城市低碳交通评价指标体系及实现途径研究(共153页)

1、硕士学位论文(lnwn)城市低碳交通评价(pngji)指标体系及实现途径研究中文(zhngwn)摘要摘要:“低碳”这一概念是在应对全球气候变化、提倡减少人类活动过程中温室气体排放的背景下提出的。“低碳”发展是人类社会可持续发展的必然选择。在发展低碳经济的背景下,城市交通低碳化发展是必然趋势。城市低碳交通即在满足城市交通需求的基础上,严格控制城市交通的碳排放量,使之不断减少或减弱。近几年,我国城市交通的碳排放量迅速增长,城市交通的发展正面临着异常严峻的考验,亟需在对城市低碳交通系统进行科学分析的基础上,提出切实可行的政策措施,促进城市低碳交通的发展。城市交通系统是一个复杂的动态系统,其发展受社会

2、、经济、环境等多种因素的制约。本文首先对城市低碳交通系统进行全面的分析,详细地论述了自己对于城市低碳交通这一概念的理解,分析其构成要素及要素间的相互关系;其次,建立了城市低碳交通评价指标体系,从宏观上把握了发展城市低碳交通的关键因素;再次,建立了城市低碳交通系统动力学模型,分析了城市低碳交逋系统要素间的因果关系;最后,以北京市为实例,构建了北京市低碳交通系统动力学模型,对系统要素进行了量化分析,模拟北京市2005年?2020年低碳交通发展趋势,通过参数调整,对不同政策下的北京市低碳交通发展趋势结果进行分析,提出了实现城市低碳交通的具体的政策途径。关键词:城市低碳交通;评价指标体系;系统动力学;

3、实现途径1绪论1.1研究背景及意义近百年来,人类社会生产生活引起的温室气体排放导致全球气候变化问题,越来越成为全球共同关注的焦点。全球变暖是全人类共同面对的威胁和挑战,是制约经济和社会发展、人类进步的主要因素之一,减少温室气体排放己成为全人类共同承担的责任和义务。“低碳”这一概念是在应对全球气候变化、提倡减少人类活动(hu dng)过程中C02等温室气体(qt)排放的背景下提出的。目前,世界范围(fnwi)内正在经历场经济和社会发展方式的根本性变革,发展低碳经济己成为全世界广泛关注的热点及未来经济发展的必然趋势和选择。作为社会经济的重要组成部分,交通部门的C02排放问题在国际社会上备受关注。交

4、通部门是全球石油消耗最多和石油需求增长最快的部门,也是全球C02排放增长最快的部门之一。据政府间气候变化专门委员会(1PCC)2007年的报告,全球温室气体排放总量中,交通部门占13.1%,是仅次于能源供应、工业、农业的第四大排放部门2。因而,在发展低碳经济的背景下,城市交通将成为城市低碳发展重要的节能减排的侧重点之一,即在满足城市交通需求的前提下,不断完善城市交通功能,更重要的是控制交通的碳排放量,使之不断减少或减弱,为城市的可持续发展做出贡献。近几年,我国城市的碳排放量有加速增长的趋势。改革开放以来,我国经济高速发展,城市化、机动化的趋势势不可挡,城市交通 发展正面临着异常严峻的考验。第一

5、,城市经济活动日趋频繁,使得交通需求不断增长,机动车保有量也随城市居民消费水平的提高而迅速增长,导致城市交通拥堵状况日益严重。大气环境监测结果分析表明,机动车尾气污染己成为我国大城市的主要大气污染源。自2012年起,我国多地出现严重雾霾天气,北京PM2.5指数频频超标,根据有关部门调查显示,PM2.5产生的来源,除了日常工业生产,很大一部分都来自于机动车的尾气排放,严重影响了城市大气环境质量和居民的日常生活;第二,我国正面临着国际社会巨大的温室气体减排压力。据国际能源署(IEA) 2010版的相关数据如图1-13】所示,我国己经成为世界上最大的温室气体排放国,所受到的有关减排的国际舆论压力越来

