北京市交通运输业碳排放及减排情景分析

柯水发等

摘要

在可持续发展的宏观背景下，节约有限物质和能量资源，减少废弃物和环境有害物的排放是环保、低碳的前提，而交通运输业是降低碳排放量的重要领域。因此，微观层面梳理北京交通运输业发展及碳排放状况，并分析其减排潜力，对于促进北京市的低碳发展同样具有积极意义。论文阐述了2001-2011年北京交通运输业发展状况，并对2005-2011年北京市交通运输能源消费而产生的碳排放量进行了测算。从各类消费能源的碳排放量的动态变化得出：煤油的碳排放量是北京市交通运输碳排放量的最主要来源。进而基于交通运输的能源使用结构、道路调控政策措施、不同交通方式结构等视角，采用情景分析方法，依次设置低度、中度和高度三种情景模式，对北京市交通运输业的碳减排情景进行了比较分析。研究结果表明：①北京市交通运输业持续发展，多元化复合型的交运网络日趋完善；②北京市交通运输的能源消耗所产生碳排放量不断增长，主要原因是大量煤油和柴油能源的耗用；③通过改变交通运输的能源使用结构可以有效调减北京市交通运输业的碳排放量。基于全文分析得到如下启示：①北京市交通运输碳排放在未来十年具有较大的减排空间，降低煤油、柴油在能源消费总量中所占比例，提高天然气、电力在能源消费总量中所占的比例，将有助于减少碳排放的总量；②小汽车对于整个城市交通系统能源消耗量的边际效应远远大于其他的交通方式；③北京市机动车申购摇号制度、机动车尾号限行措施以及对新能源汽车的大力推广是控制小汽车快速增长，减少其能源消费量和碳排放量的必要政策手段。在城市的发展过程中，公共交通具有节地、节能以及环保的优势，应该大力倡导公共交通，加大城市公共交通的投入力度，使得人们更多地选择公共交通出行，从而达到节能减排的目的。

关键词交通运输；碳排放；情景分析；北京市

中图分类号X24文献标识码A文章编号1002-2104（2015）06-0081-08doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2015.06.012

交通运输业是我国国民经济的基础产业之一，它是社会经济活动中人流和物流的纽带。交通运输业的快速发展一方面为我国经济和社会的发展提供了强有力的支持。另一方面也带来了许多负面效应，如碳排放、环境污染、交通阻塞等。北京市作为我国交通运输枢纽的核心地带，可以说是我国交通运输发展的晴雨表[1]。由于北京特殊的地理位置、持续增长的社会经济和人口数量，交通运输得到了持续发展，但同时北京市的交通拥堵和雾霾问题也深深地影响了首都居民生活质量。文献研究表明，前人有关交通运输碳排放的成果较多[2-6]，但针对北京市交通运输碳排放问题的系统研究较少。因此，梳理北京交通运输业发展及碳排放状况、并分析其减排潜力，对于促进北京市的低碳发展具有重要的积极意义。

1北京市交通运输业发展现状

1.1运输总量的发展状况

自21世纪以来，北京市交通运输业走上了高速发展的道路，客运量、旅客周转量和货物周转量都进入了显著增长阶段。2011年底，北京市客运量和旅客周转量分别为145 773万人 km和15 286 501万人km，2001-2011年期间年平均增长率分别达到20.56%和16.01%；2011年底，北京市货物周转量为6 169 272万t·km，在2001-2011年期间年均增长率为6.92%。但是在2001-2011年期间，北京市货运量基本保持不变，甚至减少（表1）。

2001-2011年期间北京市地区生产总值与旅客周转量和货物周转量增长趋势基本保持同步，北京市地区生产总值基本呈现出稳定增长的状态，尤其是2004年以后，增长速率又有所加快。北京市客运周转量的发展大致分为两个阶段，2006年之前处于波动增长的状态，2006年后呈现出稳定增长的态势。北京市货物周转量的发展大致经历了三个阶段，2001-2005年总体呈现快速增长的态势；2005-2009年货物周转量呈现平稳波动状态；2009-2011年又表现出快速增长的势头。

