前沿熱點 | 道路交通低碳轉型面臨的機遇與挑戰

01 國際道路交通行業低碳轉型的目標及現狀

 

在全球范圍內,隨著乘用車和客運及貨運量的持續增長,交通部門占溫室氣體排放總量將越來越大。2017年, 歐盟道路交通部門占歐盟排放總量的18.24% [1]。歐盟最高氣候法規“歐盟氣候法”目前的氣候目標是在2050年達到碳中和,且計劃近期納入道路交通部門相關碳排放[2]。

 
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圖1 歐盟道路交通部門的二氧化碳排放總量

 

與電力和工業部門不同,將與道路交通有關的溫室氣體排放與經濟增長脫鉤是非常具有挑戰性的。自2014年以來,歐盟與道路交通有關的溫室氣體排放甚至出現了反彈,沒有跟隨歐盟的總體排放下降趨勢。根據歐洲能源署(EEA)的數據,2016年乘用車碳排放占比達到60%(汽車+輕型卡車+摩托車),其中汽車的碳排放占比已達到50%。今年,歐盟規定100%的新登記乘用車平均碳排放降至95,2030年則需繼續降至59.4),超額部分將根據新法案EU 631/2019處以高額罰款[3]。

 

不僅如此,汽車發動機減排技術的科技進步也逐漸陷入瓶頸,通過持續改進燃油發動機目前僅能減排不到1%,離2021年的排放目標仍存在巨大的差距。甚至在2019年,乘用車碳排放不降反升,重回122.4g CO?/km。

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圖2 歐盟碳排放獎勵政策

 

在燃油車較難實現減排目標的背景下,發展新能源車是傳統車企的唯一出路,各國也通過對電動車行業采取獎懲機制(稅收優惠和碳排放罰款)加速這一進程。美國(加利福尼亞)、英國和法國已經宣布在2035年至2040年期間實現新生產的乘用車100%電動化。

 

 

02 我國加速道路交通部門的低碳轉型

 

國家主席習近平同志在2020年9月22日第75屆聯合國大會一般性辯論和2020年12月12日的氣候雄心峰會(Climate Ambition Summit)上宣布了我國在2030年前實現二氧化碳達峰和2060年實現碳中和的目標,交通部門的去碳化對于這些目標顯得尤為重要。

 

根據我國官方的二氧化碳排放清單,2014年交通部門占全國能源相關二氧化碳排放的9%,是繼電力、工業和建筑部門之后的第三大來源。其中,道路交通占交通部門總碳排放約74.5%,是交通領域實現碳減排的減排重點。如若不采取節能減排措施對交通部門碳排放進行干預,我國交通部門碳排放將快速上升,2050年排放量將達到29.6億噸,是2014年的3.5倍,交通部門排放占比也將從2014年的9%上升至2050年的16.8%,成為我國未來碳排放增長的重要來源[4]。

 

交通排放亦是城市空氣主要污染源之一。在我國城市,交通行業相關的PM2.5的20-50%(例如,深圳52%,北京45%,廣州22%),在一些城市甚至是主要的排放源。為了治理空氣污染,我國推出了《打贏藍天保衛戰三年行動計劃》,并采取了諸如引入中國第六階段排放標準(國六)、促進采用新能源汽車、改善燃料質量、促進模式從公路向鐵路和水路轉移等措施。盡管我國在遏制與交通有關的空氣污染方面取得了飛躍性進展,但仍然缺乏有效實現交通部門脫碳的戰略、統計系統和政策。

 

為實現從現有高碳排放模式往低碳模式轉型,實現我國全面碳中和,交通部門需借鑒國外先進經驗,采取以下措施[4]

 

充分發揮燃油經濟性潛力,逐年提高汽車燃油消耗標準。乘用車、客車與貨車的低碳化將在2013-2050年可以帶來27%的累積減排量。

 

② 加快乘用車和輕型貨車的電動化和重型貨車、航空、航海領域生物質燃料的推廣。燃料結構調整可以貢獻高達55%的累計減排量。

 

合理的城市規劃和公共交通基礎設施建設,包括公交、城軌、城際鐵路的建設將帶來17%的累計減排量。

 
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圖3 減排措施累計貢獻量對比

 

在國家層面,最有全國推廣潛力的政策是逐年提高汽車燃油消耗標準和加快推進車輛電動化。

 

