低碳经济视角下我国未来交通运输业能源消费与碳排放的研究(共8页)

1、低碳经济(jngj)视角(shjio)下我国未来(wili)交通运输业能源消费与碳排放的研究摘要 发展低碳经济的实质是提高能源效率和改善能源消费结构，核心是通过能源技术创新和制度创新构建一个低碳经济发展体。在低碳经济的发展目标下，我国交通运输行业需要转变高碳化的能源消费与碳排放发展模式，以低碳经济理念为指导，提高能源消费的利用效率，提高行业节能环保水平。通过结合当前交通运输领域能源消费结构与碳排放的相关数据，分别根据各运输方式客货转算系数和能源碳排放量的估算公式得出未来交通运输主要能源消费和碳排放的预测量。在此基础上，鼓励和支持交通运输低碳技术的研发和应用，转变交通运输结构，通过技术进步带来的

2、节能效应控制能源的高增长和高消耗，推动低碳经济的发展。关键词 交通运输；低碳经济；能源消费；碳排放中图分类号 F015 文献标识码 A一、前言随着经济和社会的快速发展，资源环境约束受到强化，我国在经济增长的情况下面临着众多的环境和生态压力，因此，低碳经济模式应运而生，成为当前破解发展经济与保护环境难题的重要经济发展模式，是中国经济可持续发展的必然选择。我国经济领域的各个行业逐步开始传入低碳经济的发展概念，交通运输业也不例外。随着当前交通运输需求的不断增加以及运输机动化水平的急速提高，交通运输领域的能源消费呈现快速增长态势。交通运输系统中使用的能源主要是矿物燃料（石油、天然气和煤）。能源消费主要

3、是通过各种运输工具或设施来消耗能源。根据国家统计显示，我国交通运输业能源消耗增速高于全社会能源消耗的增速，成为我国用能增长最快的行业之一，成为全国第三大能耗产业和碳排放大户。在这种背景下，交通运输业能源消费和与之带来的碳排放问题成为我国推进低碳经济的重要瓶颈1。因此，根据当前交通运输能源消费结构与碳排放的相关数据，运用公式对行业未来能源消费与碳排放量进行估算。研究这个问题，可以为国家制定交通运输业低碳发展规划、促进经济与环境协调发展提供参考。二、我国交通(jiotng)运输业能源消费与碳排放(pi fn)现状（一）交通运输业能耗(nn ho)的增幅表1给出了1990-2010年全国交通运输业能

4、源消费情况。从1990年开始，交通运输业能源消耗占比越来越大，2010年达到8.02%。从增长率来看，从1995年开始，全社会能耗增幅都低于交通运输行业能耗增幅，尤其是1995-2000年，交通运输业的年增长率高于全社会10.3个百分点。在目前的经济发展阶段及技术水平下，交通运输业飞速发展的必然即是带动起能源消费的迅速增长。 表1 1990-2010年交通运输业能耗状况 单位：万t标准煤，%1990年1995年2000年2005年2010年全国能源消费总量98703131176138553224682324939年均增长率5.851.1010.155.96交通运输业45415863100671

5、662926068年均增长率5.2411.4210.5610.03交通运输占总能耗比重 4.64.477.277.478.02数据来源：中国统计年鉴（1990-2012年各卷）（二）交通运输业油耗占全社会油耗的比重交通运输的主要方式的能耗集中在油耗上，而油耗又主要以油耗汽煤柴三种成品油为主，燃料和原油油耗相对较少。图1显示，原油消耗占全社会的比重较低，长期保持在2%以下；汽油消耗从1990年起呈逐年上升趋势，在2005年达到顶点，但幅度不明显；煤油消耗占比呈快速上升趋势，幅度较大，但最近几年开始增速放缓；柴油和燃料油消耗呈逐年平稳上升趋势。从图中可知，上述几种油品中，煤油消耗从2000年开始历

