基于全生命周期活動數據的交通運輸碳排放計算思路

文/劉佩

一、引言

交通運輸是能源消費端的重點領域，2020年能源消費量達到41309萬噸標準煤，占我國能源消費量的8.3%[1-2]?；茉聪M是碳排放主要來源，而交通運輸能源消費結構以石油為主，交通運輸碳排放盡早“碳達峰”“碳中和”對我國順利實現“雙碳”目標十分重要。

立足于全面建設社會主義現代化國家的新發展階段，交通運輸在經濟社會發展中將繼續發揮基礎支撐性、先導性、戰略性和服務性作用，根據中共中央、國務院印發的《國家綜合立體交通網規劃綱要》，客貨運輸需求將進一步增加，預計2021至2035年旅客出行量、貨運量年均增速分別為3.2%和2%左右。

在碳排放嚴控、運輸需求持續增加的雙重挑戰下，交通運輸發展亟需加快交通運輸綠色轉型，促進交通運輸高質量發展，推進交通強國建設。

二、交通運輸碳排放源識別

目前，我國交通運輸能源消費、碳排放數據統計口徑不清晰，多關注于公共交通運營階段載運工具直接能源消費、碳排放數據統計。但是，為實現旅客、貨物的位移而開展的各項活動均應納入交通運輸碳排放源識別范圍。交通運輸碳排放不僅受運輸量、運輸結構、運輸效率、建設規模、節能措施、占用綠地等行業內部因素的影響，還會受到產業鏈上游采礦業、電力熱力行業、運輸設備（如鋪設鋼軌、載運工具等）制造業、建筑材料（如水泥、玻璃、瀝青等）制造業等行業的影響。

（一）按能源消費方式分為直接能源消費、間接能源消費產生的碳排放

直接能源消費包括人員辦公、運營階段化石能源燃燒、電力和熱力消耗。除了直接能源消費之外，交通運輸系統還涉及大量的設施設備，如載運工具、運輸專用設備等運輸設備、建筑物在制造或建造過程中也會產生碳排放。此外，部分項目建設占用了綠地，造成土地利用方式發生改變，進而間接地導致碳排放量增加。運輸設備及建筑材料制造、項目占用綠地導致的間接能源消費與交通運輸活動密切相關，應納入交通運輸碳排放源。

（二）按時間維度分為前期、準備、實施及運營階段產生的碳排放

前期階段碳排放來源于項目立項決策、工程咨詢相關人員辦公與差旅、辦公耗材等；準備階段碳排放來源于勘察、設計及招投標工作中戶外勘察、人員辦公與差旅、辦公耗材等；實施階段伴隨著大量人力、物力、財力投入，碳排放來源于相關設施設備制造過程及其運輸、人員辦公及差旅、土地利用方式改變等；運營階段持續時間長，碳排放來源于固定設施運營、載運工具運行、運營管理、運營維護、設施設備報廢拆除等。

（三）按設備類型分為固定設施、移動設備產生的碳排放

交通運輸固定設施包括運輸網絡線路（如公路、鐵路、航道、管道等）、節點（如車站、樞紐、港口、機場等）及相關附屬設備，其碳排放來源于固定設施設備材料制造過程及其運輸、土地利用方式改變、固定設備運轉（如照明、制冷）等。移動設備主要是指載運工具，其碳排放來源于載運工具材料生產過程、載運工具運行等。

三、交通運輸碳排放計算基本思路

在系統地識別交通運輸碳排放源的基礎上，可以進一步計算交通運輸碳排放量。聯合國政府間氣候變化專門委員會提出，能源、工業等部門碳排放量可以通過活動數據與碳排放系數的乘積計算[3-4]。

（一）全生命周期交通運輸碳排放活動數據

交通運輸碳排放活動數據是監測、管理、控制碳排放的關鍵指標，可以通過自下而上統計獲得，為便于底層數據統計，交通運輸全生命周期活動數據可分為化石能源消費量、電力與熱力消耗量、交通運輸設備規模與建筑材料用量、占用綠地用地面積四類。

1.化石能源消費量

交通運輸能源消費以化石能源為主（見圖1），僅在運營階段石油消費量平均占比達76.8%，因此化石能源消費是交通運輸碳排放的重要因素。化石能源消費量包括前期、準備、實施及運營階段固定設施、移動設備直接消耗的柴油、汽油、航空煤油、天然氣等化石能源消費量。

圖1 交通運輸行業運營階段能源消費

2.電力、熱力消耗量

我國電力主要是火電，火電、水電、核電、風電平均占比分別為76.7%、17.9%、2.8%、2.6%。目前，火電、熱力的生產均以煤炭為主，交通運輸消耗電量、熱量而間接形成的碳排放不容忽視。電力、熱力消耗量包括前期、準備、實施及運營階段由交通運輸外部發電廠、供熱企業（如熱電廠、鍋爐房）提供給固定設施、移動設備的電量、熱量。

