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控源头 优结构 提效率
——关于城市交通实现双碳目标的策略与建议

2022-03-02 14:29    信息来源:中国交通报    字号:[ ]   访问次数:


2020年9月22日,习近平主席在第七十五届联合国大会上提出“中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”的双碳目标,各领域均面临零碳发展的重要转型。从全球范围看,与建筑、工业等其他领域相比,交通运输领域由于移动性强、排放主体多元、交通行为复杂,碳减排难度更大,一直是世界性难题。尤其是目前我国仍处于城镇化、机动化的快速发展期,碳中和形势更为严峻。本文结合北京等特大城市交通碳排放发展现状及低碳发展经验,分析了城市交通实现双碳目标需要重点关注的关键问题,并提出相应的发展策略和建议。

我国城市交通碳减排面临较大压力

交通领域是碳排放的重要来源,约占10%,而城市交通占交通领域的80%以上。在2013年以来我国碳排放增速已经趋于平缓的情况下,交通碳排放量成为增速较快的领域。

未来,随着我国城镇化进程深入推进和机动化进程不断加快,预计城市交通碳排放还将持续增加,碳达峰和碳中和形势不容乐观,主要体现在两个方面:

一是我国城镇化进程尚未完成,虽然目前城镇化率已突破60%,但仍远低于发达国家80%的平均水平,城镇化还有很大的潜力空间,也意味着交通需求还将呈现刚性增长态势。尤其是以北京、上海等为代表的特大城市正在逐步形成跨行政区划的都市圈,交通服务范围无论在空间上还是规模上都将发生重要变化,很可能导致交通碳排放大幅度增加。

二是我国仍处于机动化快速发展阶段,千人汽车保有量(2019年为186辆/千人)与国际水平(大于400辆/千人)相比仍有很大差距。虽然在一些特大城市如北京、上海、深圳等高密度人口地区已出现机动化进程过快带来的拥堵状态,需要结合人口密度、交通承载力与环境因素把机动化进程放缓;但在人口分界线以西的低密度地区,机动化水平还远未达到饱和,在人民对美好生活的向往追求下还会带来机动化水平进一步提升,由此很可能带来城市交通碳排放持续增长。

“双碳”目标下城市交通重要转型方向

近年来,我国各大城市虽然一直坚持以绿色出行为核心的低碳发展模式,但城市交通碳排放依然持续增加。以北京为例,“十三五”期间,通过优先发展公共交通、改善步行、自行车出行环境以及推广新能源汽车等低碳措施,已将城市交通碳排放年均增速从“十二五”时期的6%降至“十三五”时期的4%左右。但面向碳中和的目标,模拟北京城市交通碳排放曲线,急需将目前4%的碳排放年增速调整为每年10%的负增长,而“十四五”时期是这一拐点出现的重要时间窗,也是变革性甚至颠覆性发展模式和政策的构筑期。综合国内外经验来看,在城市交通迈向“双碳”目标的进程中,需重点关注五个方面的重要转型。

源头需求:转变交通与土地利用模式,打造紧凑型城市形态

城市空间形态与土地利用对交通碳排放有重要影响:一是城市范围越大,出行距离越长,可能会导致碳排放增加;二是城市土地利用与公共交通布局脱离,可能会加剧对小汽车出行的依赖,导致在满足相同的出行总周转量情况下,会产生更多的车辆行驶里程,进而产生更多碳排放。

过去20年来,我国轨道交通运营里程不断翻番,但普遍来看轨道交通布局与土地利用仍存在空间错位,导致轨道交通对人口的“聚拢效应”并未充分发挥。即使上海、深圳、北京等城市轨道交通里程超过300公里的特大城市,轨道交通覆盖的通勤人口比例(即家和就业地两端均在轨道站点1千米覆盖范围的通勤人口比重)也仅为15%至40%左右。

未来10年,我国仍将处于新型城镇化背景下大力发展城市轨道交通的关键时期,急需围绕轨道交通站点进行城市功能布局,从而形成更加紧凑型的城市形态,从源头上减少对小汽车出行的依赖,从而有效降低碳排放。

