市交通能源消耗結構，不斷提升綠色交通治理水平，推進大數據應用與城市交通碳減排深度融合，積極倡導居民綠色低碳出行。

[關鍵詞]城市交通；碳排放；碳減排;碳達峰；上海市

一、 引言與文獻回顧

為積極應對氣候變化，我國提出2030年碳達峰、2060年碳中和的自主行動目標，并出臺一系列工作部署和行動方案，體現了我國構建人類命運共同體的責任擔當。2021年10月，習近平總書記在第二屆聯合國全球可持續交通大會上強調，要加快形成綠色低碳交通運輸方式，鼓勵引導綠色出行，讓交通出行更加低碳環保1。交通運輸行業碳排放僅次于發電行業和供熱行業，是碳排放的重要來源之一，推進交通運輸行業碳減排將是我國實現“雙碳”目標的關鍵環節[1]。對于城市而言，工業碳減排空間已較為有限，城市交通在碳減排方面將有很大發展空間，必須向城市交通領域尋求更多的碳減排潛力[2-3]。城市交通碳排放隨著城市空間日益擴張、經濟活動愈加頻繁以及汽車保有量持續增長而快速上升，已成為當前城市治理的重要議題[4]。在此背景下，對城市交通碳排放趨勢做出科學研判并提出減排可行對策具有重要意義。

上海市是我國交通最發達的城市之一，其交通網絡對于我國城市交通而言具有代表意義。長期以來，高效便捷的城市交通對促進上海市經濟社會繁榮發展和居民生活水平提高有至關重要的作用，然而隨之而來的交通碳排放已成為城市可持續發展的瓶頸，并引發經濟、社會和生態環境等多方面問題。雖然上海市自2012年成為國家低碳試點城市以來，不斷提升交通節能減排水平，城市交通碳排放增幅持續放緩，綠色交通體系建設取得顯著成效，然而城市交通依然存在較大的碳減排潛力及改進空間。2021年，上海市人民政府出臺的《上海市生態環境保護“十四五”規劃》明確指出，加強綠色高效交通運輸體系建設，到2025年碳排放總量提前達峰2。因此，有必要清晰把握上海城市交通碳排放現狀，剖析不同情景下城市交通碳排放趨勢，為上海市加快建成綠色交通運輸體系，貫徹落實節能減排的總體部署提出可行對策。

城市交通碳排放相關研究文獻主要有以下3類：第一類文獻集中于定量測度交通碳排放量并分析城市交通碳排放驅動因素，采用廣義分類指數分解法等方法，實證研究經濟發展水平、人口規模、產業結構、城市化進程、交通基礎設施、空間規模以及能源技術進步等因素對交通碳排放的影響[5-6]。第二類文獻集中于預測交通碳排量并分析不同情景下交通碳排放趨勢，通過構建仿真模型、LEAP模型對交通碳排量進行預測[7-8]，并設置基準情景、交通出行結構優化、交通出行結構失衡等情景，預測各種情景下交通碳排放量[9]。第三類文獻集中于國際大都市交通碳減排案例與城市交通碳減排對策建議研究。相關研究梳理了紐約、倫敦、巴黎、東京等國際大都市交通碳排放狀況與低碳交通政策[10-11]，提出城市交通要秉持可持續發展理念，并從綠色低碳交通體系、城市空間規劃、綜合交通規劃等方面提出可行方案[12]。

綜上，已有文獻對于城市交通碳排放總量測度、城市交通碳排放的驅動因素、城市交通碳排放趨勢預測、國際大都市交通碳減排案例分析等話題做了探討。總體來看，仍存在以下進一步探討的空間：首先，已有研究大都從交通運輸行業視角測度交通碳排放水平，研究對象包括公路、水路、鐵路、航空等多種交通運輸方式，較少有研究專門探討城市內部交通碳排放水平。其次，對于城市交通碳排放趨勢預測的情景設定較為單一，尚未全面綜合考慮城市交通碳排放趨勢設置多種情景進行預測。最后，已有研究對于交通碳排放的預測時間序列大都較短，未能結合碳達峰、碳中和目標的時間節點予以具體說明。

