孔桂香+閆桂煥+許崇慶+賈述

摘要：交通在為城市發(fā)展做出巨大貢獻的同時，其占能源消費和碳排放比重不斷攀升，使城市發(fā)展面臨排放增加、環(huán)境污染等諸多問題。根據(jù)濟南市交通工具現(xiàn)狀、技術(shù)水平等變量建立LEAP模型，測算實施CNG＼LNG清潔能源計劃的減排潛力。結(jié)果表明：實施CNG＼LNG計劃到2030年可減少約1200萬噸CO2排放，約占未實施CNG＼LNG計劃交通行業(yè)排放的45%，減碳作用明顯。

關(guān)鍵詞：LEAP模型；低碳交通；碳排放；情景分析

中圖分類號：X24 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1003-8256.2016.05.009

0 引言

“低碳經(jīng)濟”最早由英國能源發(fā)展白皮書《我們能源的未來：創(chuàng)建低碳經(jīng)濟》提出，至此，能源消費和應對氣候變化已經(jīng)成為國際關(guān)注的焦點和研究的熱點。2014年中美達成溫室氣體減排協(xié)議，中國將在2030年左右碳排放達到峰值。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和城市化進程的不斷提高，交通運輸行業(yè)已經(jīng)成為化石燃料消耗的重點行業(yè)，是碳排放和大氣污染的重要來源之一。交通運輸行業(yè)節(jié)能減排已經(jīng)成為我國節(jié)能減排的重要領(lǐng)域，先后推出了低碳交通運輸體系、公交示范都市、綠色交通運輸試點等政策，加強交通領(lǐng)域節(jié)能降碳。因此，分析城市交通能源消耗和碳排放，測算低碳交通措施的減排潛力，構(gòu)建綠色、低碳交通運輸體系，研究如何使交通行業(yè)為城市的發(fā)展發(fā)揮更大的作用而不是加重城市環(huán)境的負擔，具有重要的實際意義。

1 交通對城市低碳發(fā)展的影響

交通行業(yè)對城市的發(fā)展具有重要的支撐作用，并且兩者息息相關(guān)、密不可分。過去30多年中國經(jīng)濟的高速發(fā)展、城市化的巨大跨越帶來交通工具、方式的不斷革新，同時，完善、便利、暢通的交通行業(yè)進一步促進了城市、經(jīng)濟的發(fā)展。另一方面，交通行業(yè)的發(fā)展、運輸車輛的增多也給城市帶來了諸多亟待解決的問題，比如汽車擁堵、尾氣排放、環(huán)境污染等一系列問題。

濟南市是一座重工業(yè)為主的城市，電力、熱力、鋼鐵、水泥、化工等高耗能行業(yè)較多，同時，交通行業(yè)迅速發(fā)展以及交通車輛不斷增加，交通占能源消費和碳排放總量的比重不斷增加，對低碳城市發(fā)展構(gòu)成巨大壓力和挑戰(zhàn)。據(jù)統(tǒng)計，2010年濟南市民用汽車保有量達67.15萬輛，載客汽車約占74.38；營運性車輛9.13萬輛，其中載貨汽車占絕大部分大約83.17%；公共交通營運車輛數(shù)量達到13106輛，其中公交車占32.34%，出租車占67.66%。2014年濟南市民用汽車保有量萬輛138.11萬輛，比2010年增長了85%。濟南市規(guī)劃的地鐵 2020年以后才能建成，隨著城市人口增加、生活水平提高，居民的出行率不斷提高，公共交通、私家車數(shù)量都會出現(xiàn)快速增長。濟南是國家的公交示范都市試點，著力于建設(shè)公交車站、樞紐等，完善公共交通體系，如何在優(yōu)先發(fā)展公共交通的過程中融入低碳元素對于濟南市實現(xiàn)公共交通低碳化意義重大。

隨著世界能源日益緊缺和環(huán)境問題日益凸顯，交通行業(yè)面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)；一方面石油資源緊缺，內(nèi)燃機的熱效率較低，實際汽車行駛的能量大約只占燃料燃燒的35～40%，目前汽車數(shù)量的不斷增加加劇了這一矛盾；另一方面汽車的大量使用加劇了環(huán)境污染，城市大氣中CO的82%、NOx的48%、THC（總碳氫）的58%和微粒的8%來自汽車尾氣。此外，汽車排放的大量CO2加劇了溫室氣體效應。在國家發(fā)展改革委員會制定的《天然氣利用政策》中，天然氣汽車被列為優(yōu)先發(fā)展用戶，鼓勵汽車采用天然氣可降低燃料成本和尾氣排放污染，減少對環(huán)境的破壞。

