長沙交通運輸領域碳排放預測研究

吳肖俊，周亞林，畢清華，王雪成，張海穎，王寶春

（1.長沙市交通運輸局，湖南 長沙 410016；2.交通運輸部科學研究院，北京 100029）

0 引言

交通運輸行業是能源消耗和溫室氣體排放的主要行業之一。2022 年，交通運輸行業碳排放約占我國碳排放總量的10%，是僅次于工業、建筑的第三大碳排放源。

交通運輸領域的碳減排對于長沙市實現2030 年碳達峰目標至關重要。長沙是全國性綜合交通樞紐城市，交通運輸對于長沙市的發展發揮著重要的支撐作用。目前，交通運輸領域是長沙市碳排放的主要來源之一，貨運運輸結構仍明顯呈現公路運輸一枝獨大的態勢，且公路貨物周轉量的比重在“十三五”期間仍然呈現上升趨勢。《長沙市碳達峰實施方案》中提出了長沙市在2030 年前實現碳達峰的目標，并明確提出了長沙市構建綠色高效交通運輸體系的具體目標和任務，為長沙市交通運輸領域綠色低碳發展的目標及行動路徑提供了指引。

針對交通運輸綠色低碳轉型，尤其是在國家“雙碳”目標的背景下，不同學者對減排政策和交通運輸未來碳排放等問題進行了研究，主要集中在三個方面：（1）交通運輸減排政策研究。例如王元慶和李若彤（2021）對城市群一體化綠色低碳綜合交通體系實現方法進行了系統研究；李曉易等（2021）等針對2060 年前的主要階段提出了交通運輸領域低碳發展的總體路徑；毛保華等（2022）研究了2030 年碳達峰情景下我國城市客運碳排放控制的策略。（2）國家層面碳排放核算預測及減排路徑研究。例如Wang 等（2022）運用預測模型對中國交通運輸行業的能源消耗和排放需求進行了預測，然后采用情景分析的方法，對2020—2060 年交通運輸領域的總運輸需求進行了分析，并定量模擬了不同情景下不同政策措施的減排效果；朱長征等（2022）利用嶺回歸構建碳排放預測模型，并預測5 種發展情景下交通運輸業碳達峰情況。（3）地區層面碳排放核算預測及減排路徑研究。例如王勇等（2019）基于蒙特卡洛模擬對2017—2030 年的五大交通運輸方式碳排放的年平均變化率進行動態情景分析；胡曉偉等（2021）則利用系統動力學方法建立城市交通減排治理決策模型，以哈爾濱市為例進行策略仿真，模擬不同交通減排治理策略實施效果；黃瑩等（2019）和方涵瀟等（2023）基于LEAP 模型分別對廣州市交通運輸綠色低碳路徑和湖南省交通碳達峰路徑進行研究。

以上研究基于不同的方法對國家或地區層面交通運輸碳排放預測及減排路徑進行研究，但是現有研究較少聚焦在市級層面，且已有的研究多基于系統動力學、LEAP 等方法，這些方法更注重全行業及經濟等宏觀層面，而針對交通運輸行業的分類不夠詳細，交通運輸數據來源更不夠豐富。因此，本研究基于課題組自主研發的交通運輸與經濟、能源、環境仿真集成模型，基于交通統計及調研數據，設置了不同的情景預測交通運輸領域碳排放達峰時間和峰值，并測算了不同減排措施的貢獻度，以期識別出重要的交通運輸綠色低碳減排措施，為制定行之有效的交通運輸綠色低碳政策提供依據。

1 研究方法及數據

1.1 研究范圍

本研究中，長沙市交通運輸領域碳排放核算邊界范圍僅包括交通運輸工具，不包括交通基礎設施建設運營的碳排放。

1.2 長沙市交通運輸與經濟、能源、環境仿真集成模型

（1）碳排放影響因素

交通運輸碳排放的主要影響因素大致可以歸為需求因素、結構因素和技術因素，具體包括了GDP、產業結構、城鎮化進程、人口、收入水平等宏觀經濟需求因素，貨運種類、公交出行分擔率、出行方式等結構因素。