本文以上海城市交通為研究對象，刻畫上海城市交通出行結構、能源消耗量、碳排放總量、人均城市交通碳排放量以及城市交通碳排放強度演變特征，以求全面剖析上海城市交通碳排放現實狀況，探究碳減排面臨的現實困境；緊扣碳達峰、碳中和目標實現節點，在充分結合上海市出臺的有關城市交通碳減排政策規劃基礎上，設置基準情景、節能情景、出行結構優化情景、動力系統替換情景，采用LEAP模型、灰色模型等預測4種情景下2021—2060年上海城市交通碳排放趨勢并進行對比分析，以期找出最適合上海城市交通碳減排的現實路徑，進而為全國城市交通碳減排提供借鑒。

二、 上海城市交通結構與碳排放現狀分析

1. 上海城市交通結構

（1）上海城市交通出行結構

經過多年大規模、高強度建設，上海城市交通基礎設施總量和規模均達到世界一流水平。本文將城市交通出行工具界定為由軌道交通、公共汽車、出租汽車為代表的公共交通工具與小客車為代表的私人交通工具兩部分組成。2001—2019年，上海城市人口日均出行總量持續增加，私人機動車出行比例平緩提升，電動自行車出行比例迅速提高，步行方式出行比例有所下降，城市交通公共出行比例持續提升，尤其是軌道交通出行比例快速提升，共享單車等新興出行方式發展迅速。具體而言，2001—2019年，上海市注冊機動車數量由121萬輛增長至443.8萬輛，年均增長率為7.5%，其中，私人機動車注冊量由8.1萬輛增長至339.9萬輛，年均增長率為23.1%。公共交通日均客運量由800萬人次增長至1787.3萬人次，年均增長率為4.6%，其中，軌道交通日均客運量由64.9萬人次增長至1063.1萬人次，年均增長率為16.8%。2019年共享單車日均在線輛數為30.5萬輛，日均騎行量超過100萬車次1。究其原因，城市人口規模擴大導致城市人口日均出行總量持續增加，對公共交通與私人交通的需求不斷上升。隨著居民生活水平提高，私人汽車保有成本和使用成本相對較低，因此更多居民會選擇購買私人汽車。城市軌道交通運力大、速度快，已成為居民出行的主要方式和緩解城市擁堵的首要選擇，因此上海市堅持公交優先戰略，大力發展軌道交通，公共交通日均客運量尤其是軌道交通日均客運量顯著提升。共享單車由于有效提升了居民短途出行便利度，也成為居民出行方式選擇之一。

（2）上海城市交通能源消耗結構

根據《上海統計年鑒》（2002—2020），上海城市交通行業主要消耗的能源分為汽油、柴油、電力3類。以汽油、柴油為主的化石能源是推動能源實物消耗總量增長的主要因素（圖1）。汽油和柴油實物消耗量整體呈現上升態勢，汽油消耗量由2001年的14.9萬噸增長至2019年的63.5萬噸，年均增長率為8.4%；柴油消耗量由2001年的75.9萬噸增長至2019年的205.9萬噸，年均增長率為5.7%；電力消耗由2001年的8.9億千瓦時提升至2019年的57億千瓦時，年均增長率為13.7%1。值得注意的是，汽油和柴油消耗量在2001—2016年呈增長態勢，在2016年達到最大值，而在2017年后呈下降態勢；電力消耗量在2001—2019年持續上升。究其原因，汽油、柴油的消耗以機動車為主，機動車數量的急劇增長，必然帶動汽油和柴油實物消耗量的大幅上漲；由于新能源汽車持續推廣普及，新能源公交車、軌道交通、新能源出租車規模迅速壯大，電力消耗量持續快速增長，同時汽油和柴油消耗量在2016年以后呈現一定程度的下降。

2. 上海城市交通碳排放現狀

（1）上海城市交通碳排放核算方法

本文運用IPCC[13]碳排放核算公式測算上海城市交通碳排放量，碳排放測算口徑為城市交通運行階段化石能源消耗產生的碳排放量以及電力消耗產生的碳排放量（包含轉移至電力發電側的間接排放）。囿于數據可得性，公共交通碳排放基于能耗統計數據直接測算；私人交通能耗統計渠道不健全，以燃油汽車和電動汽車的活動量為基礎進行測算。測算公式如下：

式（1）中，CTra為城市交通碳排放總量；j表示第j種能源種類（汽油、柴油、電力）；Ej表示第j種能源的消費量（單位：t），數據來源于《上海統計年鑒》（2002—2020）；NCVj表示第j種能源的低位發熱量（單位TJ/t），CCj表示第j種能源的碳含量（單位：tce/TJ），數據均來源于《IPCC 2006年國家溫室氣體清單指南》（2019年修訂版）；COFj表示第j種能源的碳氧化因子，根據《IPCC 2006年國家溫室氣體清單指南》（2019年修訂版）通常取值100%，表示完全氧化；44/12表示CO2與碳的分子量之比，即碳轉化成CO2的轉化系數。