不同的發(fā)展背景下，對于交通行業(yè)的要求不盡相同。在可持續(xù)發(fā)展背景下，為降低交通擁擠、降低污染和能源消耗，提出通達有序、安全舒適、能耗和污染低三方面結(jié)合的“綠色交通”這一概念。綠色交通問題的研究始于1990年代初，進入21世紀以后，開始為全世界所關(guān)注。推行“低碳經(jīng)濟”背景下，交通低碳化其實就是在保證保證客運量的前提下，用碳排放強度低的交通方式替換碳排放強度高的交通方式，包括交通規(guī)劃組織、交通方式和交通能源等方面，使交通行業(yè)的發(fā)展具有低能源消耗、低污染和低排放的特點。宿鳳鳴、肖展欣等闡述了低碳交通的概念，低碳交通與綠色交通有很多共同之處，但是低碳交通更強調(diào)減少溫室氣體排放。本文在研究濟南市交通現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，建立LEAP模型，對政策規(guī)劃進行情景分析，測算相關(guān)政策減排潛力，并對濟南市交通低碳化發(fā)展提出相應的對策。

2 方法與數(shù)據(jù)說明

2.1 LEAP模型的選擇

LEAP模型是由瑞典斯德哥爾摩與美國波斯頓Tellus研究所共同研發(fā)的一種自下而上的能源-環(huán)境經(jīng)濟綜合模型，可以研究在經(jīng)濟、產(chǎn)業(yè)以及技術(shù)變革發(fā)生重大變化時，規(guī)劃中長期的能源及其對環(huán)境影響的各種方案。LEAP模型可以將非市場因素考慮進來，同時也能兼顧各種行業(yè)具體的技術(shù)進步，即使未來經(jīng)濟發(fā)展路徑、能效水平、以及技術(shù)進步等條件的認識不一致，也能綜合各種研究成果，模擬計算不同發(fā)展條件的情景。

2.2 LEAP模型的介紹

Leap模型包括兩個模塊，一個是終端能源需求模塊，另一個是能源加工轉(zhuǎn)換模塊。能源需求模塊根據(jù)需求部門的活動水平和各活動所對應的能源消費品種和能耗強度計算出該部門能源需求量。能源需求模塊也可以單獨運行，對能源需求進行預測分析。而能源轉(zhuǎn)換模塊通常需要和能源需求模塊一起運行，計算為了平衡能源需求模塊產(chǎn)生的二次能源需求（如電力、熱力等）而消耗的一次能源數(shù)量。能源轉(zhuǎn)換模塊通過一系列分支模塊對發(fā)電、煉油、制氣、采煤等進行建模，每個分支模塊包含一種或多種生產(chǎn)技術(shù)過程，如不同的發(fā)電廠類型、生產(chǎn)一種或多種能源產(chǎn)品。

能源消費和加工轉(zhuǎn)換是以能源消費的經(jīng)濟活動為中心，通過分析這些活動的發(fā)展水平，計算這些活動的終端能源需求，結(jié)合未來相應的技術(shù)過程變化，得到未來相應的終端能源需求。因此，LEAP模型的一項重要工作就是建立起描述現(xiàn)有技術(shù)狀況的參數(shù)和數(shù)據(jù)。這主要分為兩類，其一，建立在具體的技術(shù)過程上的能源消耗，需要對具體的用能過程進行技術(shù)分析，比如發(fā)電機組的發(fā)電效率，汽車的燃料效率。其二，建立在現(xiàn)有經(jīng)濟和能源統(tǒng)計數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的能源消耗，需要對行業(yè)部門的產(chǎn)品活動水平和相關(guān)的能源消耗的統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行分析，比如鋼鐵部門的產(chǎn)量和消耗的各種相應能源數(shù)據(jù)。為實現(xiàn)上述參數(shù)的錄入，需要參照現(xiàn)有的統(tǒng)計體系、政策規(guī)劃指標，依據(jù)目標研究部門的特點建立合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體系。

統(tǒng)計數(shù)據(jù)主要來自《濟南統(tǒng)計年鑒2011》、《山東統(tǒng)計年鑒2011》、《中國能源統(tǒng)計年鑒2011》等；代表性耗能產(chǎn)品的產(chǎn)量和單位產(chǎn)品的能耗數(shù)據(jù)，參考了很多企業(yè)調(diào)研數(shù)據(jù)、國家政府制定的行業(yè)發(fā)展規(guī)劃、標準等資料。交通部門中出行率等與人民收入水平相關(guān)，為了便于量化，取人均收入水平的增長率代表收入水平的增長率。統(tǒng)計年鑒中交通運輸部門的統(tǒng)計數(shù)據(jù)只包括了城市間營運車輛（客運和貨運）的數(shù)據(jù)，城市道路公共交通的統(tǒng)計數(shù)據(jù)在市政部門，私家車的數(shù)量在居民生活部門，本研究將城市間營運車輛和城市道路公共交通合計作為新的交通部門，而私家車的能源消耗放在了居民生活部門，即本報告中的交通運輸部門不同于統(tǒng)計年鑒。

通過鏈接模型中TED（Technology Environmental Datebase）數(shù)據(jù)庫中的IPCC用于計算減緩氣候變化的排放因子缺省值，計算每項能源活動和相應的能源技術(shù)對應的排放量。

