“雙碳”目標下城市交通減排路徑研究*

潘自翔, 李薇, 肖嬌妍

(1.湖南醫藥學院, 湖南 懷化 418000;2.長沙理工大學 交通運輸工程學院, 湖南 長沙 410114)

“雙碳”目標是中國為應對全球氣候問題向世界許下的承諾,碳達峰與碳中和的目的都是限制碳排放。城市交通作為交通運輸領域的主要CO2排放源之一,具備2030年碳達峰調控可能性,如何在滿足城市居民出行需求的同時滿足“雙碳”目標對城市交通減排的要求是亟待解決的問題。

國外學者較早開始研究城市交通減排策略,研究方法集中于計算機仿真、實證分析和計量經濟學模型,Parry I. W. H.等運用福利經濟理論研究了公共交通補貼對城市交通減排的有效性[1];Jochem P.等構建交通減排政策的多智能體(包括家庭、運輸企業和貨主等)仿真模型,以德國為例評估了不同交通政策的減排效果[2];Pooja S.等從社會、經濟和環境角度對城市交通減排進行分析,提出了大力發展公共交通、減少高能耗車輛使用等城市交通可持續發展策略[3];Hickman R.等建立城市交通碳排放仿真模型,模擬采用低排放車輛、定價制度、公共交通等政策的效用,指出要實現CO2減排目標需要在廣泛的政策機制中采取更有效的措施[4]。國內學者對控制城市客運領域能源消耗和CO2排放也進行了較多研究,胡曉偉等將城市交通能耗與排放系統劃分為人口、經濟、私家車、公共交通、物流與貨運、交通基礎設施、能源消耗與排放7個子系統,利用系統動力學原理構建城市交通減排治理決策模型,并以哈爾濱市為例進行了策略仿真[5];朱長征等測算了2000—2019年中國交通運輸業碳排放水平,并分析了碳排放的主要影響因素,建立了拓展的STRIPAT模型[6];韓博等建立符合中國民航特征的大氣污染物與CO2排放綜合預測模型,對2019—2050年民航CO2、NOx排放量進行分析,并對其減排協同效益進行了評價[7];胡榮等運用改進的ICAO方法測算了2019年機場航空器碳排放量,采用情景分析與蒙特卡洛模擬方法預測了廈門機場航空器碳排放達峰可能性與影響因素[8]。也有學者對交通領域CO2排放的影響因素進行了分析[9-15],并對交通能源消耗與碳排放進行了測算[16-22]。現有文獻鮮有以城市交通場景為研究對象,缺乏對城市交通減排的策略框架研究,對影響中國城市交通碳排放總量的主要影響因素尚不完全清晰,對城市交通減排路徑的實現缺乏深入分析。本文研究城市交通的減排策略和路徑,助推“雙碳”目標的落地與實現,發掘高效的城市交通減排機會,提高城市交通減排的針對性。

1 城市交通領域減排思路分析

“雙碳”目標要求交通行業大力減排,并推動城市客運發展向低碳出行模式轉變。交通運輸領域存在多個分場景,目前航空和海運場景與區域交通場景2030年碳達峰面臨不確定性,實現難度較大。而城市交通場景具備2030年碳達峰調控可能性,主要表現在:公交車、出租車發展規模基本穩定,綠色出行體系逐步建立;交通需求管理(TDM)政策成效顯著;軌道交通、公交車、巡游出租車行業將能實現“零排放”。

2019年中國碳排放量為101.7億t,其中交通運輸、倉儲、郵政行業碳排放量約占9.01%。城市交通領域碳排放總量較高,占城市碳排放總量的20%～60%。城市交通涉及公交車、出租車、私家車等多個細分場景,其中私家車和巡游出租車的碳排放量最高。

中國城市正在加劇擴張,汽車保有量持續增長,城市出行空間范圍逐漸擴大,居民平均出行距離越來越長,同時居民更傾向于選擇小汽車出行,部分城市公共交通出行比例小,導致城市出行結構逐漸失衡。汽車的碳排放量比集約交通工具的碳排放量高,且其碳排放量隨著出行者出行距離的增大而增大,加劇了碳排放的增長。影響城市交通碳排放總量的主要因素為城市居民出行距離、交通出行結構、交通工具的能源結構。

2 城市交通領域減排策略框架

根據城市交通減排思路,從“量”和“質”兩方面入手構建城市交通領域減排策略框架,歸納為量的控制、量的優化、質的轉變(見圖1)。

圖1 城市交通領域減排策略框架

3 城市交通領域“雙碳”目標實現路徑

3.1 實現路徑一:優化空間結構

通勤交通是城市居民生活的重要組成部分,目前中國諸多城市出現市內超遠距離通勤現象,解決城市通勤問題的根本辦法是職住平衡。根據《2021年度中國主要城市通勤監測報告》,居民通勤出行距離隨著城市空間結構的擴張越來越長(見圖2、圖3)。圖2也顯示了中國各城市的萬人單程通勤交通碳排放量,反映了部分大城市職住空間對碳排放的影響。從圖2可看出:超大型城市的職住分離度為4.2 km,萬人單程通勤交通碳排放量為7.0 t;特大城市的職住分離度為3.9 km,萬人單程通勤交通碳排放量為5.7 t;Ⅰ型大城市的職住分離度為3.3 km,萬人單程通勤交通碳排放量為5.4 t;Ⅱ型大城市的職住分離度為3.6 km,萬人單程通勤交通碳排放量為4.6 t。通勤出行總量固定存在使長距離出行總量越來越大,須從上位規劃(城市群發展戰略規劃、城市國土空間總體規劃等)的角度優化空間結構、集約城市建設用地、均衡功能布局,從而減少城市長距離通勤出行總量,降低碳排放量。