6、越大;第三,目前我国的石油资源对外依存度己经超过50%,城市交通的快速发展将会给我国安全战略带来严峻的挑战。因此,我国城市交通走低碳化的发展道路不仅是减缓全球温室效应的重要途径。城市交通系统楚一个多变量、多反馈、非线性的复杂的动态系统,其发展受社会、经济、环境等多种因素的制约。本文对城市低碳交通系统进行全面的分析,包括详细(xingx)地论述了城市低碳交通的概念,分折其内涵、构成要素(yo s)及要素间的相互关系(gun x);建立了城市低碳交通评价指标体系,从宏观上把握了发展城市低碳交通的关键因素;重点建立了城市低碳交通系统动力学模型,依据城市经济发展水平和城市交通现状,结合相关的低碳交通发

7、展政策,从微观上探讨城市低碳交通的具体的实现途径。总之,可以为未来我国全面构建城市低碳交通体系的发展规划,提供有力的理论驻础与实践保障。1.2国内外研究综述本文将对城市低碳交通评价指标体系和实现途径进行研究,涉及到城市低碳交通、低碳评价体系、系统动力学等相关理论。下面将结合这几个方面的国内外研究现状作相关介绍。1.2.1城市低碳交通理论研究随着全球气候等环境问题的恶化,世界各国逐渐开始关注社会经济发展与全球环境的问题。英国是欧盟成员国家中最积极推进减排的国家之一。英国于2003年在我们能源的未来:创建低碳经济(Our Energy Future: Creating a Low Carbon E

8、conomy)4中正式提出了“低碳经济”概念(Low Carbon Economy),至此,低碳经济受到越来越多的人的关注,与此同时城市交通作为城市社会经济发展的根本,城市低碳交.通的概念也应运而生,并且其也将成为未来城市交通发展的方向之一,逐渐受到越来越多的专家学者们的重视。英国交通部在2007年发布的低碳交通创新战略(Low Carbon Transport Innovation Strategy)t5】一文中分别针对公路、航空、铁路、水运提出了近期可能实现的前沿技术及未来的概念化的低碳交通技术的研究方向及政府政策制定方面的一系列导向措施。2009年4月,美国国会制定通过了2009美国清洁

9、能源与安全法案草案6。由此为契机,美国许多城市都对载客量较高的车辆给予优先权,通过鼓励市民减少单人独自开车、提倡多人合乘等策略,引导车辆提高运载率,降低空驶率,一方面缓解交通拥挤,同时也起到节约能源减少排放的作用。2009年4月,美国高速铁路远景7公开发布,由此国家建设投资开始转向高运量、低能耗的高速铁路。美国国会运输部门的报告Transportations Role in Reducing U.S.Greenhouse GasEmission(2010f从不同角度(jiod)论述了交通运输在减少美国温室气体排放中扮演的角色(ju s),提出(t ch)诸多策略,如:低碳燃料策略,燃料功率增加

10、策略,提高运输系统效率策略,减少高碳强度出行策略,碳收费策略,协同效应等。日本于2008年在日本低碳社会模式及其可行性研究(Japan Scenarios andActions towards Low-Carbon Societies) 9中提出了 2050 年二氧化碳排量将在 1990年水平上降低70%的目标,提出了构建低碳社会模式,在交通部门将采取措施使交通结构转向公共交通为主导的低碳交通发展模式,如:强化土地利用并加强城市功能、转变以公共交通出行为主导方式、提倡使用燃料电池车辆、提高能源利用效率等。BristovvA.L.等(2008) _研宄表明,在没有考虑个人出行习惯改变的前提下,技

11、术进步不能满足更为严格的碳减排目标,最有效的减排方法是综合使用各种措施,包括从价格上鼓励使用高效能的交通工具,改善公共交通的便捷性等。Hickman R.等(2010)】1提出了使用低排放汽车,替代燃料,定价制度,公共交通,步行和骑自行车,城市规划,信息和通信技术,更明智的选择,生态驾驶及速度较慢,长途旅行的替代等一系列减排措施。中国的能源资源的短缺和土地与环境容量对城市交通发展的现实约束,及国际社会关于中国减排的呼吁高涨,中国的城市交通应当避免高碳排放的发展方式口2。中国政府于2009年11月正式提出2020年单位GDP碳排放要在2005年基础上降低40%45%的减排目标13,标志着中国从此

