中国省域交通碳排放量的时空演变特征

黄甫兰

摘  要：为满足社会经济货物和旅客流通的需求，主要依赖化石燃料驱动的交通运输业成为中国碳排放量的重要来源。基于2010—2020年30个省区交通运输领域的能源消耗数据，通过交通能耗法测算中国和各省区的交通碳排放量，并分析其时空演变特点，结果表明：中国交通碳排放量始终处于高位运行，但增长速度放缓；从空间格局来看，由东部沿海地区向西部地区碳排放量逐渐降低，东南地区是碳排放量的重要来源。为实现交通碳减排目标，提出以下建议：优化交通运输结构，支持新能源运输产业发展，优先发展公共交通运输，推进智慧交通发展。

关键词：交通运输；碳排放量；时空演变；碳减排

中图分类号：F403.3    文献标志码：A

DOI：10.13714/j.cnki.1002-3100.2023.11.013

Abstract： To meet the needs of the social and economic circulation of goods and passengers， the transportation industry， which is mainly driven by fossil fuels， has become an important source of carbon emissions in China. Based on the energy consumption data of 30 provincial areas in 2010 to 2020， the transportation carbon emissions of China and the provinces are calculated using the traffic energy consumption method， and the results show： China's transportation carbon emissions are always at a high level， but the growth rate slows down; from the spatial pattern， the carbon emission from the eastern coastal region to the western region gradually decreases， and the southeast is an important source of carbon emissions. In order to achieve the target of carbon emission reduction in transportation industry， the following suggestions are put forward： Optimize the transportation structure， support the development of new energy transportation industry， give priority to the development of public transportation， and promote the development of smart transportation.

Key words： transportation industry; carbon emissions; spatial

-temporal evolution; carbon emission reduction

0  引  言

能源的快速消耗助力全球工業化快速发展，但也伴随着大量废气排放，全球变暖等生态环境问题逐渐受到关注。当前，中国经济已由高速增长转向高质量发展阶段，坚持绿色低碳的发展理念不仅是经济可持续发展的必然要求，更是关乎人民生存和生活质量的重要基础性命题。

交通运输是国民经济的脉络，承担着旅客流动和商品流通的职能，是社会能源消耗和碳排放的重要组成行业。随着中国工业化和城镇化进程的快速推进，为满足不断扩大的交通运输需求，公路、铁路、内河航道、航空和管道实现运营规模的扩张和服务质量的提升，社会客货运量及周转量快速增长。同时，交通运输、仓储及邮电通迅业的综合能源消费量由2000年的11 447万吨标准煤逐年增加至2020年的41 309万吨标准煤，增长了261%，约占社会能源消费总量的8%，是能源消费的重要行业①。同时，张诗清等[1]指出，中国交通运输业的二氧化碳排放量仅次于工业，是六大行业中的第二大碳排放行业，也是碳减排工作的重点领域。2019年中共中央、国务院印发《交通强国建设纲要》，提出分两阶段实现交通大国向交通强国的转变，其中，绿色交通是总体要求和发展目标之一，要“强化节能减排”、“倡导绿色低碳出行理念”，建设“绿色化水平位居世界前列”的交通强国。因此，研究交通碳排放与碳减排问题具有重要的现实意义。

中国地缘辽阔，受人口密度、经济发展水平和地形地貌等因素的影响，交通运输业的发展呈现明显的区域差异，碳排放量也具有一定的空间特点。因此，本文基于省域数据，通过能源消耗法核算交通运输业的碳排放量，把握其时空特点，并思考交通碳减排的可行措施。

1  研究现状

随着全球变暖问题受到广泛关注，碳排放与碳减排逐渐成为研究的热点问题。国内外测算交通运输领域碳排放量的方法有：交通能耗测算法、投入产出分析法和情景预测分析法[2]。其中，交通能耗测算法更科学合理，使用较为广泛[3-4]，其核心思想是基于能源消耗数据，通过能源的碳排放系数，测算出交通运输活动中二氧化碳的产生量。

导致交通碳排放量居高不下的因素可分为经济因素和能源因素。实现提高社会分工水平、推动产业集聚、构建高效的供应链和产业链等经济发展目标，要求交通运输业为大规模的货物流通和人口流动提供服务，因此产业规模扩大与转型升级、人口增长等会增加社会客货运需求，引起交通碳排放量的增加[5]。城市化率、客货运量、经济发展水平和汽车保有量等与交通碳排放量呈正相关[6]。能源因素则是从能源消耗结构来看，交通运输高度依赖煤炭、油类等化石燃料作为驱动力。为缓解交通领域碳排放量的增长，实现“双碳”目标，学者对交通领域碳减排展开研究。孙哲远和宋锋华[7]发现新能源汽车试点对有助于城市碳减排，且对周边地区具有正向空间溢出效应。李晓易等[8]的研究表明，公路运输是交通碳排放量的主要来源。因此，推动铁路、水路等基础设施建设，优化运输结构，推广新能源运输装备等是中国交通领域实现碳达峰和碳中和的重要举措。