6、年均在60%以上，2010年更是达到了91%，占全社会比重最大；柴油和燃料油消耗占比基本维持在50%；而燃料油消耗占比最少，大约保持在30%上下。汽油、煤油和柴油这3种交通运输业主要油耗量汇总后占到全社会比重的近七成，即交通运输业消耗的石油约占到全社会的70%2。由此可见，交通运输业的能耗状况直接影响和决定着整个社会的节能效果。图1 交通(jiotng)运输业油耗占全社会(shhu)的比重(bzhng)（三）交通运输电力消耗的比重交通运输业中的电力消耗主要来自铁路。若考虑车站等场所和铁路固定设施的用电状况，其电力消耗约占整个交通运输业用电量的一半。例如，2006年整个交通系统电耗为467.37

7、KWH，而铁路企业的电耗就为226.9亿KWH。另外，交通运输电耗在全社会中所占比重在2005年至2008年间呈下降趋势，从1.73%下降至1.66%（表2），在2009年、2010年又略有上升，总体上电耗比重趋于平稳，说明了在交通运输行业规模扩张、能耗增速高于全社会能耗增速的情况下，交通运输中利用的电能效率较高，节电效果较好。 表2 交通运输业电耗情况 单位：亿KWH，%2005年2006年2007年2008年2009年2010年交通运输业电耗430.34467.37531,91571,82671.01734.53全社会电耗24940.3928587.9732711.8034541.3537

8、032.1441934.49所占比重1.731.631.631.661.811.75数据来源：中国统计年鉴（2006-2012年各卷）（四）交通运输业碳排放情况在交通运输业，汽油和柴油是主要的燃料，并且占全国消费量的一般以上，因此，根据交通运输业的能源消费情况，运用以下公式来计算3：P=iMiXiP碳排放量；Mii能源消费量； Xii能源碳排放系数；i汽油，柴油。通过估算，该行业近几年的汽油和柴油的二氧化碳排放情况结果见表3。 表3 我国交通运输业二氧化碳排放情况 单位：万t年份排放量其中总量占全国总排放量的比重/%汽油燃烧排放量占本行业的比重/%柴油燃烧排放量占本行业的比重/%1990966

9、03.19183518.99222123.002000194764.82410521.08796540.902005318764.69730822.931571749.312010437925.05914320.882395254.70数据来源：根据中国统计年鉴（1990-2012年各卷）的数据整理可见，随着交通运输业能源消费的增长，排放的二氧化碳越来越多，从1990年的9660万t增加到2010年的43792万t，占全国总排放量的比重也从1990年的3.19%增加到2010年的5.05%。2010年，汽油和柴油排放的二氧化碳占本行业的比重达到了75.57%，而1990年，此比重只有42%，2

10、010年比1990年增加了33.57%个百分点，说明，交通运输业的燃料越来越倚重汽油和柴油。尤其是柴油排放的二氧化碳占交通运输业排放量的比重在2010年超过50%。三、未来交通运输业能源消费与碳排放预测（一）铁路运输的能源消费测算铁路(til)企业(qy)能源消耗指标主要(zhyo)包括能源总量指标（原煤、燃油和电力）和运输能耗指标两大类。按照铁路客货换算系数：1人公里=1吨公里，2010年我国铁路运输总能耗水平是8.85t标准煤/106吨公里（换算），能源消耗结构，原煤比重是27%，燃油（柴油）和电力分别是39%和34%4。目前，铁路系统的能耗水平较低，根据国家规划到2020年电气化率达到6

11、0%，主要技术装备达到或接近国际先进水平。当今发达国家的电气化铁路达到80%-100%。铁路能源系统效率提高的难度也是存在的。由此，假定2020年综合单耗在2005年的基础上降低20%，2030年降低30%，2050年降低35%。能源消费结构方面，2020年，原煤5%，柴油25%，电力70%；2030年，原煤2%，柴油18%，电力80%；2050年，柴油5%，电力95%（由于2010年汽油和天然气的消费量合计不到1%，故在此忽略不计）5。铁路能源消费预测见表4。表4 铁路能源消费量预测2020年2030年2050年下限值上限值下限值上限值下限值上限值总量（万t标准煤）3984439757236