12、走上低碳发展的道路。目前,国内外并没有对低碳交通给出统一的定义。国内学者宿凤鸣(2010)14给出的定义是“低碳交通是在对气候变化及其对人类生存严重影响的认识不断加深的背景下,以节约资源和减少排放、实现社会经济的可持续发展和保护人类生存环境为根本出发点,根据各种运输方式的现代技术经济特征,采用系统调节和创新应用绿色技术等手段,实现单种运输方式效率提升、交通运输结构优化、交通需求有效调控、交通运输组织管理创新等目标,最终实现交通领域的全周期全产业链的低碳发展,促进社会经济发展的低碳转型”。同时,他也给出了一个较为全面的实现低碳交通发展途径,即“低碳交通可通过针对各种运输方式的现代技术经济特征,采

13、用系统调节和创新应用绿色技术等手段,实现单种运输方式效率提升、交通运输结构(jigu)优化、交通需求有效调控、交通运输组织管理创新等目标,最终(zu zhn)实现交通领域的全周期全产业链的低碳发展,促进(cjn)社会经济发展的低碳转型。”国内的其他学者如张陶新12、万军、石京、王菌,张建慧等11517也分别对低碳交通进行了定义。国内部分学者从低碳交通的实现途径上也进行了研究。孙德红(2011)、人为城市低碳交通发展是一个系统工程,应采取新的发展模式,即:以政府、企业、公民为主体,以政府为主导,以市场为基础,以民间社会力量为辅助,从宏观、中观、微观三个层面,形成三个主体、三种方式、三个层面 “三

14、位一体”发展模式,应从城市交通规划、建设和营运等方面采取有效措施加快城市低碳交通的发展。邵亚申,张玉双(2012) 19】从交通基础设施的角度出发,以提高交通基础设施低碳性、增加各类交通设施体系间衔接有效性、提高交通基础设施建设的用地效率和用地整合度为分析路径,提出了实现低碳交通发展的具体途径和方法。陆礼(2012) 2从技术路线方面进行了研究,认为汽车的节能减碳应是低碳交通技术变革的重点。另外,陆锡明、陈飞等学者2125对上海 低碳交通进行了比较细致的研宄。综观国内外研究现状可以看出,在低碳交通领域,国外己经有很多研宄成果,英美的报告通过大量数据和实例来阐述“现行的交通模式是高碳化的”这一理

15、念,在此基础上对低碳交通的对策加以研究,并分析其在节能减排方面的真正作用和潜力。国内对于低碳交通的研究却大多仍停留在概念、特点和实现方法上宏观方向的政策建议研究,缺乏从整个城市交通系统角度进行的定量研究。1.2.2低碳评价体系研究(1)低碳经济评价体系研宄国外对低碳经济评价研究的起步较早,经过十几年的研究,取得了许多科研成果。评价对象集中在低碳能源、低碳技术、低碳政策、碳排放等领域,评价方法主要集中于低碳经济综合评价E3MG、ECLIPSE模型、投入一产出法,可计算一般均衡模型等。A.S Dagoumas、T.S.Barker ( 2010 ) 运用 E3MG(EnergyEconomyEnv

16、ironment Model at the Global level)分析英国(yn u)的碳排放情况,提出一些关于英国(yn u)脱碳路径的建议。HalTiirton (2008) 27在分析(fnx)能源研究和投资战略的基础上,构建 ECLIPSE 模型(Energy and Climate Policy and ScenarioEvaluation, ECLIPSE)来评估能源和气候变化政策的影响。A.Druckman、P.Bradley等(2008) _运用环境型投入-产出模型(Environmental Input一Output,EIO)对英国的碳减排情况进行分析。Jyoti Par