全球兩個主要的汽車市場,美國和歐盟,已經對客運和貨運車輛采用了先進的溫室氣體法規。相比之下,我國一直依靠溫和的燃料消耗標準來規范車輛的燃料效率。擺脫對燃油乘用車的依賴與我國正在推進的國六車輛排放標準形成協同效應至關重要。

 

此外,我國是汽車電動化的先行者。從2015年到2021年初,我國的新能源汽車的數量從58萬增加到550萬,達到了世界第一。但2019年電動車在中國汽車總銷量中的占比不到6%[5],遠低于挪威的56%、冰島的23%和荷蘭的15%[6]。但是,即使電動車的市場份額超過80%,并且到 2050 年全面過渡到可再生能源,機動化率飆升仍會導致中國的交通排放量居高不下(如圖4所示),與我國承諾的2060年實現碳中和相去甚遠,因此如果僅僅依靠100%電動化實現碳中和是極具風險的一種手段。

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圖4 在不同機動化率和能源轉型情景下中國道路交通從油井到車輪的溫室氣體排放量

 

為了實現交通脫碳,中國應該從解決對乘用車依賴的角度出發。在維持穩定的電動車市場占有率目標份額的基礎上(如圖4所示,小汽車和公共交通2040年非石化能源占比分別達到77%和53%),到2050年交通部分的排放量將達到目前水平的15%[7],通過合理的城市規劃和公共交通基礎設施建設實現的減排量比僅僅通過大力發展電動車市場的戰略所能實現的減排量要高出數倍。

 

 

03 廣東和深圳的道路交通行業低碳化轉型

 

在產業結構升級和城市化趨于平穩后,道路交通部門將成為廣東省未來與能源有關的二氧化碳和空氣污染物排放的主要貢獻者。目前,大灣區交通運輸有關的二氧化碳排放占與總排放量的31%。

 

在經濟結構和能源結構快速轉型的推動下,廣東省有可能在我國道路交通部門的脫碳進程中走在前列,主要與以下三個關鍵因素有關:

 

① 城市化:廣東城鎮化水平介于83%至100%之間,與發達國家相當。隨著城市化的飽和,人均能源消耗(和二氧化碳排放)的增長將放緩。

 

② 電力結構:西部省份的水利發電量約占廣東總耗電量的30%??稍偕茉矗ㄌ柲芎惋L能)目前占廣東省電力消費的4%,預計2030年將提升至19%。電力結構的低碳化將有利于顯著降低新能源汽車的全生命周期的排放(與傳統燃油車排放相比),包括車輛生產、電池生產、制造回收利用等環節[8]。

 

③ 深圳在公共汽車和出租車車輛電動化方面都處于領先地位,2020年均實現了近100%的公交車電動化。其他碳減排措施包括采用近地電動車,提高客運和貨運車輛的利用率,以及降低交通燃料的碳強度[9]。

 

 

結語
 
1.深圳可率先探索建立道路交通碳市場
 

2021年7月15日,全國碳排放權交易正式啟動,納入首批行業全部為電力行業,十四五期間,隨著法規的完善,未來碳交易所將涵蓋包括交通在內的所有行業。深圳自2013年6月在全國率先啟動碳排放交易市場以來,重點工業企業和大型公共建筑碳減排效果顯著,然而,關于道路交通行業的納入雖然有相關討論[3]卻至今并未被納入管控行業范圍。主要原因在于缺乏實時道路交通移動排放源的能耗統計、MRV(測量、報告和核準)方法、配額分配基準和碳排放核算基礎。

 

如何建立道路交通碳市場在國際層面并未達成廣泛共識。迄今為止,只有美國加州通過向燃油經銷商分配配額來實現交通行業碳定價,歐盟也在考慮將公路交通運輸工具移動排放源納入碳市場管控范圍。歐盟碳市場目前對于溫室氣體排放的覆蓋比例為45%,這些排放主要來自于電力和工業部門。如果納入道路交通排放這一比例將會提高到66%[10]。

 

2021年3月,深圳市生態環境局發布的《深圳市生態環境保護“十四五”規劃(征求意見稿)》中,提出“深化碳交易在交通、建筑等領域的協同減排作用,有序擴大市場覆蓋范圍。”深圳市已經實現100%的公交、出租電動化。因此,可研究探索將公交車、出租車、地鐵等道路交通行業如何深度參與全國碳排放權交易市場、如何與國際碳市場鏈接等交易機制。

 