出行结构:促进向绿色出行转移需多关注“拉”的策略

不同交通方式单位人公里的碳排放存在较大差异。基于北京的实际数据测算,私人小客车每万人公里碳排放是2.2吨,约是公共汽车的4倍、轨道交通的7倍。因此,“双碳”目标下急需推动高碳的小汽车出行向低碳的绿色出行方式转移。

从国内外实践经验来看,出行结构优化策略总体上包括“推”“拉”两个方面,其中“推”主要通过交通需求管理手段限制小汽车出行需求,“拉”则主要通过提升绿色出行服务水平和体验来吸引公众选择绿色出行。近年来,促进小汽车出行向绿色出行转移已成为各大城市的普遍共识,但在手段上更多采取小汽车限行或限购等“推”的方式,虽然取得了一定效果但也引发了次生问题,如购买家庭第二辆车或其他小汽车替代方式出行等,高碳出行行为并未发生实质性改变。

随着碳中和目标的提出,以及公众对绿色出行服务体验的期待和要求不断提升,在实行更加精细化的“推”策略基础上,也需要更加关注“拉”的策略。从全球范围看,结合MaaS(出行即服务)的新理念,融合高度智慧的数字技术,实现一体化无缝融合、全程化主动触达、全局化效益最优的新型出行服务,成为各大城市探索实践的最新潮流。

运输结构:急需向“铁路+新能源汽车”运输模式转型

目前,我国特大城市货物运输普遍以汽柴油货车为运输为主。以北京为例,全市货物80%左右靠公路运输,每年产生数百万吨碳排放。而根据测算,每实现100万吨的货物从公路转移到铁路,一年可降低2.2万吨碳排放。优化货运结构,构建“电气化铁路+新能源汽车”的绿色运输模式很重要,其中找到铁路适运货类是关键。

从北京实践来看,随着产业结构优化调整,传统铁路适运货类(如煤炭、矿石)需求大幅下降,而城市生产建设所需要的矿建材料成为需求量最大(每年1亿吨)的货类,也是最适合、最有潜力转移到铁路的货类。近两年来北京结合运输结构调整战略部署,以矿建材料为重点,已初步构建了“电气化铁路+新能源汽车”的绿色运输模式,在碳减排方面初显成效。从全国来看,矿建材料年需求达200亿吨,如果能够在更大范围形成“电气化铁路+新能源汽车”的绿色运输模式,还将进一步释放运输结构优化对碳减排的潜力。

能源结构:面临化石燃料依赖向全面电动化重大转型

碳中和目标下,如何摆脱对汽柴油等化石能源的依赖,由目前电动化率不到10%提升至50%甚至90%以上,将是车辆能源结构变革的巨大挑战。

要实现新能源汽车的规模化应用,仍需要在续航里程、综合成本、能源设施三方面取得突破。以北京为例,续航里程方面,目前除私人小客车外,其他领域车辆续航里程仍存在50至200公里差距,急需通过提高车辆技术性能解决续航里程不足的问题;综合成本方面,既有补贴情况下纯电动汽车单车综合成本仍较传统燃油车高出15%至30%,而燃料电池汽车则高出2至5倍,需要平衡全生命周期综合成本缩小油电成本差;能源设施方面,面对2025年力争达到200万辆的新能源汽车发展目标,电能和充电设施供给规模预计是目前的3倍以上,急需大幅提升能源基础设施保障。

科技创新:为新型出行模式应用和交通系统效率提升打造坚实基础

预计未来在“双碳”目标引领下,交通科技创新将呈现零碳化、数字化和智能化特点,为实现“双碳”目标带来不可估量的动力和能量,大体分为三类:一是成熟类技术,即技术体系已相对完善且逐渐进入产业升级和量产阶段,如特大城市新能源汽车发展普遍走过了试点阶段,即将迈入规模化应用阶段;二是探索试验类技术,即仍处在技术探索和试验期,处于小规模试点示范阶段,如近年来以北京为代表的特大城市在MaaS、自动驾驶等方面的探索尝试,已初显成效,下一阶段需要在更大范围内进行应用并向体系化方向发展;三是不可预知类技术,即难以预料的技术创新可能带来传统交通行业颠覆性变革。