（2）上海城市交通碳排放總量

根據公式（1），上海城市交通碳排放總量測算結果見圖2。2001—2019年，上海城市交通碳排放總量總體呈現快速上升態勢，由379.8萬噸增長至966.1萬噸，年均增長率為5.3%。上海城市交通碳排放量占全市碳排放總量的比重由2001年的2.6%增長至2019年的6.3%。具體而言，2001—2014年，上海城市交通碳排放總量快速增長，2015年后逐漸趨于平緩。究其原因，上海市作為國際經濟中心、國際金融中心，大量的人流和物流持續加劇了上海城市交通負荷。從交通出行方式看，居民出行需求穩步增長，高品質、多樣化、個性化的需求不斷增加，公共交通規模快速擴張，且隨著居民生活水平提高，私人交通工具需求不斷增長，增加了汽油、柴油等能源消耗，進而加劇城市交通碳排放。從城市結構看，隨著新型城鎮化的深入推進，人口不斷向上海市集聚，導致了城市蔓延發展、城市空間擴張、居民通勤距離增加等一系列問題。2015年以后，隨著新能源汽車滲透率不斷提升，上海城市交通碳排放總量增速有所放緩。

（3）上海城市交通人均碳排放量

基于城市交通碳排放總量和城市常住人口數量，通過CP=CTra/P公式可進一步得到交通人均碳排放量，式中，CP為交通人均碳排放量，CTra為交通碳排放總量，P為常住人口數量，測算得出上海城市交通人均碳排放量（圖3）。2001—2019年，城市交通人均碳排放量由227.71千克/人增長至397.88千克/人，年均增長率為3.2%，與城市交通碳排放量變化趨勢一致，呈現高速增長態勢。其中，2001—2007年增長迅速，2008年后增速有所放緩。究其原因，隨著中國加入WTO，上海市作為重要的國際貿易城市，國際貿易量大幅增加，交通運輸服務業隨著商品貿易的繁榮而擴張，居民收入水平的不斷提升引致出行需求更加旺盛。2008年正值全球金融危機，上海市的國際貿易受到負面影響，居民經濟活動有所下降，加之上海市在世博會期間為治理環境污染又先后采取大量措施，城市交通碳排放總量的快速增長態勢得以遏制。

（4）上海城市交通碳排放強度

碳排放強度是指單位國民生產總值增長所帶來的碳排放量，碳排放強度越低，表明單位GDP增長帶來的碳排放量越低，經濟發展和碳排放量協調性越高。由公式CG=CTra/GTra測算得出城市交通碳排放強度，式中CG表示城市交通碳排放強度，C表示城市交通碳排放總量，GTra表示城市交通運輸行業總產值，測算得出上海城市交通碳排放強度（圖4）。

2001—2019年，上海城市交通碳排放總量和交通運輸行業生產總值呈穩步上升態勢，但城市交通碳排放強度呈波動下降態勢。具體而言，上海城市交通碳排放強度經歷2001—2003年持續上升期、2004—2010年平緩波動期、2011—2019年持續下降期3個階段，且2019年達到最小值0.2噸/萬元。究其原因，2001—2003年，伴隨著中國加入WTO，交通運輸需求大幅增加，而交通建設投入相對滯后，城市交通碳排放總量增長速度快于城市交通運輸行業生產總值；2004—2010年，上海市借鑒國外交通運輸行業先進技術，增加技術改造投入，大力發展交通運輸業以緩解城市交通壓力，且世博會的舉辦促進了環保意識增強，上海市出臺一系列政策法規以約束城市交通碳排放，城市交通碳排放強度上升態勢得到抑制；2011—2019年，綠色低碳交通理念逐步推廣，綠色交通政策效益逐漸顯現，這一階段交通運輸行業生產總值增長速度快于城市交通碳排放總量。

