昆明交通运输碳排放特征与问题解析

2011-06-23李中杰郑一新陈云波支国强张大为

中国人口·资源与环境 2011年1期

李中杰郑一新陈云波支国强张大为

(1．昆明市环境科学研究院，云南昆明650032;2．昆明低碳城市发展研究中心，云南昆明650032;3．云南高科环境保护科技有限公司，云南昆明650032)

碳排放作为全球升温的主要因素，正在成为国际社会面临的最严重的挑战。近百年来，地球气候正在经历以全球变暖为主要特征的显著变化，以CO2为代表的温室气体正随着全球经济的增长和能源的大量消耗而持续增加［1］。越来越严重的气候问题，函待世界各国协同解决，《京都议定书》、《巴厘岛路线图》等条约的制定，旨在限制温室气体排放［2］。2009年11月底，在哥本哈根气候变化大会前夕，中国向世界做出了负责任的承诺:到2020年我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%－45%。

根据国际能源署(IEA)的测算，全球交通运输在一次石油总消费量中所占的比例将从2005年的47%提高到2030年的52%。因此，必须大力发展低碳交通，实现城市交通的低碳化转型，改变传统的城市交通发展模式，促进城市交通及社会经济的协调、可持续发展［1］。

地处中国的西南部，云贵高原中部，全市面积21 011 km2，中心海拔1 891m。近年来，随着经济社会持续快速发展和城市化速度加快，昆明市机动化水平不断提高，与此同时也带来了交通能源消耗和二氧化碳排放量的急剧上升［3］。因此，在昆明开展交通领域的基础情况调查，摸清交通碳排放现状，对于昆明市的低碳交通建设，具有十分重要的意义。

1 昆明交通运输发展现状

昆明市是中国西部最重要的交通枢纽之一，是中国面向东南亚的国家一级口岸城市，中国面向西南开放的门户城市，交通十分便捷［4］。昆明市交通运输主要包括公路、铁路、航空、水运四种运输方式，其中客运和货运均以公路运输方式为主［4］。2008年，昆明市公路客运量为8085万人，占昆明市客运总量的80．38%，同年的铁路客运量和航空客运量占昆明市客运总量的11．20%和5．95%，而水路客运量最少，仅为2．47%;昆明市公路货运量是9 928万t，占货运总量的 77．67%，铁路次之，达到 21．34%，而水路、航空的货运量仅占货运总量0．93%和0．06%。

1．1 公路

截至2008年底，昆明市机动车拥有量达到96.81万辆，较上年净增8.83万辆，增幅为10.04%。其中，摩托车与小型客车是最主要的两类车型，全市小型客车保有量持续增长，2008年达到 37.47万辆，占机动车总量的38.70%，较上年增幅20.17%;而全市摩托车拥有量变化不大，2008年保有量为37.57万辆，占机动车总量的38.81%，较上年增幅仅为2.52%。

根据昆明市城市交通研究所对机动车(包括客车17 348辆，货车2 195辆，摩托车2 884辆)进行的抽样调查，通过统计分析得到昆明市各类机动车的出行特征。

1．2 铁路、航空、水路

昆明铁路局主要以准轨和米轨两种形式运行，拥有各型机车402台(其中内燃机车185台，电力机车217台)，配属客车1 023辆。其能源消耗主要分为柴油和电力两种，2008年共计消耗柴油40 458t，消耗电力82 261．6万kW·h。

表1 昆明市机动车出行特征

昆明巫家坝国际机场(KMG)，主要经营航空客、货运输业务。2008年，机场共起降172 574架次，其中以国内航线为主，占2008年起降总量的94%，航空3号喷气燃料消费总量为32．96万t。

昆明市水路运输主要分布在滇池等大型水体，客运、货运量都较小。2008年昆明市水运拥有客运船只数量50只，主要消耗燃料为液化石油气，以及部分柴油，全部船只年均能源消耗总量为194．15t。

2 交通领域碳排放估算

利用昆明市域范围内交通运输调查数据，应用现阶段掌握的相关模型参数及计算方法，估算昆明市2008年交通领域能源消费及碳排放量。

2．1 计算方法及参数

交通运输作为能源消耗领域，在此不考虑其能源生产环节等问题，各交通运输方式根据其自身特点分别计算。

2．1．1 公路

公路运输领域根据公路机动车类型、数量、年均行驶里程、二氧化碳排放系数等数据，估算昆明市公路交通运输方式能源消耗及碳排放总量［5］。计算公式如下:

式中，Qj——某种污染物j(二氧化碳)的排放总量，万t;