3.交通運輸設備規模、建筑材料用量

交通運輸實施及運營階段需要大量運輸設備、建筑材料投入。運輸設備、建筑材料源自于制造業，根據《中國能源統計年鑒2021》，鐵路、船舶、航空航天和其他運輸設備制造業能源消費總量827萬噸標準煤，其中化石能源消費占比76.3%；汽車制造業能源消費總量4078萬噸標準煤，其中化石能源消費占比64.3%；水泥、玻璃、瀝青等建筑材料制造的非金屬礦物制品業能源消費總量（不限于交通運輸）為1125萬噸標準煤，其中化石能源消費占比75.3%[2]。運輸設備、建筑材料制造也是交通運輸碳排放的關鍵活動，二者產生的碳排放與交通運輸設備規模、建筑材料用量相關，運輸設備規?？赏ㄟ^運輸線路長度、運輸節點建筑面積、運輸設備配置數量等指標衡量，建筑材料用量是交通運輸固定設施建造、運營維護過程中建筑材料用量。

4.占用林地、園地、耕地等綠地用地面積

土地性質是單位土地面積碳吸收量的決定性因素，林地、園地、耕地等以碳吸收為主，建設用地以碳排放為主。林地、園地、耕地、灘涂沼澤碳吸收系數分別為5.21噸/公頃·年、6噸/公頃·年、5.15噸/公頃·年、15噸/公頃·年[5-6]。交通運輸建設伴隨著土地性質的改變，部分農用地、未利用土地變為建設用地，導致碳匯減少。交通運輸占用綠地用地面積是線路、節點等固定設施建設占用耕地、林地、園地、灘涂、沼澤等的面積。

（二）基于活動數據的交通運輸碳排放計算

產業鏈上游行業單位燃料、材料、產品的碳排放量（也即碳排放系數）取決于各個行業生產過程、能源結構、能源利用效率等，在計算交通運輸碳排放時為外部輸入參數。在統計交通運輸碳排放活動數據的基礎上，交通運輸碳排放量可以通過碳排放系數與活動數據的乘積計算，如圖2所示。

圖2 交通運輸碳排放基本計算思路

四、實現交通運輸“雙碳”目標的建議

（一）立足于產業鏈上下游，推動跨行業碳排放聯合治理

針對交通運輸產業鏈上游電力、熱力、運輸設備和建筑材料制造等行業，優化能源結構及能源利用效率，提高新能源和可再生能源比重。完善交通運輸行業節能設計標準及行業規范，倒逼相關設備制造業低碳化，如推動載運工具輕量化、低碳化設計，發布污染物排放限值標準淘汰高耗能高污染載運工具等。此外，應統籌協調產業鏈上下游及不同交通運輸方式，科學合理制定交通運輸“碳達峰”“碳中和”時間表、路線圖等行動方案。

（二）加快交通運輸綠色轉型，減少交通運輸碳排放活動量

航空、公路、鐵路、水運單位換算周轉量碳排放約1064.2、117.4、10.2、9.9克/噸公里，航空最高，其次為公路。因此，要考慮不同運輸方式能源消費結構的差異性，優化調整運輸結構，發揮鐵路、水運在大宗貨物中長距離運輸中的骨干作用。此外，要充分利用大數據、云計算、人工智能等新興技術，優化運輸組織方案，注重不同交通運輸方式的銜接、融合，提高網絡運輸效率，避免載運工具對流運輸、迂回運輸、倒流運輸、過遠運輸、無效運輸等不合理運輸，減少不必要的能源消費。

在項目前期及準備階段采用綠色低碳理念，促進空間資源集約、節約利用，合理控制建設規模，減少運輸設備配置數量、建設材料用量。還應加強城市交通需求管理，合理控制城市私家車出行，完善城市公共交通運輸體系，提倡居民出行由私家車轉向公共交通、自行車、步行等綠色方式。

（三）完善交通運輸全生命周期碳排放計算體系

利用信息化、數字化技術，加強化石能源消費量、電力與熱力消耗量、運輸設備規模、建筑材料用量、占用綠地面積等全生命周期活動底層數據自下而上統計工作，促進交通運輸碳排放數據共享。

運輸產品是旅客、貨物的位移，為提供運輸產品而產生的碳排放均應計入交通運輸碳排放，除了關注于運營階段載運工具直接能源消費產生的碳排放之外，還需加強對間接能源消費、項目全生命周期（尤其是實施階段）、固定設施碳排放的分析研究，明確碳排放計算范圍及方法等，完善全生命周期碳排放計算體系。