17、ikh、ManojPanda等(2009) 29通过投入一产出法(10)和社会会计矩阵(SAM)对印度经济发展的碳排放现状进行评估。Cheng F Lee 等(2007)(|在灰色理论(grew theory)和投入一产出理论(inputoutputtheory)的基础上,运用模糊目标规划(fuzzy goal programming)方法构建模型,模拟了三种碳税方案下碳排放减少的力度和政策对经济的影响。Mustafa H. Babiker(2005) 运用跨区域性的可计算一般均衡模型(CGE模型)来预算碳消费支出额。国内关于低碳经济评价主要是针对区域的低碳经济综合评价,评价方法主要集中在层次

18、分析法、模糊综合评判法、数据包络分析法、主成分分析法等。付加锋,庄贵阳,高庆先(2010) 以低碳产出、低碳消费、低碳资源、低碳政策和低碳环境为准则层,在目标层选取14个指标,用专家咨询法与数据包络分析的组合方法确定指标权重,构建低碳经济发展水平评价体系,为定量评估低碳经济发展潜力提供参考依据。李晓燕、邓玲(2010) 运用模糊层次分析法(FAHP)和主成为分析法对我国四个直辖市的低碳经济发展水平进行了综合评价,提出了直辖市发展低碳经济存在的问题和相应的对策。郭红卫(2010)【34运用模糊综合评判法对低碳经济的发展水平进行分析,以低碳能源、低碳技术、低碳社会、低碳城市、低碳产业、低碳市场和低

19、碳管理为评价指标,通过定量测度,探寻低碳经济的综合评价体系,并给出在两型社会建设中发展低碳经济的对策和建议。王淑敏(2011) 35基于低碳经济的理解建立了低碳经济发展水平的评价指标体系,运用主成分分析法和聚类分析法进行了对我国30个地区的低碳经济发展水平进行了评价,提出了具有针对性的发展策略。(2)低碳城市评价(pngji)体系研究城市(chngsh)作为人类社会经济发展的核心,不仅是最主要(zhyo)的能源消费区域,也是碳排放的主要区域。在进行低碳经济评价的基础上,构建低碳城市评价指标体系对于促进低碳城市发展具有重要意义。岛田居二等(2007) 构建了一种描述城市尺度低碳经济长期发展情景的

20、方法,并将此方法应用到日本滋贺地区。付允等(2010) 37综合考虑了经济、社会和环境等三个方面,描述了城市低碳的8大状态,使用23项具体指标来构建城市低碳水平的指标体系。孙菲,罗杰(2011) 38针对低碳生态城市的发展评价问题,采用对比分析的方法,分析了国内外生态城市建设指标体系和低碳社会指标构成,构建了低碳生态城市评价指标体系,并选择加权指数法对其进行综合评价。华坚,任俊(2011) 39在对国内外现有低碳城市研究进行梳理和对低碳城市进行界定的基础上,从低碳经济发展、低碳社会文明、低碳资源环境三个维度构建了城市低碳指标体系。引入ANPt4G方法建立了可量化的低碳城市评价模型,并对江苏省2

21、009年13个地级城市的低碳发展水平做出综合评价。易冬炬(2010) 41采用8?85软件因子分析法对中部六省会城市2008年低碳城市发展水平进行了实证分析,选择“绿色因子”、“能源因子”、“产业因子”和“宣传因子” 4个公共因子来反映中部省会发展低碳城市的主要驱动因素。杨德志(2011) 42以上海为例,通过主成分分析法,对由经济发展、低碳技术、低碳环境以及低碳社会四大子系统21个指标的低碳城市评价体系进行分析。霍震(2012) 43以广东省21个地级市为研究对象,根据低碳发展理念与目标,结合广东省的低碳发展路径,选取与低碳城市发展密切相关的14个基础指标,构建广东省低碳城市评价指标体系进行