Pj——所研究年份第i类车的拥有量，万辆;

Mi——第i类车型的年平均行驶里程，km;

fij——第i类车型污染物j的单车排放因子;

n——研究年度内机动车的车型数;

10－6——换算系数。

现阶段，针对机动车二氧化碳排放标准还不全面，关于调查中收集的其他交通方式，进行车辆类型间的类比分析，以尽可能真实的反应昆明市机动车的二氧化碳排放量。

2．1．2 铁路、航空、水路

目前，能源消费碳排放计算方法及系数很多，国际上较为权威的计算方法为IPCC发布的碳排放计算指南，大多研究均以此为基础开展［6］。根据昆明市能源统计数据的特点，结合基础数据资料的可获得性，能源消费碳排放量根据IPCC碳排放计算指南，采用以下公式计算:

Bi——能源i的消费量，按标准煤计，单位104t;

Ci——能源 i碳排放系数，(104t/104tce);

n——能源消费种类，(104t/104tce);

i——第 i能源。

在交通领域碳排放计算过程中，铁路、航空、水路根据运输方式自身特点分别考虑:①铁路运输方式分为内燃和电动机车两种，内燃机车依据消耗能源(柴油)系数估算，电力机车根据昆明市电力结构情况(昆明本地校核系数)进行估算。②航空运输部分，根据昆明航空能源消耗总量，结合不同机型的燃料消耗及飞机离开昆明市域范围的平均时间进行估算。③水路运输部分，主要依据以上公式及参数进行估算。

2．2 交通运输碳排放估算

根据昆明市公路、铁路、航空、水路运输方式发展情况，对昆明市交通领域能源消耗及碳排放量进行估算、分析。2008年，昆明市交通领域共计消耗156．38万t标准煤，排放346．59万t二氧化碳。昆明各交通运输方式能源消耗及碳排放情况见图1。

从图1可以看出，昆明市公路交通的能源消耗及碳排放量均为最大，分别占到全市总量的80．15%和74．82%。其次为铁路和航空，铁路运输方式能耗和碳排放量分别占总量的10．23%和16．10%，航空运输方式分别占总量的9．59%和9．07%。而水路运输方式能耗和碳排放量最少，均占总量的0．02%。

根据相关统计数据，估算昆明市人均交通能耗及碳排放情况。2008年，昆明全市人均交通能源消耗为0．25吨标准煤/人，人均交通二氧化碳排放量为0．56吨标准煤/人。

3 碳排放问题解析

2000年以来，昆明市交通运输得到了迅猛发展，但同时也带来了交通能耗及二氧化碳等温室气体排放的上升，凸显了昆明交通运输发展过程中的一系列问题，主要有以下几个方面。

3．1 交通运输以公路方式为主

现阶段，昆明市主要包括公路、铁路、水运、航空等四种交通运输方式，其中无论客运还是货运，均以公路运输方式为主。2008年，昆明市公路客运量、货运量分别为8 085万人次和9 928万 t，约占昆明市客、货运总量的80．4%和77．7%;铁路次之，而航空和水路较少。

图1 2008年昆明交通运输能源消费机碳排放情况

3．2 交通能源消耗结构单一，碳排放以公路机动车为主

2008年，昆明市公路交通能耗为125．34万t标准煤，占到昆明市交通运输能源消耗总量的80%以上，铁路和航空运输次之，分别占总量的10%左右，而水路最少。

在公路交通运输方面，昆明市机动车能源消费结构较为单一，主要以汽油、柴油为主，油电混合动力使用比重较小，而天然气、乙醇汽油、太阳能、氢动力、生物燃料等其它新能源、清洁能源的使用情况不容乐观。汽油、柴油等化石燃料的使用，必然会导致二氧化碳等温室气体排放量的持续增加。2008年，昆明市公路机动车共排放二氧化碳259．31万t，约占昆明市交通排放总量的75%，铁路和航空二氧化碳排放量分别占总量的16%和9%，而水路排放量最少。

分析结果表明，昆明市交通能耗和温室气体排放以公路机动车为主，其次铁路和航空，而水路最少，与交通领域运输能力趋势相同。

3．3 交通运输碳排放总量持续上升，人均碳排放量稳定增长

(1)社会经济发展对交通需求的影响。在“建设现代新昆明”发展战略未来可见的政策影响期内，城市空间的不断扩展、人口的继续增长、家庭汽车快速增长以及伴随而至的机动化发展，这三大发展趋势将主导未来昆明城市交通需求增长。