3. 上海城市交通碳減排面臨的突出問題

近年來，上海市以綠色智能技術為依托，以綠色高效交通建設為目標，實施公交優先發展戰略，出臺新能源汽車推廣政策，構筑新型交通生態體系，城市交通碳減排取得一定成效。然而交通工具移動性強、交通行為復雜、碳排放主體多元，城市交通碳排放占比不斷增加，碳減排面臨的形勢嚴峻，與紐約、芝加哥、倫敦、巴黎、東京等其他國際大都市相比還存在較大改進空間。上海城市交通碳減排面臨的突出問題具體表現為：一是城市交通出行結構有待調整。倫敦、巴黎、東京等國際大都市的交通碳排放之所以維持在較低水平，重要原因之一就是建立了較為完善的以軌道交通為主體的公共交通體系，雖然上海軌道交通運營里程居世界第一位，然而軌道交通出行比例遠低于東京（33%）1，且近年來呈現下降趨勢，私人汽車出行比例持續維持在較高水平并呈逐年增加態勢。私人汽車既是每公里人均耗能最多的交通工具，也是每公里人均碳排放量最多的交通工具，私人汽車保有量的急劇增長帶動汽油和柴油消耗量上漲。究其原因，城市規模擴大引起出行距離不斷增加，相對較低的購車門檻和車輛使用成本，加之城市“以車為本”的道路規劃不便于居民步行和騎行，居民對私家車的需求不斷擴大，私家車出行比重持續位于較高水平導致較高的城市交通碳排放量。二是城市交通能源消耗結構有待優化。上海城市交通以汽油、柴油為主的化石能源占比高達90%以上2，新能源汽車占比仍然較低。雖然目前上海市新能源汽車產業規模位居全國前列，然而產業基礎能力較為薄弱，金屬鋰、鈷等主要動力電池資源缺乏且供應鏈穩定性面臨較大挑戰，尤其是在動力電池技術上的弱勢導致新能源汽車成本居高不下。新能源汽車電機和電控技術較國際一流水平存在較大差距，企業創新內生動力不足、關鍵領域核心技術缺失制約新能源汽車產業健康發展。新能源汽車的售后服務不足，突出表現為維修成本較為高昂、售后服務體系不完善，新能源汽車充電樁存在總量不足、布局不合理、接口不統一、利用率不高、安全性低等問題，成為制約新能源汽車可持續發展的障礙。三是城市交通規劃和治理能力有待增強。上海城市交通整體系統規劃不足，路網密度僅為7.1km/km21，相比其他國際大都市而言較低，例如東京路網密度為28.8km/km2，倫敦路網密度為22.4km/km2，紐約路網密度為16.4km/km2[14]。路網系統不完善導致早晚高峰交通擁堵嚴重，上海城市通勤高峰全網擁擠斷面長度達到112公里，并呈現由“點”狀擁堵發展為“線”狀擁堵甚至擴散為“面”狀擁堵。黃浦區、徐匯區等都市功能優化區交通擁堵問題更加突出。相關部門對交通擁堵的預測和處理能力不足，缺乏有效的手段和應急機制，交通數字化、智能化建設尚不夠完善，相比紐約、倫敦等國際大都市在交通數字化轉型方面依然存在較大差距。

三、 上海城市交通碳排放趨勢預測方法與情景設定

1. 預測方法

（1）模型建立

本文采用LEAP模型[15]預測2021—2060年上海城市交通碳排放量，測算公共汽電車、軌道交通、出租車、私人汽車4種運輸方式組成的城市客運碳排放量，表達式如下：

CTra=[k=b，t，s，pCZ×CSk][×][CIk] （2）

式（2）中，CTra表示城市交通碳排放總量，CZ表示城市客運周轉量，CS表示城市交通運輸結構，CI表示城市客運碳排放因子。k代表交通運輸方式，b為公交車、t為出租車、s為軌道交通，p為私人汽車保有量。