22、综合评价。(3)低碳交通评价体系研究国外关于城市交通理一论的主要观点较为成熟、全面,并在实践中取得了一定的成效。VuchieVR-分析了城市交通系统的特点,用层次分析法和模糊综合评判进行交互评价。Xavier Rosello等学者则是从公交系统的功能优化为切入点,对城市公交网络的前期规划和后续调整(tiozhng)等问题进行专项研究,同时(tngsh)对城市交通系统中公交系统的评价(pngji)做了大量研究,但未考虑交通中能耗、污染物排放等关键的低碳指标。Ghaderi、Izadbaklish (2007 ) 45综合使用数据包络分析法(即DEA)和层次分析法(即AHP),建立系统仿真模型,以

23、分析评价目标交通运输系统。国内学者对关于城市交通系统评价的研究也取得一定的成果。蒋惠园,白帆(2010) 46通过对城市轨道交通方式能源消耗和排放量的比较,运用层次分析法与模糊综合评价相结合的方法,定量测算了城市轨道交通在节能、减排方面的贡献,在城市环境质量和城市生态方面的影响。周建琴(2011) 47针对城市慢行交通,建立慢行交通友好性评价指标体系。赵慧等(2012) 48研究了交通领域低碳策略的分类,构建了不同层次交通仿真模型与低碳交通策略评价的对应关系,提出了交通仿真技术在低碳交通策略方案评价中的应用步骤。以此为基础,选取碳排放量和机动车污染物排放量这两个典型数据作为低碳策略评价指标,研

24、究了不同出行方式比例对低碳类指标的影响分析与对比,以说明基于交通仿真的低碳交通策略评价方法的可行性和有效性。总的来说,我国城市低碳发展水平相对较低,在建立低碳评价体系的理论建设上起步较晚,关于低碳评价理论还不完善,其研究对象集中在区域性的低碳经济发展现状、低碳城市建设等,评价方法主要是综合合成方法、层次分析法等,针对低碳交通评价体系的研究还较少。因此,建立适应我国的低碳交通评价体系,不仅可以完善低碳评价理论体系,对建立低碳城市、低碳社会有着重要的指导意义。1.2.3系统动力学在交通领域的应用研究系统动力学方法是20世纪50年代美国MIT的J.W. Forrestert49a立的,是一种对社会经

25、济问题进行系统分析的方法论和定性与定量相结合的分析方法,是一门基于系统反馈控制理论,利用计算机仿真技术作为主要途径,定量地对系统发展的动态行为进行研宄一门应用学科,属于系统科学的一个分支。国内学者王其藩教授在他的著作高级系统动力学中阐述了其对系统动力学的内涵的理解5e,他认为“系统动力学是一门研宄信息反馈系统的学科,是一门探索如何认识和解决系统问题(wnt)的科学,是一门(y mn)交叉、综合性的学科”5。按照(nzho)系统动力学的理解,系统的行为模式与特性主要地取决于其内部的动态结构与反馈机制,系统在内外动力和制约因素的作用下按一定的规律发展和演化,应用计算机仿真运行及政策实验,得到系统未

26、来状态发展策略的动态序列。近年来,学界对系统动力学认识的逐渐深化及其本身的内涵也在不断丰富与发展,我们在城市交通规划、建设、管理、评价的等许多方面都越来越多的应用到系统动力学,并以此为契机在城市交通理论和实践中取得了很多经验。系统动力学的理论、技术及方法已经成为人们认识交通问题、解决交通问题的重要理论基础和工具。国外学者应用系统科学和系统动力学的理论与研究方法,近年来主要致力于研究分析交通系统与经济、环境之间的相互关系。瑞典经济学家布.安德森51以系统动力学中的突变理论为手段对交通与区域经济之间的关系进行研究,得到重要结论,他认为交通因素是区域系统演化过程中的慢”变量之一,区域交通系统的连续变

27、化(如路网的缓慢扩张等)在某些关键点处能诱发区域经济的“相变”,使区域系统的生产、布局、贸易关系等产生结构性的突变。Haghan,Ali (2003)52】提出用系统动力学方法建立土地利用与交通系统互动作用的模型,这个模型体系也被应用到Montgomeiy County,Maryland (蒙哥玛丽郡,马里兰)检验。模型参数用两种方法来估计:最小二乘法及系统行为学。Matthew D. Stepp(2009)通过系统动力学流图来分析温室,体减排政策对交通运输行业的影响以及交通运输行业对减排政策的反馈影响,为政策制定者提供量化的参考。在此着重介绍系统动力学在交通领域的国内研宄现状。王继峰等(20