3 實證分析

依據(jù)中國現(xiàn)行統(tǒng)計體系，統(tǒng)計年鑒中交通運輸行業(yè)只統(tǒng)計營運車輛的客運和貨運數(shù)據(jù)，大量非交通運輸企業(yè)的交通工具以及大量的社會非運營交通工具的燃油消耗沒有涉及，城市道路公共交通統(tǒng)計在城市公用事業(yè)，私家車數(shù)量統(tǒng)計數(shù)據(jù)在居民生活部門。為了保持數(shù)據(jù)的完整性和情景設(shè)置的合理性，將城市道路公共交通歸到交通運輸行業(yè)，私家車仍在居民生活部門考慮。

機動車輛是耗油大戶，燃油機動車的大量增加會導致更多尾氣和二氧化碳排放，污染環(huán)境。天然氣是優(yōu)質(zhì)清潔能源，天然氣汽車被國家列為優(yōu)先發(fā)展用戶，采用天然氣后可降低燃料成本和尾氣排放污染，對優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)、保護生態(tài)環(huán)境具有重要意義。選2010年為基準年，研究時間為2010-2030年，考慮了經(jīng)濟增長、人口規(guī)模變化、城鎮(zhèn)化率、技術(shù)進步與能效提高等因素。為了對比分析低碳政策的實施效果，設(shè)置基準情景，即充分考慮經(jīng)濟發(fā)展、人口增長、城鎮(zhèn)化、汽車能效水平提高等方面下計算的能源需求和溫室氣體排放。該情景中，延續(xù)現(xiàn)在需求和技術(shù)能效水平，并充分考慮未來需求增加和技術(shù)提高，但是并不考慮更具針對性的政策。參考《山東省壓縮天然氣（CNG）、液化天然氣（LNG）專項規(guī)劃》，結(jié)合濟南市實際，設(shè)置CNG＼LNG情景，測算該情景的能源需求和溫室氣體排放，對未來濟南市交通車輛使用燃料情況設(shè)置如表3-1。

交通行業(yè)實施CNG＼LNG計劃后，交通部門溫室氣體排放結(jié)果如圖3-1所示。

從圖3-1可知，實施CNG＼LNG計劃到2030年可約減少1200萬噸CO2排放，約占未實施CNG＼LNG計劃交通行業(yè)排放的45%，減碳作用明顯。

天然氣是優(yōu)質(zhì)的清潔能源，天然氣汽車的應用，不但降低燃燒成本，同時減少尾氣排放。目前，濟南市出租車幾乎全部改裝成天然氣，這為城市節(jié)能減排作出了較大貢獻。

4 政策建議

山東省一直致力于大力推廣應用清潔能源、新能源交通運輸工具，2014年天然氣汽車保有量達到9.5萬輛，制定出臺全國第一部省級高速公路服務區(qū)LNG加氣站建設(shè)專項規(guī)劃，為規(guī)范液化天然氣汽車的日常操作以及維修、監(jiān)測操作，還在全國率先制定實施LNG汽車地方應用標準，積極推廣高速公路服務區(qū)LNG加氣站建設(shè)。經(jīng)過模型測算，CNG＼LNG計劃的減排潛力對于濟南市低碳發(fā)展作用非常明顯，濟南作為山東省省會，應充分利用山東省大力推廣清潔能源汽車的優(yōu)勢，結(jié)合濟南市城市和交通發(fā)展特點，在公交交通領(lǐng)域鼓勵采用天然氣汽車，在市政、環(huán)衛(wèi)等公共市政行業(yè)車輛實行天然氣能源替換，積極推進公共交通用能清潔化，低碳化。在北部物流園區(qū)企業(yè)集中的地區(qū)開展應用試點，規(guī)劃建設(shè)LNG加氣站，完善加氣網(wǎng)點建設(shè)，鼓勵物流車輛使用天然氣。加快高速公路服務區(qū)LNG加氣站規(guī)劃建設(shè)，積極推進城際客運車輛使用LNG。

此外，在濟南省會城市群經(jīng)濟圈規(guī)劃的帶動下，濟南周邊區(qū)域城市將不斷對接融合，一體化程度持續(xù)增強，城際出行增加，應積極發(fā)揮城際交通方面軌道交通的力量。眾所周知，軌道交通在運力、效率、能耗和排放等方面具有極大的優(yōu)勢，在全省綜合交通網(wǎng)規(guī)劃的基礎(chǔ)上，積極打造以城際高鐵動車為主體的城際交通，實現(xiàn)城際客運出行由道路客運主導型向軌道交通主導型轉(zhuǎn)變。

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（責任編輯：張 萌）

Abstract： The transportation has made a contribute to the development of urbanization and its energy consumption and carbon emissions proportion of total rises continuously， which is facing the problems of rising emissions， environment and so on. Basing the transport and technology level， we built the LEAP model to measure the potential of the plan of CNG＼LNG to reduce CO2 emissions， and we got the result： It can reduce 12 million tonnes CO2 emissions， which is about 45% of the quantity of business as usual， and the carbon emissions， reduction effect is remarkable.

Keywords：LEAP model；Low Carbon Transportation；Carbon Emission；Scenario Analysis