2.道路交通行業減排政策的互補性和協同性
 

深圳是國家首批低碳試點城市,具有較好的碳達峰、碳中和基礎。2020年,深圳的碳排放總量增幅逐步放緩,碳排放強度穩步下降,單位GDP能耗和碳排放強度已降至全國平均水平的1/3和1/5 [11]。

 

然而,隨著我國城鎮化推進,道路交通碳排放未來一段時間內還有呈增長的趨勢,可以預測,排放占比不低的道路交通部門將成為接下來的減排重點,減排責任將從電力、工業行業逐漸轉向交通部門。

 

目前深圳市已有的道路交通減排相關政策包括新能源汽車補貼、車輛碳排放標準等。2021年,新能源汽車財政補貼即將結束,碳交易可能是替代新能源汽車補貼非常有效的措施。我國目前尚未實施碳稅,2021年德國征收碳排放稅價格為10歐元/噸,這將使汽油和柴油的價格每公升上漲3歐分。

 

筆者認為,深圳市未來道路交通相關政策應關注全生命周期新交通基礎設施的建設的碳排放、終端用戶的低碳出行行為獎勵等。在實施過程中,需要額外注意的是深圳與廣東省和其他省份地區的產業結構不同,經濟發展水平不同,因此減排成本不同。要考慮到政策互補性和協同性,如碳交易市場中配額分配可能帶來的不公平問題、碳價沿消費鏈條傳遞至終端用戶支付油價問題等等。

 

3.深城交碳排放工程實驗室項目
 

深城交先后于2013年,同德國國際合作機構(GIZ)合作開展《支持深圳緩解城市交通擁堵建設低碳交通體系》課題研究;2014年,在課題研究基礎上,成功建立了深圳市道路交通排放檢測平臺,實現利用交通需求模型和精細化交通排放計算模型,對交通運行狀況、典型工況、排放因子和排放核算等多維度,進行碳排放檢測;并最終于2017年,獲得深圳市發改委資助,成立交通碳排放工程實驗室。截至目前,該實驗室已經能夠通過多種手段(①多數據挖掘分析②建立本地機動車排放因子庫③多維度排放擴散模型④排放擴散模型驗證⑤全方位檢測平臺),實現對全市交通排放數據掌握、交通模式長期跟蹤和碳排放擴散環境影響分析。未來,深城交將依托深圳市作為低碳試點城市,結合自身技術實力,不斷推進深圳市交通運輸領域碳排放檢測和節能減排,早日實現深圳市交通領域碳達峰及碳中和。

 

 

參考文獻

[1] Road transport: Reducing CO2 emissions from vehicles (2019). Available from: https://ec.europa.eu/clima/policies/transport/vehicles_en.

[2] Proposal for a regulation of the European Parliament and of the council establishing the framework for achieving climate neutrality and amending Regulation (EU) 2018/1999 (European Climate Law) (2020). Available from: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?qid=1588581905912&uri=CELEX:52020PC0080

[3]Monitoring CO2 emissions from passenger cars and vans in 2018 (2020). Available from: https://www.eea.europa.eu/publications/co2-emissions-from-cars-and-vans-2018

[4] 中國交通部門中長期低碳發展路徑研究.pdf (2018). Available from: http://www.climatechange.cn/CN/10.12006/j.issn.1673-1719.2018.052

[5] Ministry of Public Security of China (2021). Available from:http://www.ce.cn/xwzx/gnsz/gdxw/202104/06/t20210406_36445698.shtml

[6] International Electric Vehicles Tracking Report – June 2020 (2020). Available from: https://www.iea.org/reports/electric-vehicles

[7] 5億輛汽車的問題:中國交通脫碳需要做什么?(2021). Available from: https://blogs.worldbank.org/zh-hans/voices/500-million-vehicle-question-what-will-it-take-china-decarbonize-transport#_ftn8

[8] 深圳擬推5大舉措降低碳排放(2021). Available from: http://www.sz.gov.cn/cn/xxgk/zfxxgj/zwdt/content/post_8586303.html

[9] 道路交通有待納入碳交易(2021). Available from: https://chuneng.bjx.com.cn/news/20210122/1131511.shtml

[10] Feasibility and Impacts of EU ETS Scope Extension. Available from: https://cerre.eu/publications/feasibility-impacts-eu-emissions-trading-system-ets-extension/

[11] 公交出租將納入碳排放交易范圍(2014). Available from: http://jtys.sz.gov.cn/zwgk/jtzx/gzdt/content/post_4319401.html

 

 

 

工程設計一院

撰寫:耿嘉隆

審核:樊繼奎

審定:覃國添

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