本文采用灰色模型對城市交通客運量進行預測[16]，表達式如下：

定義x1的灰導數為：

d（k）=x0（k）=x1（k）-x1（k-1） （3）

令z1（k）為數列x1的鄰值生出數列，可得：

z1（k）=[α]x1（k）+（1-[α]）x1 （4）

灰微分方程為：

x0（k）+[α]z1（k）=[β] （5）

式（5）中，x0（k）為灰導數，[α]為發展系數，z1（k）為白化背景值，β為灰色作用量。將時刻k=2，3，…，n代入，引入矩陣，采用一元線性回歸求得系數值。

（2）數據說明

本文將城市交通工具界定為以軌道交通、公共汽車、出租汽車為代表的公共交通工具與以小客車為代表的私人交通工具兩類，城市交通能源消耗類型由汽油、柴油、電力等3種組成。2020年受新冠肺炎疫情沖擊，上海城市交通相關統計數值與整體趨勢不一致，如公共交通日均客運量僅為1157.1萬人次，同比下降29.6%。因此，本文刻畫2001—2019年上海城市交通出行結構、能源消耗量、碳排放總量、人均城市交通碳排放量以及城市交通碳排放強度演變特征，全面剖析上海城市交通碳排放現實狀況。上海城市交通出行結構數據來源于《上海市綜合交通發展年度報告》（2001—2019），上海城市交通能源消耗結構、碳排放量測算所需數據來源于《上海統計年鑒》（2002—2020）。結合“雙碳”目標節點，對于上海城市交通碳排放趨勢預測時間跨度為2021—2060年。采用LEAP模型、灰色模型等預測分析基準情景、節能情景、出行結構優化情景、動力系統替換情景下2021—2060年上海城市交通碳排放趨勢，進而提出相應政策建議，為全國城市交通碳減排提供方案。

2. 上海城市交通碳排放趨勢情景設定

（1）節能情景

能源消耗是影響城市交通碳排放的重要因素。《上海市綜合交通發展“十四五”規劃》指出，目前上海城市交通能耗增幅放緩并趨于穩定，還需進一步挖掘交通節能潛力1。《上海市2021年節能減排和應對氣候變化重點工作安排》提出推進交通運輸節能，加快綠色交通發展2。因此本文將節能情景設定為在上海城市交通能源效率提升基礎上交通運輸能源消耗量發生微幅下降，將汽油、柴油、電力這3種能源5年年均下降率較基準情景下調1%，對2021—2060年上海城市交通碳排放量進行預測。

（2）出行結構優化情景

交通出行結構是決定城市交通碳排放量的重要因素。2019年，上海市人員工作日均出行總量為5710萬人次/日，公共汽電車出行比例為11.3%，軌道交通出行比例為21.8%，出租車出行比例為6.4%，私人汽車出行比例為20.5%3。近年來上海城市交通出行結構不斷優化，呈現為公共交通出行比例不斷擴大、小客車及出租車出行比例緩慢下降的發展趨勢，但公共汽電車、軌道交通出行比例仍有待提升，私人汽車、出租車出行比例依然較高。現有城市公共交通系統的運行效率和服務能力難以完全滿足城市發展需求與居民出行需求，上海市更大空間范圍內的同城化都市圈發展目標需要更加有效的公共交通體系提供支撐。灰色模型可以克服城市客運量時間序列數據有限的問題[16]，因此本文采用灰色模型對2021—2060年上海市公共汽電車客運量、軌道交通客運量、出租車客運量、私人汽車保有量進行預測。其中，關于私人汽車客運量測算參考王靖添等[15]采用的基礎車輛保有量、平均出行次數、載客率綜合計算方法，并在此基礎上對交通出行結構進行優化，運用LEAP模型預測上海城市交通出行結構優化情景下碳排放量。

（3）動力系統替換情景

上海城市交通低碳發展要從優化交通能源消耗結構出發，推廣新能源汽車使用、替換交通動力系統是實現節能減排的有效方法。2021年，上海市累計投放新能源汽車67.8萬輛，全市累計建成各類充電樁超過50萬根，全市車樁比1.36∶1，處于國內領先水平4。然而，依然存在電池資源缺乏、高端產品供應不足、充電樁總量有限且利用率不高等問題，這些問題阻礙了新能源汽車進一步發展。《上海市2021年節能減排和應對氣候變化重點工作安排》提出推動交通用能終端新能源化發展5。《上海市能源發展“十四五”規劃》提出以綠色交通為抓手促進節能低碳循環發展，擴大電能等清潔能源在交通等重點領域的應用6。《上海市加快新能源汽車產業發展實施計劃（2021—2025年）》要求，個人新增購置車輛中純電動汽車占比超過50%，國有企事業單位公務車輛、環衛車輛新能源汽車占比超過80%，網約出租車新能源汽車占比超過50%，公交汽車、巡游出租車、中心城區載貨汽車、郵政用車、黨政機關公務車輛100%使用新能源汽車7。依據上述目標值，本文設定城市交通動力替換情景，將私人汽車保有量進一步細化為私人機動汽車保有量與新能源汽車保有量，采用LEAP模型與灰色模型預測上海城市交通動力替換情景下碳排放量。