28、08) 54在分析系统结构和因果反馈等工作的基础上建立了城市交通系统的SD (即SystemDynamics)模型,模型含人口、经济发展、机动车保有量、环境影响、交通需求、交通供给和交通拥挤等七个子系统,分析了不同的机动化发展政策下,城市发展和城市交通系统的发展趋势并提出了相应的建议和对策;李希娜(2009) 55运用系统(xtng)动力学理论,建立了由城市的交通供给情况、经济增长(zngzhng)情况与客运货运需求、生态环境(shn ti hun jn)条件以及城市交通运输系统投资分配四个子系统所组成的城市交通系统的SD模型,并依据模拟结果对政策提出相关的建议;许银甲(2007) 56用系统

29、工程的观点对公路货运系统进行了综合、动态的分析,构建了道路运输需求及供给的子系统动力学模型,通过计算机进行模拟预测公路的货运量;武颖娴(2007) t运用系统动力学的理论和方法,绘制出客运专线定价的因果关系图和流图,构建定价模型。李宇航,何世伟(2010) 采用系统动力学方法分析人均出行次数的影响因素,运用因果关系图及系统流图剖析人均出行次数与其他因素的因果反馈关系,最后分析相关政策措施及系统可能行为模式,为相关部门提供辅助和决策参考。李志鹏(2011) 59采用系统动力学方法和Vensini软件,对天津市公交车、出租车、地铁和私家车的数量以及各自出行量,构建模型来模拟车辆数量和出行量以及交通

30、能源消耗和碳排放。李积旺(2012)【6应用系统动力学方法研究城市交通方式结构的变化趋势,并在Venshn平台模拟上海市城市交通方式结构现有发展变化趋势。张建慧,雷星辉,李金良(2012)【61通过建立基于城市低碳交通系统的动力学模型,对城市低碳交通模型进行仿真模拟,提出要实现城市低碳交通,必须通过加强城市交通需求引导、改善城市交通结构、大力发展公共交通等途径。综上可见,国内的学者应用系统动力学方法对交通领域的研究,主要集中在对城市交通系统仿真、交通需求预测、交通票价的价格制定以及交通拥堵问题等问题的研究。交通领域的一系列研究都证明系统动力学的应用效果良好,能对客观系统有比较真实的反映,可以解

31、决交通系统中的实际问题。所以,系统动力学可作为低碳交通发展政策的政策模拟工具,为决策者提供决策依据。本文与己有研宄相比,将着力于城市低碳交通发展策略的系统动力学仿真研宄,根据仿真结果为相关部门提出初步的政策建议。1.3论文的主要内容及技术路线1.3.1论文主要内容本文以城市低碳交通为研究对象,在对城市交通系统分析的基础上,探索城市低碳交通的实现途径(tjng)。使城市交通的发展既能跟上经济快速发展的节奏,又能满足“低碳”的需求。研究的主要内容和方法(fngf)如下:.第一章绪论。主要介绍(jisho)论文的选题背景和意义、国内外研究现状,论文主要的研宄内容(结构框架)和研宄方法。第二章低碳交通

32、系统分析。本章作为论文的理论基础,首先介绍一些低碳交通相关的理论,如:低碳经济、低碳城市等,重点是研究城市低碳交通的内涵、低碳交通发展目标以及低碳交通的构成要素和相互作用关系分析。第三章创建城市低碳交通发展评价指标体系。在上一章对于低碳交通系统分析的基础上,构建城市低碳交通发展评价指标体系。第四章建立城市低碳交通的系统动力学模型。从城市经济、交通需求、交通供给、交通环境、低碳交通政策等系统要素入手,分析要素间因果反馈关系,构建系统的内在反馈机制。第五章以北京为例进行实例分析。根据因果关系图构建北京市交通系统的系统流程图,确定要素间的量化关系,建立方程式。运用Vensim软件,输入实际数据进行量