（2）客貨運需求預測方法

本研究在中國交通運輸能耗與排放需求預測模型基礎上，開發構建以長沙市交通運輸領域碳排放需求預測模型，預測未來長沙市交通運輸能耗和碳排放需求。長沙市交通運輸碳排放量核算時采用基于周轉量和基于保有量法相結合的方法。

2 客貨運需求預測結果及分析

2.1 貨運需求預測結果

結果顯示，未來長沙貨運需求將轉向平穩增長。目前，長沙經濟將轉向高質量發展階段，2030 年以前，隨著供給側結構性改革進一步深化，貨運需求增速將有所下降，但仍保持中速增長；2030 年后，長沙市貨運需求增速會進一步下降，2035 年貨運量約為75204.64 萬噸。

從未來貨運結構來看，隨著運輸結構調整及低碳相關政策的實施，未來長沙中長途貨運需求由公路逐步向鐵路轉移，鐵路貨運量占比將有所增長，公路貨運量占比將有所下降，但是未來長沙公路運輸總量仍將保持較快增長，特別是小型化、多批次、時效性、高附加值和中短距離的貨運需求將呈現大幅度增長。

2.2 客運需求預測結果

預測結果顯示，長沙城際旅客運輸需求總量增速將穩步減緩。到2025 年，城際旅客運輸量達到16880.84 萬人次。隨著人均客運需求“天花板”等因素影響，長沙客運需求增長率將有所下降，2035 年城際旅客周轉量為29736.32 萬人。

未來中長期，長沙營運公路客運將持續受到高鐵、民航等沖擊，加之自身服務水平限值，未來客運量將持續下降；隨著高鐵網絡的進一步完善和多樣化、高端化的服務，鐵路旅客周轉量穩步增長；民航作為速度最快、服務水平最高的運輸方式，仍將是長途客運的重要選擇，未來長沙民航運輸量將保持較長時期穩步增長，民航客運周轉量占長沙市城際客運周轉量比例穩步增長。

3 交通運輸領域碳預測

3.1 情景設置

本研究將設置三種發展情景。（1）基準情景：交通運輸結構優化、運輸裝備能效提升、新能源車推廣等參數按照目前碳達峰政策文件目標要求進行設置；（2）低碳發展情景：長沙交通運輸行業將實施嚴格的綠色交通發展政策，積極推進交通運輸裝備結構的優化、技術的發展以及資源的合理配置，不斷強化綜合交通運輸樞紐銜接協調，推進智能交通建設，優化運輸結構，新能源車輛的滲透率大幅提升；（3）強化低碳情景：長沙交通運輸領域將實施極為嚴格的低碳交通發展政策，交通基礎設施網絡布局將持續優化、新能源載運工具大規模普及、鐵路承擔絕大部分大宗貨物的運輸、交通運輸技術進步應用于交通行業的各個方面。

3.2 交通運輸碳排放預測結果分析

3.2.1 基準情景

基準情景下，長沙市交通運輸領域碳排放總量2035 年左右達峰，碳排放量達到1020.9 萬噸，其中公路水路交通運輸行業（私家車除外）和私人乘用車碳排放量分別達到530.88 萬噸和490.02 萬噸，占比分別達到52.53%和47.47%。私人乘用車碳排放量呈穩步增長趨勢，隨著長沙市私人乘用車新能源車占比穩步增長，長沙市私家車碳排放量2035 年將達到峰值，隨后保持穩步下降趨勢。營運性公路運輸（營運性貨運和營運性客運）是長沙最主要的碳排放源。在基準情景下，營運性公路運輸二氧化碳排放將持續增加，2035 年達到495.22 萬噸，占比達到48.52%；水路運輸碳排放量占比較小，且上升幅度不大；城市客運碳排放（不包含私家車）由于已達到峰值，且隨著新能源車在城市公交、巡游出租車和網約出租車中的大幅應用，城市客運碳排放量穩步下降，2035 年達到31.01 萬噸左右。

