天津市道路交通碳减排政策实施效果评估
以下文章来源于城市交通 ，作者陈素平 赵莎莎 等
写在前面：
及时评估交通领域节能减排政策的实施效果，可为后续减排政策的制定提供指引和参考。以天津市为例，对道路交通领域已实施的碳减排政策的实际减排效果进行测算与评估。首先根据减排原理将政策分为控制总量类、优化交通结构类和改变能源方式类，基于行驶里程法建立三类政策的减排模型。通过比较政策实施前后产生的变化，测算减排政策实现的CO2减排量。结果表明，小客车总量调控政策对碳减排贡献最为突出，其次为天津港运输结构优化、新能源公共汽车推广等政策。最后，分析了政策的减排潜力并为天津市减排政策的制定提出建议。
陈素平
宇恒可持续交通研究中心
注册城乡规划师
研究背景
交通运输行业一直是碳排放大户。据统计，2020年交通领域的碳排放占全国终端碳排放的15%，过去9年，这一领域的碳排放年均增速超过5%，到2025年将在现有基础上增加50%[1-2]。其中，道路交通的碳排放量比例最高、增长最明显，约占整个交通行业的75%[2]。天津市作为国家首批低碳试点城市，在道路交通领域制定了多项节能减排政策，部分政策执行已有5~6年，但并未科学、全面地评估各项政策的实施效果。对既有减排政策的实施效果进行科学系统的测算有助于评估政策的减排潜力，并为后续道路交通领域减排政策的制定提供理论依据和有力支撑，加快推进交通领域绿色低碳发展。
2010年国家发展改革委开展低碳城市试点工作后，许多城市和地区开始启动排放清单编制工作，并出台了多项道路交通领域的低碳政策。京津冀地区[3]、珠三角地区[4]、河南省[5]、江苏省[6]、上海市[7]、武汉市[8]、深圳市[9]、杭州市[10]等地对交通领域的CO2排放量进行了核算，并针对排放情况制定了不同减排政策，分析了多情景下的碳排放强度与政策减排量。文献[11]评估了乌鲁木齐市交通领域12项减排政策的减排效果与协同效应。上述研究大多聚焦于碳排放清单的编制与不同政策情景下减排量的计算，各项政策的减排量测算更多是从前评估的角度出发，即通过参数假设和趋势外推等方法预测某项减排政策实施后可能带来的减排量，并据此对减排政策提出改进建议。既有研究对减排政策实施效果的评估等方面的研究较少，缺少对实际情况和成因的客观分析。
本文从后评估的角度出发，建立天津市道路交通领域各项减排政策的CO2减排量计算模型，对政策的实施效果进行测算与分析，挖掘政策的减排潜力，并为政策减排效果预测中相关参数的设定提供校准依据。
天津市道路交通领域碳排放现状
《2019年度天津交通领域节能减排分析报告》数据显示，2019年天津市交通行业共产生CO2排放量2 277万t，较2018年上升4.2%，其中道路交通领域共排放2 080万t，占天津市交通行业总排放量的91%(见图1)。
图1 2019年天津市交通行业各领域CO2排放量
道路交通领域是天津市交通行业碳排放的主体。从车型来看，微小型客车(以下简称“小客车”)是碳排放的主要来源，2019年CO2排放量1 219.8万t，占道路交通领域总排放量的比例为58.66%。其次分别为重型货车(占21.54%)和微小型货车(占10.74%)(见表1)。
表1 2019年道路交通各车型的CO2排放水平
既有减排政策分析
天津市交通部门自2014年以来在道路交通领域主要出台了8项减排政策。
1）小客车总量调控。
2014年12月出台《天津市小客车总量调控管理办法》[12]，规定小客车增量指标以12个月为一个配置周期，每个周期配置额度为10万个。政策实施以来，民用汽车年均增长量为3.5万辆，增速大幅减缓。截至2019年，累计减少潜在购车量125.0万辆。
2）天津港运输结构优化。
2017—2018年相继出台《天津市推动天津港加快“公转铁”、“散改集”和海铁联运发展政策措施》[13]《天津市推进运输结构调整工作实施方案》[14]，以推动天津港集疏港的货物运输方式由公路转为铁路(以下简称“公转铁”)。“大宗货物公转铁”政策实施后，截至2019年底，天津市铁路货运量累计增加1 101.2万t，占各运输方式货运总量的比例为50%，相当于减少了36.7万公路货车车次。“煤炭转运方式调整”政策实施后，截至2019年底，天津港所有煤炭采取铁路运输，累计减少的公路煤炭货运量相当于386万公路货车车次。
3）老旧车淘汰。
2016年出台“老旧车提前淘汰补贴政策”[15]，累计淘汰未达到国家第四阶段机动车污染物排放标准(以下简称“国四”，同类标准分别简称为“国三”“国五”“国六”)的老旧车24.5万辆，以相同车辆类型的国五车、国六车替代。
4）新能源公共汽车推广。
2018年10月出台《天津市2018—2020年新能源公交车更新实施方案》[16]，进一步加快新能源公共汽车的推广应用。截至2019年底，天津市新能源纯电动公共汽车占比34.16%，较2017年增长7.26个百分点。