2  交通碳排放量的计算

2.1  交通运输领域规模发展和能源消耗

交通运输服务于要素和产品的区域流动，对中国经济的加速增长发挥了重要作用。1978—2019年中国客运量、货运量分别增长了5.93、13.76倍，客运周转量、货运周转量均增长超19倍。改革开放释放了市场机制的发展潜力，交通运输供给能力由最初的落后于社会需求到逐步适应社会经济发展要求，再到实现畅通的旅客和货物流动。随着“6轴7廊8通道”国家综合立体交通网主骨架空间格局基本形成，2022年中国综合交通基础设施总规模、客货运周转量均位居世界前列，且拥有全球最大的高速铁路网、高速公路网②。

交通运输过程中可利用煤炭、油品及天然气等化石燃料资源作为能源动力，使用不同能源产生的动力值和二氧化碳量不同。其中，油品是交通运输主要的驱动能源，其消耗量不断增长。2019年中国交通运输、仓储和邮政业的油品消耗量共22 099.75万吨，是2010年的14 709.86万吨的1.5倍。煤炭能源发挥一定的补充作用，但使用量逐年降低，2019年交通的煤炭消耗量為282.61万吨，为2010年639.23万吨的44%。天然气能源消耗上升较快，2019年为274.62万吨，比2010年增长了245%。

近年来，随着新能源汽车的技术进步和产业发展，电力等低碳能源开始替代传统化石燃料，且地位有所上升。2020年交通运输业利用电力能源1 751亿千瓦时，是2010年735亿千瓦时的2.38倍。当前中国面临运输需求高位运行和绿色生态发展的双重压力，推动汽车产业转向清洁能源驱动，有助于优化能源结构、实现交通运输领域的“双碳”目标，降低社会碳排放量和对大气环境的污染。2010—2020年中国交通运输、仓储和邮政业能源消耗量如表1所示。

2.2  交通碳排放量的测算

基于2010—2020年中国30个省区③的面板数据，采用“自上而下”的交通能耗法测算碳排放量，计算公式和数据来源如下：

C■=∑■■E■*NCV■*CEF■*COF■*■                                    （1）

式（1）中，C■为需测算的i区域在t时刻的二氧化碳排放量，x为能源种类；E为能源的终端消费量，数据来源于《中国能源统计年鉴》；NCV为能源平均低位发热量，数据参考《中国能源统计年鉴》；CEF为碳排放系数，COF为能源的碳氧化因子，数据参考《2006年IPCC国家温室气体清单指南》。为更准确地衡量碳排放量，本文根据交通的能源消耗结构和数据的可获得性，选取更细化的8种能源种类，各能源的热值和碳排放系数如表2所示。其中，煤炭消费的主要组成为原煤，因此采用原煤碳排放信息对煤炭进行替代，由于IPCC中未直接提供原煤的碳排放数据，本文参考陈诗一[9]的研究获得。

根据表2，原煤的碳排放系数最大，表明在所需热值特定的情况下，使用煤炭能源产生的二氧化碳排放量更大。其次，交通运输使用的油类主要为柴油和汽油，二者的碳排放系数均较大，是碳排放量不断增长的重要因素。

3  交通碳排放的时空演变

3.1  时间趋势分析

2010年以来中国交通运输领域的碳排放量及其人均水平整体均呈上升态势，但其增长率呈下降趋势，表明交通领域的二氧化碳排放量大，减排任务较重，总量控制效应不明显，但增长得到一定程度的减缓。2010—2020年中国交通运输领域碳排放量及其增长率、人均碳排放量如图1所示。

在社会客货运需求不断增长的背景下，2010—2019年全国交通碳排放量由57 715.94万吨增长至78 264.69万吨（仅2013年有所下降），同时人均碳排放量由0.43吨/人增加至0.56吨/人；2020年受疫情冲击，社会客运需求大幅缩减，碳排放量略有下降。畅通的客流和物流是社会经济发展的基础保障，为满足不断增长的旅客出行、货运流通需要，中国交通运输业的规模逐年扩大，是碳排放量增加的主要推力。各地区依托重要交通枢纽，推动区域经济协同发展，社会分工日益细化，生产要素向产业集聚地汇集，产品转而流向广泛的消费市场，产业链和供应链的稳定发展创造了大量的交通运输需求。且随着生活水平的提高，居民倾向于选择更舒适便捷、个性化的出行方式，全国汽车保有量不断突破新高，2020年民用汽车拥有量约27 341万辆，比2010年增长了250%，其中私人汽车增长了309%。快速增长的民用汽车一方面消耗了大量的化石燃料，是公路运输二氧化碳排放量的重要组成；另一方面造成城市拥堵问题，使交通系统的运行效率和能源利用效率降低，碳排放量增加。