四、 上海城市交通碳排放趨勢預測結果分析

1. 節能情景下城市交通碳排放總量預測

本文采用2001—2019年上海城市交通碳排放數據以及3種能源消耗時間序列數據，預測基準情景下上海城市交通碳排放量，經平穩性檢驗后，運用一元協整模型測算出能源消耗量相對碳排放的彈性系數，其中汽油相對碳排放的彈性系數為0.6，柴油相對碳排放的彈性系數為0.2，電力相對碳排放的彈性系數為3.6。運用stata15.1對2021—2060年上海城市交通碳排放總量對基準情景與節能情景進行預測，基準情景與節能情景下碳排放總量見圖5。

根據測算，基準情景下，2021—2031年，上海城市交通碳排放總量呈不斷增長趨勢，由1022.4萬噸增長至1134.2萬噸，年均增長率為0.9%，于2031年達到峰值；2031—2060年，碳排放量呈下降趨勢，由1134.2萬噸下降至625.1萬噸，年均下降率為3.1%。節能情景下，2021—2029年，上海城市交通碳排放總量由975.7萬噸增長至1062.5萬噸，年均增長率為0.9%，于2029年達到峰值；2029—2060年，碳排放量由1062.5萬噸下降至582.1萬噸，年均下降率為2.0%。可見，相比基準情景，節能情景下城市交通碳排放將更早達峰，且峰值碳排放量相對更低。究其原因，隨著城市交通規模的快速擴張，以機動車為主的交通出行工具作為化石能源的主要消費者，對碳排放具有顯著的促增作用。

2. 出行結構優化情景下城市交通碳排放總量預測

本文采用LEAP模型與GM分析法對出行結構優化情景下2021—2060年上海城市交通碳排放總量進行預測，基準情景與出行結構優化情景碳排放總量變化趨勢見圖6。出行結構優化情景下，2021—2029年，上海城市交通碳排放量呈現不斷上升趨勢，由953.5萬噸上升至1015.1萬噸，年均增長率為0.7%，在2029年達到峰值；2029—2060年，上海城市交通碳排放量呈現下降趨勢，由1015.1萬噸下降至538.1萬噸，年均下降率為2.0%。可見，相比基準情景，出行結構優化情景下城市交通碳排放將提前兩年在2031年達到峰值且峰值碳排放量相對較低。究其原因，出行結構優化的關鍵在于提高公共交通出行比例，引導居民采用更加綠色低碳的出行方式，其主要目的在于降低私人汽車出行占比，進而減少碳排放。

3. 動力系統替換情景下城市交通碳排放總量預測

本文采用LEAP模型與GM分析法對動力系統替換情景下2021—2060年上海城市交通碳排放總量進行預測，基準情景與出行結構優化情景碳排放總量趨勢見圖7。動力系統替換情景下，2021—2028年，上海城市交通碳排放量呈現不斷上升趨勢，由934萬噸上升至1008.1萬噸，年均增長率為0.9%，于2028年達到峰值；2028—2060年，整體呈下降趨勢，由1008.1萬噸下降至506.4萬噸，年均下降率為2.1%。動力系統替換情景下，上海城市交通碳排放將于2028年達到峰值，比基準情景提前3年達峰且峰值相對較低，主要原因在于新能源汽車較傳統燃油汽車具有明顯的減碳效果，交通動力系統替換將擴大電力、氫能、天然氣等清潔能源在交通領域的應用，降低城市交通對汽油、柴油等化石能源的依賴。

4. 4種情景對比分析

將2021—2060年上海城市交通碳排放的基準情景、節能情景、出行結構優化情景和交通動力系統替換這4種情景進行對比（圖8）。2021—2060年，上海城市交通基準情景、節能情景、出行結構優化情景與動力系統替換情景下，碳排放總量都呈現出先增長、后下降的趨勢。從碳達峰時間來看，城市交通動力系統替換情景下將于2028年最早達到峰值，其次是節能情景與出行結構優化情景，都將于2029年達到峰值，而基準情景下將于2031年達到峰值。從峰值來看，動力系統替換情景下城市交通碳排放峰值為1008.1萬噸，在4種情景下峰值最低；其次是出行結構優化情景，城市交通碳排放峰值為1015.1萬噸；再次是節能情景，城市交通碳排放峰值為1062.5萬噸；而基準情景下城市交通碳排放峰值為1134.2萬噸，峰值最高。

綜上所述，將4種情景進行對比分析可知，交通動力系統替換情景下城市交通碳排放總量最低，且最快達到峰值，主要原因在于上海城市交通碳排放主要來源于城市機動車數量的增加而帶來的化石能源燃燒。加大新能源汽車推廣應用力度，推進交通動力系統電動化替代，是上海城市交通碳減排最具潛力的方案選擇。