33、化分析,模拟现有政策下的北京市低碳交通发展趋势。第六章北京市低碳交通发展政策模拟及结果分析。模拟不同交通政策下的北京市低碳交通发展趋势,探究系统参数间的作用机制,比较政策实施效果,最后总结北京市发展低碳交通的政策建议。第七章结论和展望。对论文的主要研究结果进行总结,提出不足和今后努力的方向。1.3.2论文技术路线论文的主要技术路线如图1-2所示。2城市低碳交通系统分析2城市低碳交通系统分析2.1城市低碳交通相关理论概述2.1.1低碳经济2003年,英国能源白皮书我们能源的未来:创建低碳经济中最早提出了“低碳经济”(low-carbon economy)这一概念。对于低碳经济的定义,比较有影响的

34、是GDP与碳排放量的脱钩理论。所谓“脱钩”就是指经济增长与二氧化碳气体排放不断减少的过程,对于一个国家或者地区而言,发展低碳经济就是指经济增长与碳排放不断减少的过程,即碳排放和经济增长不断“脱钩”的过程。简单来说,低碳经济就是一种以低能耗、低污染、低排放为基础的经济发展模式,通过技术创新和制度创新来减少碳排放,减缓全球气候变暖,促进人类社会的可持续发展。低碳经济由5个基本要素组成:低碳技术:低碳技术是低碳经济发展的基础,其涉及的范围很广,包括石油、化工、电力、交通、建筑、冶金等很多领域,技术包括(boku)节能增效、传统化石燃料的转换(清洁生产(shngchn)技术等)、新能源和可再生能源开发

35、(kif)(风能、太阳能等)低碳能源:低碳能源是低碳经济发展的核心,重点是新能源和可再生能源的开发利用,也就是清洁能源(天然气、煤气等)替代化石燃料能源(煤炭、石油),新能源和可再生能源替代传统的可耗竭能源,最终实现碳能源向氢能源的彻底转化。低碳产业:低碳产业是低碳经济发展的载体,包括生态农业、采用低碳技术的现代工业和环保、节能减排、新能源、新材料等绿色产业,以及为这些产业提供服务的第三产业。我国单位GDP的能源消耗量较高,主要原因是在我国的国民经济产业结构中,工业所占比重很高,而且工业化还在不断快速发展,加上技术水平相比发达国家比较落后,能源效率较低,导致大量温室气体排放。因此,发展低碳产业

36、就成为转变经济发展模式的关键。低碳城市:低碳城市是低碳经济发展的重要组成部分,在城市规划建设和社会经济发展过程中,以低碳发展的理念为指导,以低碳技术为基础,通过合理规划,从产业、消费、交通、建筑等方面推行低碳发展模式,实现低碳化与经济同步发展的城市社会可持续发展的目标。低碳管理:低碳管理是低碳经济发展的保障,包括明确低碳经济发展的目标、完善相关的法律法规、推动管理体制和低碳技术创新等方面。总之,发展低碳经济,对我国这样的发展中国家来说,是一个新的机遇,不仅要考虑经济发展的问题,更重要的是,面对未来资源、能源短缺的现实和作为第一大温室气体排放国带来的国际舆论和政治压力,要解决这些问题的唯一途径就

37、是转变社会经济发展模式,发力发展低碳经济,实现我国经济的成功转型,2.1.2低碳城市根据世界自然基金会(World Wide Fund for Nature,WWF)的定义,低碳城市(Low-Carbon City)是指以保证城市经济得到适度、合理增长前提,资源能源消耗和碳排放处于相对较低水平的城市。而根据气候组织(The Climate Group)的定义,低碳城市在城市内推行低碳经济政策,以实现城市的较低水平碳排放,甚至是零排放的目标。通常我们认为,低碳城市是指在城市空间范围内发展低碳经济,倡导实施绿色交通方式和绿色建筑,转变居民消费固有观念,创新发展低碳技术,从而最大限度地减少碳排放。低