1.2不同运输方式结构变动状况

不同的运输方式的能源单耗也有所不同，运输结构的变化，对交通运输部门能源需求影响很大。对运输方式结构的分析，可以更好地了解未来不同运输方式在交通运输部门中所处的地位。据统计分析，北京市铁路的客运量和货运量的比重均呈现下降的趋势，然而北京市公路、民航和管道运输的比重呈现上升的趋势。与2001年相比，2011年北京市铁路的客运量和货运量比重分别下降了14.4%和2.6%。而同期，公路客运量和货运量的比重分别增长了14.1%和2.2%；民航客运量和货运量的比重分别增长了0.3%和0.4%；管道的货物运输量比重从2001年的1.9%提高到2011年的8.3%，呈现出快速增长的态势。这表明，北京市公路客货运量发展速度大大快于铁路。民航客货运量所占比重提升较少，但是2011年北京市民航客户运量分别是2001年的5.6倍和3.5倍，可以说民航客货运量实现了飞速的发展，这与北京市经济水平的发展是密不可分的。

纵观2001-2011年，北京市公路运输仍占重要的地位，2011年北京市公路客运量和货运量比重分别为89.1%和93.9%。铁路同期只占6.7%和5.6%；民航的同期指标只有4.2%和0.4%。2008年北京市公路客货运量的比重呈现急速上升，主要是因为，自2008年开始，北京市交通运输部门根据《公路水路运输量专项调查方案》调整了客货运输量的统计口径，调整后增加郊区道路客运、“9”字头公交车和出租车的运输量。另外，2008年北京奥运会的举办无疑成为公路运输量快速增长的驱动力，2008年8月8日到20日，北京市164个主要旅游景区（包含奥林匹克森林公园）累计接待游客480万人次，主要都是采取公路出行方式。

1.3不同运输方式运输量演变状况

随着北京市经济的快速发展以及居民收入水平的显著提升，人们对交通运输的需求也不仅仅停留在出行这个层次上，而是追求高效、快捷、舒适不同层面上，因而不同运输方式所承担的客货周转量的增长水平也出现了较大程度上的差别。随着人们生活水平的提高及其节奏的加快，一些舒适方便运输方式使旅客运输周转量增长速度比较快。北京市民航和公路的客运周转量有大幅度的提高，而一些铁路这类传统部门的客运周转量增长势头明显放缓，基本保持稳定状态。

自2001年以来，民航客运周转量出现了飞速发展的态势，民航客运作为速度最快、效率最高的运输方式，随着北京市打造国际都市概念的提升，无论是国际航空还是国内航空，成为客运周转量增长的动力来源。2001年民航客运周转量为2 255 649万人km，2011年为11 163 237万人km，年均增长速度达到15.6%。公路运输本身具有方便、快捷的特点，特别是随着我国高等级公路的建设力度的加强，北京市公路客运周转量也呈现快速增长。2001-2011年，公路客运周转量年均增长速度为17.2%，公路运输方式已经成为北京市客货运输的主导方式，所占比重均高达90%左右。

对于货物运输来说，铁路货运主要承担大宗货物，以煤炭、矿建材料、石油、木材等为主，由于我国资源分布不均，客观形成了生产地和消费地距离较远，造成大宗货物运输距离较长。因此，无论对于任何地区，铁路货运周转量依然保持稳定增长态势。自2001-2011年，北京市铁路货运周转量年均增长率为3.3%。管道运输作为一种特殊的运输方式，主要运输原油、油品和天然气，随着西气东输工程的实施，北京市汽车保有量和用油量的快速增长，管道运输周转量增长趋势非常迅猛，在2001-2011年间，年均增长速率达到109%。

通过以上分析，可以得出北京市交通运输的几个特点：1北京市运输结构处在以公路为主，铁路和民航等方式各展所长的阶段。2就客运量来说，公路的竞争对手为民航运输量的快速增长。3就货运量来说，公路的竞争对手为管道运输量的快速增长。4随着经济快速发展，民航客运周转量快速增长。5铁路依然是长途货物运输的主要方式，管道运输呈现快速增长趋势。

2北京市交通运输业碳排放分析

2.1北京市交通运输业能源消费量分析

交通运输能源消费碳排放是指在交通运输过程中，由于能源消费导致的温室气体的排放[7]。本文根据北京市统计年鉴历年交通、仓储及邮政的能源消费量数据对北京市交通运输能源消费碳排放量进行估算。具体的估算公式为：

C=∑ni=1Ei×Ki×Fi（1）

式（1）中：C为交通运输能源消费碳排放量；Ei为第i种能源消费量；Ki为第i种能源的单位换算成标准煤能源消费（万t），i=1，2，……，8，分别为煤炭、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油气、天然气、热力和电力；Fi为第i种能源的碳排放系数（万t/万t），i=1，2，……，8，分别为煤炭、汽油、煤油、柴油、燃料油、天然气、热力和电力。

本文的能源消耗数据来源于《北京市统计年鉴》。能源单位转换为标准煤时采用了2008年《中国能源统计年鉴》给出的标准转换指标，煤炭、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油气、天然气、热力和电力转换标准煤分别为0.714 3，1.471 4，1.471 4，1.457 1，1.428 6，1.714 3，12.29，0.034 12和1.229。