12、087978910127其中原煤（万t）279308160170柴油（万t）684754707752336348电力（亿KWH）6907621133120523022381（二）公路运输的能源消费测算公路运输能耗结构比较简单，主要是以成品油消耗为主。从燃料品种来看，公路交通油品消费结构实现了从以汽油为主向以柴油为主的转变，特别是自2001年以来，增长趋势更为明显。2001年，汽油和柴油的比例是44.1:55.9,2005年两者的比例是31.1:68.9，原因在于柴油机车的能耗效率比汽油机车的效率高6个百分比，因此交通部门大力推行营运车辆发动机柴油化。根据公路客货换算系数：10人公里=1吨公里，

13、100吨公里（换算）100人公里0.1100吨公里，2010年中国公路营运车辆油耗是8.31kg标准煤/100吨公里（换算）。尽管根据公路、水路交通规划，营运车辆综合单耗2020年在2010年的基础上降低15%。但公路作为能耗较高的运输工具，随着路况质量的提高和管理水平的提高，公路运输的节能减排会有较大的成效6。根据我国公路运输发展的趋势，可以设定，营运车辆综合单耗2020年在2010年的基础上降低20%，2030年油耗比2010年降低30%，2050年降低40%。能源消费结构，2020年汽油和柴油的比例是30:70,2030年是20:80,2050年是10:90，公路能源消费预测见表5。表5

14、 公路能源消费预测2020年2030年2050年下限值上限值下限值上限值下限值上限值总量（万t标准煤）166911809924964262004056141621其中汽油（万t）340336905833612227572829柴油（万t）8018869513706143852505325708（三）水路运输的能源消费测算水运行业能源消耗为注册运输船舶燃油消耗，主要燃料类型为燃料油与柴油。其能耗在交通运输业中的比重总体上呈下降趋势，约占15%。根据(gnj)交通运输部门公路水路交通节能(ji nn)中长期规划纲要的要求(yoqi)，按照水路客货换算系数：2人公里1吨公里进行测算，2010年船舶综

15、合单耗为84.1kg标准煤/万吨公里（换算）。2020年，假定燃料油占50%，柴油占48%，电力占2%，2030年燃料油占60%，柴油占35%，电力占5%，2050年燃料油占65%，柴油占25%，电力占10%。水运能源消费预测见表6。表6 水路能源消费预测2020年2030年2050年下限值上限值下限值上限值下限值上限值总量（万t标准煤）8324938912819137522299923865其中燃料油（万t）28543218527356571024910635柴油（万t）274230933079330339464095电力（亿KWH）4146159170569591（四）航空运输能源消耗预测

16、各种民用航空是航空煤油的消耗工具。由于机队结构优化和航线运营组织结构优化，近几年来我国民航运输能源消耗效率水平有了明显提高，每吨公里油耗下降趋势十分明显，由航空客货换算系数可知，从2002年的换算吨公里油耗0.364kg降至2009年的0.309kg。随着技术的进步，管理水平的提高，可假定2020年换算吨公里油耗在2010年（换算吨公里油耗0.336kg）的基础上降低20%，2030年降低30%，2050年降低40%。则航空运输能源消费预测见表7。表6 航空运输能源消费预测2020年2030年2050年下限值上限值下限值上限值下限值上限值总量（万t标准煤）2625281540724238677

17、96925煤油（万t）178419132767288046074706（五）管道运输能源消费预测管道运输作为输送原油、成品油和天然气的主要运输方式之一，目前运输能力有限。但是，随着西气东输管线的建成，其运输能力有了迅速提高，2005年的货物周转量是1088亿吨公里，2010年是1944亿吨公里，提高了78.7%，但也只有货物总运量的1.76%。2000年，管道运输能源综合单位能耗为138.02kg标准煤/万吨公里（换算），2005年是75.4kg标准煤/万吨公里（换算）。假设，管道运输能源综合单位能耗2020年在2010年的基础上降低20%，2030年降低30%，2050年降低35%。全部消耗

18、、电力估算结果见表7。表7 管道运输能源消费预测2020年2030年2050年下限值上限值下限值上限值下限值上限值总量（万t标准煤）158209248292450491电力（亿KWH）39526172111122（六）交通运输业能源消费总量预测根据之前预测分析，交通运输业在2020年、2030年和2050年的能源消费预测见表8。2020年，交通运输业需要消费的能源在3.18亿-3.49亿t标准煤，2030年在4.78亿-5.06亿t标准煤，2050年在8.06-8.29亿t标准煤。并且，随着能源消费结构的改善，煤炭逐渐淡出交通运输行业，汽油的比重也越来越低，电力逐步成为能耗的主要对象。表8 交