五、 研究結論與政策建議

1. 研究結論

上海市作為我國城市的典型代表，城市交通碳減排問題對于其他城市而言具有重要借鑒意義。本文選取IPCC[13]碳排放核算方式，采用2001—2019年時間序列數據測算上海城市交通出行結構、能源消耗結構、碳排放總量、人均碳排放量、碳排放強度，設置基準、節能、出行結構優化、動力系統替換等4種情景，運用LEAP模型和灰色模型預測2021—2060年上海城市交通碳排放趨勢。相關研究結論如下：

2001—2019年，從城市交通出行結構來看，公共交通出行比例和私人汽車出行比例逐步提升，而出租車和步行出行比例緩慢下降；從城市交通能源消耗結構來看，汽油和柴油消耗量在2001—2016年呈增長趨勢而在2017年后呈下降趨勢，電力消耗量持續上升，交通能源消耗結構轉型升級取得一定成效；從城市交通碳排放狀況來看，碳排放總量、人均碳排放量呈上升趨勢，碳排放強度呈波動下降趨勢。

基準情景下，上海城市交通碳排放將于2031年達到峰值；節能情景與出行結構優化情景下，上海城市交通碳排放將于2029年達到峰值；動力系統替換情景下，上海城市交通碳排放將于2028年達到峰值。交通動力系統替換情景下城市交通碳排放最早達峰且峰值最低。因此，交通動力系統替換更加有助于上海城市交通更快更好實現碳減排。

2. 政策建議

根據上文分析，通過總結上海城市交通碳減排的有益經驗，剖析其不足之處，借鑒國際大都市交通碳減排相關做法，進而為我國城市交通碳減排提供政策建議。

（1）持續優化城市交通出行結構

公共汽車、軌道交通等公共交通工具單位里程人均碳排放遠低于私人汽車，然而總體而言我國城市公交車輛擁有率依然較低。因此，要加快建成以軌道交通為骨干、電動公交為基礎、電動出租車為補充、共享單車為延伸的城市交通出行結構。一是提高公共交通出行比例。堅持公交優先發展理念，打造以軌道交通為主體的公共交通體系。加強常規公交與軌道交通協同配合與服務融合，優化軌道接駁設施建設，在軌道交通站點步行距離范圍內合理設置地面公交換乘站點，提升乘坐體驗和便利服務水平。建設一批國家公交都市建設示范城市，在更多城市推廣基于居民低碳出行的15分鐘生活圈模式。二是調整私人機動車保有結構。探索采用征收擁堵費和排污費、提高燃油稅和停車費、高速公路差別化收費等經濟手段，提高私人機動車的擁有成本，適當限制私人機動車出行總量。三是積極營造慢出行環境。在舊街區改造和新街區規劃設計中更加注重空間景觀和城市街道主題建筑設計，考慮自行車騎行和步行的安全性、舒適性、趣味性等問題，完善行人過街標志標線，提供更多更舒適的出行空間，打造快慢相宜的交通模式。推廣美團、青桔、哈羅等共享單車，在各公共交通站點設立自行車專門停放點，提升自行車道網絡密度。

（2）繼續調整城市交通能源消耗結構

目前我國城市交通能源消耗以汽油、柴油等化石能源為主，新能源、清潔能源在城市交通領域應用不足。交通動力系統替換情景下城市交通碳排放相對于其他3種情景而言最早達到峰值。因此，要通過交通能源消耗結構優化促進城市交通碳減排。一是加大新能源車輛普及力度。優化新能源汽車普及政策供給，在減免稅、電價、上牌、路權、停車等方面進一步給予政策支持，提升居民對新能源汽車的購買熱情。加快新能源汽車生產企業創新發展的同時鼓勵傳統燃油車企業調整產品結構，推進新能源智能網聯汽車規模化生產。二是加快新能源關鍵技術研發。支持頭部企業加強在純電動技術、燃料電池關鍵材料、清潔能源、降碳脫碳等領域的研發，通過降低動力電池生產成本從根本上降低新能源汽車價格和拉動新能源汽車消費。三是加強能源基礎設施保障。建設功能完備、布局合理的新能源汽車充電設施，促進充電設施互聯互通、自用專用充電樁分時共享，探索人工智能移動式充電樁，加快公路服務區、客運樞紐等重點區域充電設施建設，為綠色低碳出行提供便利條件。