5）绿色货运。
2019年5月出台《天津市创建绿色货运配送示范城市实施方案(2018—2020年)》[17]，推广新能源城市配送车辆。截至2019年底，新能源纯电动货车达3 032辆，主要为轻型和中型货车。
6）货运甩挂运输。
2018年2月，天津市开始试点甩挂运输，自试点工作开展以来，共有5家企业参加，甩挂运输里程和货运量明显增加。2019年，甩挂运输货运量较2017年增加55%，总运输里程增加1.5倍。甩挂运输通过专线直达、甩箱运作等方式，将车辆实载率从50%提升至80%以上[18]，极大地提高了运输效率。
7）货车差异化收费。
2019年1月，在5个收费站对进出天津港的低排放集装箱货车施行高速公路通行费优惠政策[19]。政策实施后，在该类集装箱货车中，国三车(由32.9%下降至23.4%)、国四车(由32.9%下降至28.8%)的比例明显下降，国五车(由34.2%上升至47.8%)的比例明显上升。
8）中心城区货车限行。
2017年6月1日起，天津市全天禁止本市及外埠中型、重型载货汽车在外环线以内(含外环线)道路通行；确需进入外环线以内(含外环线)道路通行的中重型载货汽车，须持有公安交通管理部门发放的通行证，且满足尾气排放标准[20]。政策实施以来，进入外环线内的高排放标准中(重)型货车比例显著提高，其中，国五车比例由5.8%上升至46.4%，国三车比例由51.8%下降至16.2%。
CO2减排量测算
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测算方法
联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布的《2006年IPCC国家温室气体清单指南》提出移动源式碳排放核算方法包括“自上而下”和“自下而上”两种方法[21]，一般也称作能耗法和行驶里程法。能耗法通过交通工具移动时的能源消耗和能源的CO2排放因子计算CO2排放总量。行驶里程法则根据交通工具的年度活动水平和CO2排放因子进行计算，活动水平可用年均行驶里程表示。能耗法将各类政策效果最终归集到能源消耗的变化上，较难体现出各项减排政策具体的减排效果。行驶里程法作为自下而上的计算方法，可以反映出交通方式、车型、行驶里程、能源结构等各种因素的变化对减排量的影响，更适合对具体的减排政策进行评估。因此，采用行驶里程法[4]计算第i种排放类型车的CO2排放量
式中：Qij为使用第j类能源的第i种车型车辆的保有量/辆；VKTij为使用第j类能源的第i种车型车辆的年均行驶里程/km；EFij为使用第j类能源的第i种车型车辆的CO2排放因子/(g·km-1)。三个变量均与城市规模、经济发展等特点有关，每个城市都应该基于当地情况进行核算，采用本地化数据。
天津市8项既有减排政策减排量的基本计算原理为：在无减排政策情景下，假设所有事件保持原先的增长趋势或交通结构，而减排政策实施后车辆保有量、行驶里程、车型、CO2排放因子等因素的变化会对CO2排放量产生影响，计算当年有无政策实施的CO2排放量差值，从而得到政策达到的减排效果。根据不同政策减排原理的差异，将8项减排政策分为控制总量、优化交通结构和改变能源方式三类，对行驶里程法的计算模型进行相应的变化。
1）控制总量类政策。
小客车总量调控政策属于该类政策。其减排原理是，通过抑制小客车总量的增长速度控制小客车的保有量。这类政策的减排量
式中：Qp1j是不实施该政策条件下现状年使用第j类能源的小客车预计保有量/辆；Qq1j是政策实施后现状年使用第j类能源的小客车实际保有量/辆；VKTq1是政策实施后现状年的小客车年均行驶里程/km；EF1j是使用第j类能源小客车的CO2排放因子/(g·km-1)。
2）优化交通结构类政策。
包括天津港运输结构优化、老旧车淘汰、货运甩挂运输、货车差异化收费、中心城区货车限行5项。其减排原理是，用低排放车辆替代高排放车辆完成运输任务以达到降低碳排放总量的目的。这类政策的减排量
式中：Qpij和Qqij分别为该政策实施前后使用第j类能源的第i种车型车辆的保有量/辆；VKTpij和VKTqij分别为使用第j类能源的第i种车型车辆的年均行驶里程/km。
3）改变能源方式类政策。
包括新能源公共汽车推广和绿色货运政策2项。其减排原理是，将车辆的能源类型从传统燃料改变为电力这类更环保的能源类型。新能源汽车行驶过程中不产生CO2排放，但其所用电力在发电过程中仍产生CO2排放，因此需要对发电时产生的排放量进行估算。纯电动汽车的CO2排放因子为车辆百公里耗电量×单位发电量的CO2排放因子。这类政策的减排量
式中：Qi为政策实施后使用新能源的第i种车型车辆的增量/辆；VKTi为使用新能源的第i种车型车辆的年均行驶里程/km；PCi为使用新能源的第i种车型车辆的CO2排放因子/(g·km-1)。