随着绿色发展理念的深入，低碳节能技术的发展及相关政策出台等，交通运输领域碳排放量的增长速度呈下降趋势，由2011年的8%降低至2019年的2%。绿色是五大新发展理念的重要组成，是高质量发展的底色。中国推动经济向绿色低碳的方向转型，交通领域的能耗结构和碳排放问题受到普遍关注。为缓解公路运输的燃油供需矛盾和碳排放增长压力，国家政策前瞻性地向新能源汽车产业倾斜，《节能与新能源汽车产业发展规划（2012—2020）》从低碳节能技术的突破和推广、新能源汽车产业化发展等方面推动交通运输产业转型升级，财政补贴为市场拓展提供有力支持。近年来，新能源汽车作为战略性新兴产业获得快速发展，但也面临技术创新不足、补贴政策退坡、缺乏国际竞争力等问题，产业规模及市场份额较低，对交通领域碳减排的贡献有限，表现为能源消费结构仍以传统化石燃料为主，碳排放量持续增长但增速逐步放缓。

3.2  空间格局分析

中国幅员辽阔，受人口密度、经济发展水平、能源禀赋、地形地貌等经济和自然因素的影响，交通运输业的发展及碳排放量也具有明显的区域差异。在空间布局上，中国交通碳排放量主要来源于东部沿海省份，整体呈东南部高值集聚、西北部低值集聚的特点，这与交通基础设施东密西疏的空间格局相似。

特别地，交通碳排放量的空间格局与人口密度的“胡焕庸线”有一定的相似性，近似选取新疆、西藏、宁夏、甘肃、青海与内蒙古等共6省份为“胡焕庸线”左侧，2010年、2020年左侧省份的交通碳排放量分别占全国的9%、7%，即东西部分布极不均衡，碳排放主要来源于东南地区。从四大地区的均值来看，东部地区交通碳排放量最高，中部地区增长最快，西部地区较低，东北地区则呈先增后降的趋势。广东、上海、山东、江苏等东部地区的对外贸易频繁，居民收入水平高，民用汽车需求大，拥有多个国际性、全国性综合交通枢纽城市，因此交通基础设施完善，是碳排放量的高值区。而青海、宁夏、甘肃等西部地区经济发展水平相对落后，交通基础设施密度小，为碳排放量的低值区。各省市交通运输领域碳排放量如表3所示。

4  推动交通运输领域碳减排的启示

4.1  优化交通运输结构

公路是中国主要的运输方式，其线路长度、通达性远超过其他运输方式，承担了中国主要的客运量和货运量。同時，货车和民用汽车也成为交通碳排放量的重要来源。随着高速铁路的发展，铁路运输的时限大大缩短，社会客运和货运开始由公路向铁路回流，但受铁路基础设施覆盖率的限制，对碳减排的贡献有限。基础设施的建设周期长，需要大量资金和劳动力投入，为加快推动“公转铁”、“公转水”，实现基础设施的适度超前发展，应着力加快相应的基础设施建设，完善铁路网络，提高铁路密度和通达度，加快建设港口码头，提高货物装载运输效率。

4.2  支持新能源运输产业发展

强化能源替代对交通碳减排的作用，支持新能源生产、运输装备及配套设施等方面的发展，推动运输产业发展与碳排放脱钩，并向绿色低碳转型。继续扶持新能源汽车产业发展，推广电力、氢能等低碳能源替代。新能源汽车产业具有技术和资金密集型的特点，产业发展要充分发挥龙头企业和产业集聚区的引领作用，发挥政府在顶层设计、财政支持、市场监管等方面的辅助作用，加快推进技术突破和市场开拓，做大产业规模，提升产业竞争力。建立健全交通电力、氢能补给及维修保养等配套设施，提高新能源交通运输系统的可达性和便捷性。

4.3  优先发展公共交通运输

倡导绿色低碳出行方式，提高公共交通运输能力和服务能力。根据《国家综合立体交通网规划纲要》，社会客运量仍将持续增长，平衡客运需求增长与碳减排目标，公共交通分流是优先选项。首先是发挥政府宣传作用，提高社会低碳环保意识，引导公众选择公共交通，缓解私人汽车过多引起的城市拥堵问题。其次是提高公共交通系统的覆盖率、运行效率，加强城市公共交通建设，构建快速公交、城市轨道等快速交通网络；健全城乡公共交通系统，提高公共交通出行的便捷性和舒适度。

4.4  推进智慧交通发展

数字化是引领新时代社会和经济发展的重要技术变革，智慧交通是提高交通网络运行效率的重要契机。推动基础设施的智能化升级，实现道路、交通等数据的收集和传输；借助互联网和大数据等技术，搭建交通运输信息的智慧平台；强化人才和科技支撑，实现智慧化交通监管、调度和指挥，缓解货运空载、城市拥堵等问题，提高交通系统运行效率和能源利用效率。

注：① 数据来源：《中国统计年鉴》。

② 资料来源：中国综合交通基础设施总规模位居世界前列。http：//www.gov.cn/xinwen/2022-11/03/content_5723912.htm。

③ 数据来源：《中国能源统计年鉴》，其中西藏、香港、澳门、台湾地区的数据缺失。

参考文献：

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[9] 陈诗一. 能源消耗、二氧化碳排放与中国工业的可持续发展[J]. 经济研究，2009，44（4）：41-55.