对策建议

基于上述分析,急需在交通与城市协调发展、交通出行模式转变、货物运输结构优化、能源零碳转型以及科技创新赋能等方面实现重大突破,并采取更加强有力的措施,以推进城市交通“双碳”目标实现。

促进交通与城市协调发展,打造低碳生活模式。一是结合新型城镇化推进关键时期,优化城镇化空间布局和城镇规模结构,充分发挥城市群和都市圈吸纳人口和就业的潜力,构建功能混用、公交导向、多组团集约紧凑发展的城市形态。二是坚持城市跟着轨道走,结合轨道微中心建设和城市更新改造工作,将居住、就业和公共设施等相对集中于轨道交通枢纽和站点周围,并配合土地混合使用和宜人的步行环境设计,营造出人性化的就业居住空间,打造“15分钟生活圈”的低碳生活模式,减少不必要的机动化出行需求。

以更加精细化的路径促进向绿色出行转移。建议各城市在既有以“推”为主的行政手段基础上,进一步结合人口密度以及交通和环境容量,以低碳为导向,出台更加精细化的交通需求管理政策,降低小汽车使用需求。同时,强化“拉”的策略,以绿色出行体验提升为核心,推动MaaS在大城市的发展和应用,加强顶层设计和路线图研究,以信息技术为支撑打造以绿色出行为核心的多样化、一体化全链条出行服务。借鉴北京经验与实践,依托MaaS平台开展绿色出行碳普惠激励,引导全社会主动践行绿色出行。探索建立个人交通碳账户,将交通政策措施与碳排放相挂钩,研究探索路权碳预约、高速公路碳优惠、大型活动门票与绿色出行联动优惠等创新政策。

深化运输结构调整,创新大宗货物向铁路转移的路径。建议各城市结合各自发展阶段及货物特点,以适合铁路运输、需求量较大的货类为重点,推动大宗货物从公路转到铁路运输。结合北京的实践经验,需要在既有运输结构调整发展措施的基础上,进一步在三个方面实现突破和创新:一是加强运输环节与上下游产业资源的整合,沿铁路“零距离”布设产业集群,从源头上构建以铁路为核心的绿色运输模式;二是结合城市区域规划和产业布局,促进一二级铁路枢纽节点和铁路专用线资源的复用和高效利用,提升铁路运能和服务水平,为货物“公转铁”打造良好的设施网络条件;三是以渣土运输、邮政、环卫、矿建运输等典型应用场景为驱动,实现新能源货车的规模化应用,从而形成“铁路+新能源汽车”的绿色运输模式。

加速交通能源转型,强化政策工具箱建立与跨领域协作。建议国家及城市层面尽早出台面向碳达峰和碳中和的机动车电动化发展路线图。在各城市既有1.0版政策基础上,进一步在财税激励、交通资源配置、充电便利性提升、法律法规保障等方面实现重点突破和创新,形成2.0版甚至3.0版的政策工具箱。与此同时,加强交通、能源、城市规划、环保、发改等跨领域的多部门协作,在时序上实现政策的精准协同,共同推进碳中和目标的实现。

加强科技创新,为交通效率提升及新型出行模式赋能。未来的交通应是在出行预约的前提下实现人、车、路协同发展,建立不堵车的交通系统,实现系统运行效率最优。明确与自动驾驶相关的城市交通规划建设与运营管理框架体系,提前部署新型交通基础设施。构建城市交通大脑,支持建设提供城市交通特征分析的超级计算平台,支持大规模网络最优化计算模型与快速求解算法等研究,实现千万级交通出行的组织优化。

(作者单位:北京交通发展研究院)


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