19、通(jiotng)运输业未来(wili)能源消费预测2020年2030年2050年下限值上限值下限值上限值下限值上限值总量（万t标准煤）317823490847825505708057983029其中原煤（万t）279308160170柴油（万t）114441254217492184402933530150汽油（万t）340336905833612227572829煤油（万t）178419132767288046074706燃料油（万t）28543218527356571024910635电力（亿KWH）7718601353144829833094（七）交通(jiotng)运输业碳排放预测根据

20、各种能源的碳排放系数，以及预测的各种能源消费量，计算未来的碳排放量（见表9）。2020年排放的二氧化碳在6.13亿=6.72亿t，2030年是9.81亿-10.36亿t，2050年是14.77亿-15.2亿t。 表9 交通运输业未来能源碳排放量预测 单位：万tCO2能源品种2020年2030年2050年下限值上限值下限值上限值下限值上限值原煤573632329350柴油358353927454773577429185894410汽油1006810918172581811381568369煤油54735870849088381413614439燃料油93431053817266185223355

21、834821合计612936723198116103564147707152039四、交通运输业的节能潜力分析基于上文分析，影响交通运输业碳排放的主要因素包括运输规模、运输方式、运输技术。在分析交通运输方式变化带来节能效应时，给出一个假设，即预测年的各运输能源单耗与基年保持一致，而预测年的各运输结构有所变化，由此来推算各种交通模式下的节能潜力。计算公式表示如下：E=i=1nStsitei0-i=1nStsi0ei0i交通运输方式；St预测的t年交通服务量；siti运输方式在t年交通服务量中的组成；ei0运输方式在基年的能源单耗；si0i运输方式在基年交通服务量中的组成。在分析时，由于存在车辆性

22、能的提升、管理部门水平的提高的权变因素，因而在分析时需要给定一个假设，在预测年的交通结构下，其运输方式的基年能源单耗水平与交通部门技术进步带来的能源需求变化相比得出的量即为节能潜力。计算公式表示如下：E=i=1nStsiteit-i=1nStsitei0i交通运输方式；St预测(yc)的t年交通(jiotng)服务量；siti运输(ynsh)方式在t年交通服务量中的组成；ei0运输方式在基年的能源单耗；eit运输方式在预测的t年的能源单耗。根据以上公式，可以估算出2020年、2030年和2050年相对的节能潜力，见表10。表10 2020-2050年节能潜力分析 2020年2030年2050年

23、下限值上限值下限值上限值下限值上限值总量（万t标准煤）42705402661369791046510294其中：运输方式-3416-3035168-243190-271 技术进步76868437644568111027510564表10揭示，2020年相对于2010年而言，若以2010年的交通结构，则多消费能源3035万-2416万t标准煤，但是因车辆性能的提高、管理水平的提高等广义的技术进步带来的节能量在7868万-8327万t标准煤，使得总的节能量为4270万-5402万t标准煤。2030年和2050年的数据也表示了同样的意思。2030年和2050年的数据还显示了交通方式的变化对能源消费的

24、变动作用越来越小。从中可看出，使交通运输能源消费下降的主要因素不在于运输结构的变化，而是车辆性能提高、管理水平提高等技术进步带来的节能量，这种节能效应同时也能弥补因运输方式发生变化所致的交通能耗的增加。五、结论与启示第一，交通运输量虽然经历了并且将继续经历快速增长阶段，但在当前低碳经济的背景下，高碳化的能源消费模式正逐步向节能环保的能耗模式过渡，预计在2030后其增速会减缓。第二，根据测算，2050年交通运输业的能源消费量在全社会能耗的占比不足16%，碳排放量占比只有14%，相比当前占比率大大降低，说明低碳经济在交通运输业中发展显著，节能减排效果突出。第三，交通运输结构的变化能影响能源消费，而设备改进、管理水平提高等技术进步带来的节能效应同时又能弥补这种变化所致的交通能耗的增加，控制能源的消耗，实现能源的高