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关键参数标定
1）CO2排放因子EFij和PCi。
不同车型和能源类型车辆的CO2排放因子由车辆百公里能耗与单位能源的CO2排放因子相乘得到。车辆的百公里能耗根据天津市各类车辆的调研数据统计得到，单位能源的CO2排放因子主要参考《2006年IPCC国家温室气体清单指南》中移动源的CO2排放系数，最终得到各车型车辆的碳排放因子，如表2所示。
表2 各类机动车的CO2排放因子 g·km-1
2）不同车型的年均行驶里程VKTi。
车辆行驶里程数据的获取来源主要有官方技术指南、车辆年检数据、货运调查数据以及调查报告数据。另外，充分利用大数据的方法可获取更加准确的车辆行驶里程，例如利用重型货车的GPS数据、出租汽车的行程数据以及公共汽车的实际排班表等数据提取各类车辆的行驶里程。
3）政策引起的车辆保有量变化。
减排政策引起的车辆保有量变化多为政策出台当年的数值与2019年数值的差值(见表3)。但小客车总量调控和运输结构优化政策的实施抑制了原先机动车保有量和大宗货物公路运输量的增长速度，因此从统计年鉴获取政策实施之前10年的数据，利用线性回归法预测无政策影响下的车辆数，以2019年无政策影响下的车辆预测数与实际数的差值作为车辆保有量的变化值。
表3 政策引起的车辆变化量
减排效果评估及建议
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各政策减排效果分析
经测算，2019年天津市道路交通领域8项减排政策的CO2减排量共计630万t。其中小客车总量调控政策的CO2减排效果最为显著，减排量为595.36万t，占94.5%(见图2)。
图2 既有政策减排量
对除小客车总量调控之外的其他7项政策进行分析后发现，减排量最大的为天津港运输结构优化政策，减排25.70万t，占7项政策总减排量的74%；其次为新能源公共汽车推广政策，减排6.21万t，占7项政策总减排量的18%。绿色货运等其他5项政策总共实现减排量2.22万t，占7项政策总减排量的6%。天津港作为中国北方最重要的港口之一，也是天津市货车最主要的运输集散地。针对天津港采取的减排政策有效地减少了集疏运交通的碳排放，也为天津市整体碳排放的减少做出了较大贡献，实践证明该项减排政策的实施对象和方法行之有效，契合当地的实际情况。
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减排政策建议
1）提升天津市绿色出行比例。
小客车总量调控政策在既有减排政策中效果最明显，主要原因在于小客车的单位能耗及排放都是所有交通方式中最高的。公共汽车每100 km的人均能耗是小汽车的8.4%，公共电车约为小汽车的3.4%，而轨道交通约为小汽车的5%，自行车以及步行能耗为0。因此，未来还应大力鼓励绿色出行，通过小客车总量调控和鼓励绿色出行推拉并举的措施，进一步提高天津市的绿色出行比例，降低碳排放量。
2）开展天津港运输结构优化之外减排政策的制定。
虽然天津港运输结构优化政策的现状减排量非常突出，但存在后续减排潜力不足的可能。由于天津港煤炭运输已经全部转为铁路运输，该部分的减排量已经达到该项政策减排量总值的91%，因此从运输结构优化方面进一步深挖减排潜力的空间已经较小，后续需要针对港口的其他方面加强相关减排政策的制定。
3）大力推广新能源车辆。
天津市新能源公共汽车的CO2排放量仅为传统燃料车辆的15%~18%，新能源货车的CO2排放量仅为传统燃料车辆的10%~13%，减排效果非常显著。另外，在出租汽车和私人机动车领域也可以考虑推广新能源车辆，以进一步扩大新能源车辆的应用领域，从而获得更加明显的减排效果。
4）继续推行差异化收费和老旧车淘汰政策。
差异化收费政策和老旧车淘汰政策的实施提高了车辆的总体排放标准，对污染物减排的效果非常明显；由于其对车辆能源结构的改变较小，故对碳减排的效果不佳。从协同控制、改善空气质量的角度出发，可以继续推行上述政策。
结语
本文对天津市道路交通领域既有的8项碳减排政策进行了梳理与分析，根据减排原理将其分为控制总量类、优化交通结构类和改变能源方式类。基于行驶里程法构建了不同类型政策的减排量计算模型，从后评估的角度对天津市既有减排政策的实际减排效果进行测算。通过分析不同减排政策的减排效果和减排潜力发现，小客车总量调控、天津港运输结构优化以及新能源公共汽车推广政策对天津市道路交通运输领域减少碳排放的作用明显。未来可进一步挖掘政策的减排潜力和从其他角度推行相关政策。
《城市交通》2021年第5期刊载文章
作者：陈素平，赵莎莎，姜洋，蒋寅，左文泽
封面图片来源：
《城市交通》自选图库
拍摄：段竞泽
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