（3）不斷提升綠色交通治理水平

在“雙碳”目標下，我國城市交通正處于治理體系和治理能力現代化建設的關鍵期。要堅持綠色交通發展理念，構建城市交通綠色集約發展新模式，推動綠色低碳交通體系高質量發展。一是完善綠色交通治理體系。強化綠色交通發展規劃引領，將碳達峰、碳中和目標實現路徑全面融入城市交通規劃方案，制定城市交通碳減排路線圖和時間表。完善交通運輸領域能源消耗統計體系，加強對各種運輸方式能耗、碳排放及污染物排放的統計分析，根據各城市實際情況建立健全交通運輸行業綠色發展考核指標，為綠色城市交通運輸體系建設提供內生動力。二是加強綠色交通治理能力。在交通壓力較大的區域實行分級預警干預，解決公共交通“站站停”所帶來的平均車速低和交通擁堵等問題，提高城市交通運行管理效率，實現人、車、路、信息、服務即時連接和高效匹配，從而提高運輸效率，減少能源消耗。三是開展綠色交通試點示范。在更多城市推廣車路協同、智慧物流、地下物流、新能源汽車與儲能協同發展的新模式新業態，圍繞交通裝備綠色化開展技術攻關，選擇有基礎且規模適當的城市開展試點示范建設，形成一批可復制可推廣的模式，為全國推行綠色交通奠定良好基礎。

（4）推進大數據應用與城市交通碳減排深度融合

促進數字技術賦能交通治理，推動城市交通數字化升級，大力發展數據驅動的智慧交通體系。一是做好交通碳排放監測工作。各城市要因地制宜建立科學的監測網絡體系和排放清單，建設碳排放數字化監測管理系統，實現對交通能源消耗及碳排放進行實時監測、采集核算、考核評估、跟蹤管理、統計分析，從而精準掌握交通碳排放信息，合理調節各領域能源配置。二是加快智慧交通基礎設施建設。基于大數據挖掘和分析技術，推進交通大數據共享平臺建設，利用手機數據、卡口數據、GPS數據、道路交通流監測數據等，對城市交通需求特征與供給特征進行動態評估和精準匹配。進一步推進智慧城市基礎設施與智能網聯汽車協同發展試點工作，實現智能汽車與道路基礎設施、路側設備之間實時信息交互。三是拓展智慧交通場景應用。通過RFID、傳感等技術實時監控車輛碳排放數據，拓展智能公交車、智能紅綠燈、汽車電子標識、智慧停車等應用場景，打造一批城市交通新技術示范應用新高地。

（5）積極倡導居民綠色低碳出行

公眾出行方式轉變是實現城市交通碳減排不可或缺的一部分，要大力開展綠色低碳出行示范創建活動，提供一流水平的綠色低碳出行服務，將綠色低碳出行轉變為居民的自覺行動。一是建立綠色出行碳積分平臺。推廣北京市MaaS模式，構建以碳積分為媒介的綠色出行平臺，科學制定碳積分規則和獎勵準則，公交出行、步行、新能源汽車等低碳出行方式按照不同比例兌換為碳積分，將低碳行為轉化為個人碳資產以及禮品券、代金券、電影票等物質性獎勵。加強碳積分平臺與其他常用APP的關聯，打造低碳出行APP圈，挖掘碳積分的社交屬性，在個人社交網絡中產生漣漪效應，引導居民形成綠色低碳出行的自覺行動。二是加強社區低碳出行宣傳教育。將綠色低碳出行納入社區文化建設體系，通過“全國低碳日”等宣傳活動，為居民普及“雙碳”相關知識，組織貼近大眾的實踐活動，引導居民樹立綠色低碳出行理念，倡導居民通過低碳出行共建共享低碳社區。

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基金項目：國家社會科學基金重大項目“推進新型工業化與經濟體系優化升級研究”（項目編號：21ZDA021）；國家自然科學基金專項項目“面向碳中和的中國經濟轉型模式構建研究”（項目編號：72140001）；中國社會科學院博士后創新項目“雙碳目標與中國制造業高質量發展研究”。

作者簡介：史丹（1961-），女，博士，中國社會科學院工業經濟研究所所長，研究員，博士生導師，研究方向為產業經濟；葉云嶺（1990-），男，博士，中國社會科學院工業經濟研究所博士后，助理研究員，研究方向為產業經濟。

（收稿日期：2022-05-20? 責任編輯：殷 俊）