近年来，昆明市机动车总量增加迅速，2008年达到96．81万辆，全市机动车总量中有85%以上为私人机动车，其增长主要来自于私人小汽车，年均增长达20%以上。

(2)交通需求结构发展趋势。目前，快速通畅、低耗能、零排放的城市轨道交通正在建设之中，真正承担大规模运输任务的快速公交系统(BRT)尚未形成，昆明城市公共交通主要以公共汽车为主体。公共交通的分担率还较低，与国内先进水平还有很大差距，在一定程度也加速了私人小汽车的增长速度。随着昆明新机场建成并投入使用，昆明航空业将迅速发展，其碳排放量和比重都会有较大比例的提高。

(3)人均碳排放量呈稳定增长趋势。随着昆明人口数量的增加以及对高层次交通需求的增长，在一定程度上将加重昆明城市交通设施的压力，同时也对交通服务的安全、快捷、舒适、经济及灵活便利性的等提出更高的要求。可以预见，随着社会经济发展水平的不断提升，昆明市交通运输能源消耗总量将持续上升，人均交通二氧化碳排放量也将呈现稳定增长趋势。

3．4 交通管理和保障系统不健全，现代交通意识薄弱

城市不断扩大和人口不断增加后，原有的城市交通管理体制、交通运营机制和保障机制应对不了新形势的需要。为克服城市空间扩张和与日俱增的交通压力，交通运输系统偏重硬件建设，忽略软件投资，城市智能交通建设、运行管理缺乏基本数据支撑，管理手段、水平较为落后，难于应对日益复杂的各类交通需求。

同时，交通法律、法规建设方面还不健全，现代交通宣传教育力度不够，交通文明仍有待建设;交通参与者行为不规范，交通安全观念薄弱。

4 对策与建议

4．1 优化交通系统结构，提升交通运输能力

科学设计路网功能结构与布局，逐步提升昆明市域范围内高等级公路的比重，加大国道、省道的建设力度，增加城乡路网密度，推进城乡交通一体化进程。加快实施城市路网扩建、改造，改善微循环，尽早实现《昆明现代化城市评价指标体系》中人均城市道路面积15 m2以上的目标。

加快道路配套设施建设，优化交通信号控制系统，提高城市道路通行效率，减少资源性不足造成的交通拥堵以及由此造成的能源无效消耗和交通碳排放。对道路照明灯、交通信号灯、交通标志灯、公交站台广告灯箱进行太阳能光伏发电改造及智能化控制改造，形成“日出而熄、日落而作”的智能化供电系统。

加快全市运输结构调整，大力发展现代物流，不断增强航空运输、铁路运输能力，逐步提升交通运输现代化水平。

4．2 推广新能源交通工具，提高清洁能源消费占比

逐步降低汽油、柴油等化石能源使用比例，提高包括天然气、乙醇汽油、油－电混合动力、太阳能、氢动力等新能源在交通领域的范围和比重。大力推广新能源交通工具，建设相应基础配套设施，提高新能源车辆的比例。以《昆明市节能与新能源汽车示范推广试点城市实施方案》为基础，结合缅气入滇工程，在公交系统开展油－电混合动力公交车、液化天然气(LNG)公交车、纯电动公交车、氢－油混燃动力公交车营运示范。

加强机动车管理，鼓励购买小排量、新能源等环保节能型汽车。按照《机动车环保检验合格标志管理规定》(环发［2009］87号)、《昆明市机动车排气污染防治条例》，全面实施以简易工况法为主的机动车环保定期检验工作，完善机动车环保检验合格标志管理制度。积极鼓励低油耗、低排放、小排量、小型化、高动力性汽车的生产和投资，制定鼓励节能环保型小排量汽车发展的产业政策，加大节能环保型小排量汽车及其先进发动机技术的研究开发和产业化的支持力度。

4．3 优化公共交通工具结构，大力发展公共交通

加快建设横贯主城和新城的“三主三辅”快速轨道交通系统，全面完成主城二环及重要交通节点改造，剥离二环过境交通，建成环湖轻轨，打造快速交通系统。加快城乡公交系统配套设施建设，构建城乡公交一体化进程，逐步构建昆明市域1小时交通圈。

坚持“公交优先”战略，优化公共交通系统结构，大力发展BRT(Bus Rapid Transit，快速公交)系统，逐步提升轨道交通运输能力。加快配套设施建设，完善信息服务体系，提升公共交通服务能力，促进快慢系统并行发展，建立功能完备的换乘枢纽，实现换乘无缝对接，显著提高城市公共交通出行分担率。以电动车和公共自行车为补充，延伸公交“最后一公里”。