通过表2计算出煤炭、汽油、煤油、柴油、燃料油、天然气、热力和电力通过折算称标准煤后的能源消费量。从表2中，在整个时间段内，能源消费总量由2005年的528.525 1万t标准煤增加到2011年的1 020.892 6万t标准煤，增长近1.93倍，年均增长率为23.7%。整体演变过程表现为两个阶段：2005-2008年为快速增长阶段，这一期间，增长了1.71倍，年均增长率为14.4%。2008-2011年后，为平稳增长阶段，增长速度呈现趋势。涨幅为116.623 5万t标准煤，年均增长率为3.1%。

从各类消费能源的能源消费量动态变化来看，煤油在交通运输过程中是最大的能源消费来源，占到北京市交通运输业能源消费总量的50%以上。其次，柴油、电力和天然气的能源消费量都呈现上升趋势。天然气、新能源电驱动车、轨道交通的推广使用，很大程度上减轻了北京市交通运输业能源消费总量快速增长的态势。与此同时，随着产业升级，能源更新换代，煤炭、汽油和液化石油气逐渐被新型能源所替代，其能源消费总量呈现出下降的趋势，对北京市交通运输业能源消费总量的减少做出了不可替代的贡献。

2.2北京市交通运输业碳排放量分析

在计算碳排放量时，只计算能源的终端消费量，而不计算加工转换过程以及运输和分配、储存过程中的损失量，另外，电力和热力的碳排放按供热投入能源计算，也不再计算能源终端消费部门热力碳排放。碳排放系数参照了2006年国家发改委能源研究所和《国家温室气体排放清单指南》给出的指标，计算得出北京市2005-2011年交通运输能源消费碳排放总量煤炭、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油气、天然气、热力和电力分别为0.755 9，0.553 8，0.571 4，0.592 1，0.615 8，0.504 2，0448 3，0和0。

北京市碳排放量由2005年的279.533 8万t增加到2011年的527.994 9万t，增长近1.89倍，年均增长率为9.5%。整体演变过程表现为两个阶段：2005-2008年为快速增长阶段，这一期间，增长了1.66倍，年均增长率为

13.5%。造成这一现象最根本的原因是北京市经济的快速发展，使人们对交通运输需求大幅提升；2008-2011年后，为平稳增长阶段，增长速度呈现平稳趋势。涨幅为65.022 0万t，年均增长率为3.3%。2008年后，随着北京产业结构升级、奥运会“绿色北京”下绿色出行理念的提倡，碳排放量迅速扩张的态势有所减缓，年均增长率也大幅度下降。

从图1不难发现，北京市交通运输能源消费碳排放增长的主要原因是大量煤油和柴油能源的耗用，但是从2008年后开始，柴油的增长速率都有所减慢，同时煤炭和汽油的碳排放量都有所下降，主要原因是天然气在交通运输行业的开始使用，抵消了一部分柴油、汽油等能源的消耗量，进而减少了碳排放量。其次，北京市碳减排工作的大力推进，带动了各种节能减排技术方法的有效实施，也在很大程度上推动了北京市交通运输碳排放量的减少。随着能源结构的不断优化及节能减排技术转化为生产力的速度加快，北京市交通运输能源消费碳排放量增长速率存在进一步减小的空间。

从各类消费能源的碳排放量的动态变化可以看出，煤油的碳排放量是北京市交通运输碳排放量的最主要来源。2005-2011年间，煤油的碳排放从158.936 9万t增长到352.571 9万t，增长了2.2倍，年均增长率为12.1%，超过北京市2005-2011年交通运输碳排放总量的年增长率。其次，柴油和天然气的碳排放量都呈现上升趋势。柴油碳排放量的动态变化和总量变化基本保持一致，也经历了两个阶段，2005-2008年是快速增长阶段，2008-2011年碳排放量增长速度大幅度下降。天然气的推广使用，很大程度上减轻了北京市交通运输碳排放量快速增长的态势，天然气的碳排放量要远远低于煤炭和煤油的碳排放量，天然气正成为符合国际需求的能源品种。与此同时，煤炭、汽油和液化石油气的碳排放量呈现下降趋势，尤其是煤炭的碳排放量在整个时间段内减少27.2%。