3.2.2 交通低碳發展情景

低碳發展情景下，長沙市交通運輸領域碳排放總量2032 年左右達峰，碳排放量達到909 萬噸，其中公路水路交通運輸行業（私家車除外）和私人乘用車碳排放量分別達到463.44 萬噸和445.56 萬噸，占比分別達到51%和49.%。長沙市私家車碳排放量將于2032 年達到峰值，隨后保持穩步下降趨勢。公路運輸依舊是最主要的碳排放運輸方式，隨著新能源城市公交車輛、出租車和城市配送車輛占比穩步上漲，長沙市“公轉鐵”“公轉水”等運輸結構優化政策的實施、貨車節油減排技術的應用等，營運性公路運輸碳排放增幅穩步下降。2030 和2035 年營運性公路運輸碳排放量為425.75 萬噸和443.72 萬噸，相比于基準情景分別下降9.16%和10.4%。得益于新能源公交車、出租車的快速普及，特別是純電動公交車和新能源網約出租車的大幅應用，城市客運碳排放量大幅下降，2035 年達到11.52 萬噸，較基準情景下降約62.85%。

到2035 年，運輸結構調整、能效提升、新能源應用三類措施的減排效果相比于基準情景，分別能夠貢獻29.89 萬噸、16.71 萬噸、24.61 萬噸的減排量，減排貢獻占比分別為42%，23.5%，34.6%，能效提升和新能源應用的貢獻率穩步上升。

3.2.3 交通強化低碳發展情景

強化低碳發展情景下，長沙市交通運輸領域碳排放總量2030 年左右達峰，碳排放量達到854.23 萬噸，其中公路水路交通運輸行業（私家車除外）和私人乘用車碳排放量分別達到425.42 萬和428.81 萬噸，占比分別達到49.8%和50.2%。“公轉鐵”運輸結構優化政策力度將進一步加大，清潔能源車輛、電動車輛、貨車節油減排技術推廣速度進一步加快，營運性公路運輸二氧化碳排放量增速將穩步下降，2035 年達到397.48 萬噸CO2，私人乘用車新能源占比穩步上升，2035 年私家車碳排放量為352 萬噸。強化低碳情景下，隨著新能源車公交、出租的大幅推廣應用，特別是2035 年城市公交和網約出租車中新能源車占比分別達到100%，城市客運碳排放量大幅下降，2035 年達到2.5 萬噸CO2。

到2035 年，運輸結構調整政策減排效果減弱，能效提升和新能源應用減排效果逐步增長，相比于基準情景，分別能夠貢獻68.83 萬噸、26.18 萬噸、31.56 萬噸的減排量，減排貢獻占比分別為54.4%、20.7%、24.9%。

4 結語

本研究構建了基于長沙市交通運輸與經濟、能源、環境仿真集成模型，并通過設置基準情景、低碳情景和強化低碳情景，對長沙市2021—2035 年交通運輸領域碳排放的趨勢進行了預測。結果顯示，基準情景、低碳發展情景、強化低碳情景三種發展情景下，長沙交通運輸碳排放預計于2035 年、2032 年和2030 年達峰，峰值分別為1020.90 萬噸、909 萬噸和854.23 萬噸。本研究進一步定量模擬了三種情景下運輸結構調整、能效提升、新能源應用三類措施的減排效果，結果發現，到2035 年，運輸結構調整的減排貢獻最大，其次是新能源推廣與應用。

基于以上研究結果，長沙市交通運輸領域未來的減排重點為推動運輸結構調整、降低公路領域碳排放及推動新能源汽車的推廣應用，從而降低貨車及私家車的碳排放。