圖2 2020年中國主要城市的職住分離度

圖3 2020年中國主要城市的萬人通勤交通碳排放

職住平衡是指在一定地域范圍內職工數量與住戶數量保持平衡狀態,大部分居民可就近工作,大致實現居住與就業的平衡。職住平衡的3個層次見圖4。

圖4 職住平衡的3個層次

采用數量的測量方法對職住平衡度進行測量,推測某地區職住平衡度大小。職住平衡度在數量上的平衡是指在給定地域范圍內就業崗位數量和居住單元數量相等,即每個家庭只有一個人工作,如果存在雙職工家庭,就要根據其數量進行修正。就業-居住比例λ為在給定區域范圍內就業崗位數量與家庭數量之比,若λ值為0.8～1.2,則該地域職住是平衡的。

綜上,城市交通減排實現的第一條路徑是優化空間結構,減少長距離出行總量。措施包括集約城市建設用地、均衡區域功能布局、實施TOD(以公共交通為導向的開發)模式、大力推行未來社區。

3.2 實現路徑二:優化出行結構

交通出行結構是城市交通系統中不同交通方式所承載的出行量的比例。目前部分城市小汽車保有量過大,城市低碳交通方式占比較小。城市內其他出行方式單位客運周轉量碳排放相對于小汽車的減排率見表1,不同出行方式的單位人公里碳排放量見圖5。從表1、圖5來看,低碳交通方式對減少城市碳排放具有重大推動作用。須優化出行結構,推動居民出行由高碳的小汽車向低碳的公共交通甚至零碳的慢行交通轉移。

表1 不同出行方式單位客運周轉量的碳排放相對于小汽車的減排率

圖5 不同出行方式的單位人公里碳排放量

出行距離是影響居民選擇交通方式的重要因素,對于不同出行距離的居民可采取TDM、TSM(交通系統管理)等手段進行精細化差別引導,在滿足城市居民出行需求的同時,促使城市交通減排。不同出行距離下各出行方式的精細化差別引導見圖6。

圖6 不同出行距離下各出行方式的精細化差別引導

綜上,實現城市交通減排的第二條路徑是優化出行結構,減少對高碳出行方式的依賴。措施包括鼓勵綠色低碳出行、出行方式精細化差別引導。

3.3 實現路徑三:優化能源結構

機動車能源結構轉型是促進城市交通減排的核心,也是最具潛力的策略。要實現2030年碳達峰,首先依靠能源體系的去碳化,而能源體系的去碳化依靠新能源汽車的儲能,用新能源汽車帶動新能源革命。

為促進新能源汽車的發展,2020年11月2日,國務院辦公廳印發國辦發〔2020〕39號《新能源汽車產業發展規劃(2021—2035年)》,要求到2025年新能源汽車新車銷售量達到新車銷售總量的20%左右,2035年純電動汽車成為新車銷售的主流。

作為新能源汽車的代表,純電動汽車是現代汽車技術、新能源、電子計算機智能控制等高新技術的集成產物,它在運行使用過程中不產生CO2,具有環保無污染、高能效、運行成本低的優點。純電動汽車的出現及普及不僅能使汽車產業擺脫過度依賴石油的局面,同時可降低CO2排放量,減排效果顯著。

目前各城市電網容量與能源補給基礎設施僅能保障一定量級的新能源汽車能源補給需求,為滿足用戶使用需求,推動新能源汽車從小規模應用到大規模應用轉變,應重視能源補給設施的規劃與建設,提升各城市電能供給和電網容量,加強充電設施建設。

綜上,實現城市交通減排的第三條路徑是優化能源結構,減少交通工具的碳排放量。措施包括車輛全面電動化、能源補給設施配套。

4 “雙碳”目標下交通類規劃指標指引

《國家綜合立體交通網規劃綱要》明確了國家綜合立體交通網將是國家交通基礎設施最高層次的空間網絡,是綜合交通運輸體系的基礎。在這種背景下,各城市都在抓緊制定城市綜合交通規劃、公共交通專項規劃、行人與非機動車專項規劃、停車系統規劃、貨運交通規劃、5年交通發展規劃、交通設施選址(選線)專項規劃、綠色交通發展規劃等交通類規劃,以建立滿足城市現代化目標的交通體系。

根據上述城市交通減排路徑,在制定城市(城鎮)交通類規劃時應基于區域特點、規劃內容等將出行方式分擔比例、公共交通出行比例、單位人公里CO2排放量、出行時耗分布、新能源車比例等指標作為重要規劃指標,以貫徹綠色低碳發展目標。部分交通類規劃指標指引見表2。

表2 “雙碳”目標下部分城市交通類規劃指標指引

為將表2中建議規劃指標落實到位,可引入城市交通碳排放評價,建立城市低碳交通評價指標體系,精確掌握城市交通減排效果,促進城市交通碳減排。

5 結語

“雙碳”目標下,通過一些針對性強的政策和措施促進城市交通領域減排迫在眉睫。雖然各城市的交通特點不同,但城市內部的職住平衡、出行結構、車輛能源結構仍然是實現城市交通減排的關鍵,各城市應探索適合區域特點的多模式客運低排放的交通組成,多方面、全方位、全周期地調控城市交通碳排放量,促進城市交通綠色低碳發展。下一步將研究城市低碳交通評價指標體系,以更好地評價城市交通減排效果。