3北京市交通运输业减排情景分析

3.1基于能源消费结构的碳减排情景分析

以北京市交通运输业各类消费能源结构优化为出发点，在现有的消费能源结构的基础上，本文将采用情景分析的方法[8]，对北京市交通运输业消费能源结构进行合理的假设调整和不同情况的模拟，来考察不同情况下北京市交通运输业各类消费能源的变化情况，以及最终碳排放量的变化情况。以北京市交通运输业2011年能源消费总量为1，设置三种情景模式进行比较。

情景1：低度减排情景。该情景假定2013-2023年期间，煤油能源消费量占交通运输业能源消费总量比重下降3%；柴油能源消费量占交通运输业能源消费总量比重下降3%；天然气能源消费量占交通运输业能源消费总量比重提高3%；电力能源消费量占交通运输业能源消费总量比重提高3%。

情景2：中度减排情景。该情景假定2013-2023年期间，煤油能源消费量占交通运输业能源消费总量比重下降5%；柴油能源消费量占交通运输业能源消费总量比重下降5%；天然气能源消费量占交通运输业能源消费总量比重提高5%；电力能源消费量占交通运输业能源消费总量比重提高5%。

情景3：高度减排情景。该情景假定2013-2023年期间，煤油能源消费量占交通运输业能源消费总量比重下降10%；柴油能源消费量占交通运输业能源消费总量比重下降10%；天然气能源消费量占交通运输业能源消费总量比重提高10%；电力能源消费量占交通运输业能源消费总量比重提高10%。

北京市交通运输业碳减排总量为各种减排途径导致碳排放减少量的总和，根据上文的情景设定，将不同情景下各类能源消费比例和碳排放量比例（以2011年为基准）进行重新测算，最终得到三种不同情景下碳排放总量的情况如表3所示。

在情景1低度减排情景下，北京市交通运输业的碳排放量降低了4.14%；随着能源技术的进步，运输结构的优化，各减排措施如果按照中度减排的情景2发展，则交通运输部门碳排放量可降低6.91%；针对北京交通运输部门的减排压力，若能采取更大力度的减排措施，也就是说达到在情景3设定的高度减排情形，碳排放量可以降低13.82%，也就是减排72.984 9 万t碳排放量。

3.2基于道路交通调控的碳减排情景分析

3.2.1北京市道路交通调控政策

2011年伊始，市委市政府便着手实施《北京市“十二

五”时期交通发展建设规划》和年初出台的《北京市人民政府关于进一步推进首都交通科学发展，加大力度缓解交通拥挤工作的意见》（即28条），交通拥堵势头得以有效遏制，为“十二五”交通发展进程开了个好局。

随着北京市实施小客车总量控制措施，机动车保有量增长速度明显放缓，2001年至2011年底全市机动车保有量分别为169.9，189.9，212.4，229.6，258.3，287.8，312.8，350.4，401.9，480.9，498.3万辆。 2011年比2010年底净增17.4万辆，增幅为3.6%，远远低于2001-2011年间10.3%的年均增长率，创2000年以来最低值。但是截至2011年12月25日，小客车指标申请个人仍有823 665个有效编码，市民对机动车的需求依然旺盛。

2011 年，公共交通出行比例稳步提升，小汽车出行比例首次下降。北京市居民各种交通方式出行构成中（不含步行），公共交通（轨道交通+公共（电）汽车）比例为42%（其中，轨道交通 13.8%，公共汽（电）车 28.2%），较 2010年底增长了 2.3 个百分点，增幅较大；小汽车出行比例为 33%，较 2010 年底下降了1.2个百分点；出租车出行比例 6.9%，较2010年底增长了0.2个百分点；自行车出行比例15.1%，较 2010年底下降了 1.3个百分点。

（1）机动车申购摇号政策。北京市从2011年1月1日开始实施机动车限购政策，即机动车申购摇号制度。随着限购政策的实施，北京私人汽车保有量的快速增长态势得到有效抑制。2013年度，北京市加大了对机动车总量的控制。在2013年年末，连续发布两条措施进一步削减机动车总量，并加大了对新能源汽车的配比数量。2013年11月，北京市政府办公厅发布《北京市2013-2017年

机动车排放污染控制工作方案》（简称机动车排放污染控制方案）任务分解表，自2014年起，北京小汽车摇号指标将从目前每年24万个缩水至15万个。其中，普通小汽车的“限购令”则将逐年收紧，到2017年每年非新能源车的配比量仅为9万辆。

紧随其后，2013年11月28日北京市交通委、公安局、发改委、科委等14个单位联合发布《〈北京市小客车数量调控暂行规定〉实施细则》（2013年修订，以下简称《细则》），2014年1月1日起实施。《细则》规定，从明年起到2017年，北京市增量小客车指标额度共60万个，从而使机动车保有量到2017年底不超过600万辆。