38、碳城市是经济、社会、环境协调发展的可持续(chx)城市化发展的道路,通过(tnggu)转变社会经济发展模式,来实现(shxin)在保证城市居民生活水平不断提高的前提下,减少温室气体排放。发展低碳城市是一项复杂的系统工程,主要包括以下几个方面:能源结构低碳化。城市是最主要的能源消费区域,城市的发展也离不开能源的消耗。因此,提高能源利用效率、优化能源结构是减少城市碳排放、实现城市低碳发展的根本途径。经济发展低碳化。经济发展作为城市发展的核心,是解决城市化进程中面临的各种问题的主要途径。因此,优化产业结构、发展低碳产业、实现清洁生产是保证城市社会经济稳定发展的同时,最大限度地提高资源利用效率、减少碳

39、排放的根本保障。社会发展低碳化。包括合理的城市规划,高效、便捷的城市交通,节能建筑的推广和城市居民绿色的生活方式等。随着低碳的不断发展,低碳这一概念己经深入到社会各个领域,从一 始低碳经济的提出,逐渐延伸到低碳社会、低碳城市、低碳交通等。为了更好的促进低碳经济的发展,交通作为社会经济重要组成部分,发展低碳交通势在必行,必将会起到关键的作用。2.2城市低碳交通概述2.2.1定义城市低碳交通是在满足城市不断发展的交通需求量,且不影响交通出行质量的前提下,通过交通需求行为管理、提高交通组织效率等方面,改善城市交通结构,并通过低碳技术创新、新能源交通工具研发和机动车尾气排放控制技术等,降低能源消耗,控

40、制城市交通的碳排放,使其零增长甚至负增长,或者是在城市交通碳排放所有增长的情况下,交通平均碳排放(每人每公里碳排放)能够降低,使城市交通和社会经济都能够向低碳化、可持续方向发展。从前面对低碳经济和低碳城市的相关概念分析中可以看出,城市低碳交通就是低碳”这一发展方向体现在城市交通领域的一种新的发展理念和行为方式,其实质就是提倡一种以高能效、低能耗、低污染、低排放为特征的新的交通发展模式,追求的是在社会经济发展过程中,交通与经济共同发展的一个动态平衡。2.2.2城市低碳交通内涵分析(1)低碳交通是一种新的发展理念,体现了社会的进步。发展低碳交通绝不仅仅追求的是片面的减少交通碳排放,而是在交通碳排放

41、降低或者是人均交通碳排放(pi fn)降低的同时,保证城市居民的交通需求(xqi)数量和质量不受影响,甚至(shnzh)有所提高,而且能够满足城市居民日益增长的交通需求。而且,“低碳交通”作为一种理念,应渗透到社会的各个角落和各个阶层。(2)低碳交通是一种行为方式,可以通过交通需求管理来优化交通出行结构,比如:人们在日常出行中既可以选择把传统动力的汽车置换为新能源汽车以达到节能减排的目的,也可以选择公交、地铁等公共交通方式出行,也可以换成步行、自行车等非机动交通行为。这样,低碳交通出行方式在总的交通出行结构中占据优势,非常有利于城市低碳交通的发展。(3)低碳交通发展注重交通效率的提高,不仅是提

42、高交通能源利用的效率,更重要的是提高整个交通系统的组织效率。通过合理的交通诱导和土地利用来减轻城市道路负荷,使整个城市交通系统的运行能够畅通、有序,改善了交通出行环境,使城市低碳交通能够可持续发展下去。(4)低碳交通的发展离不开低碳技术的创新与应用,通过交通节能减排技术、交通新能源开发技术、机动车尾气检测及控制技术等应用,减缓和控制碳排放的增长速度,依次实现城市交通向降碳、减碳、零碳进程迈进,从而达到发展城市低碳交通的目的。2.3城市低碳交通的构成要素分析低碳交通系统的构成要素由多种因素决定,一个合理的交通系统是整个城市交通安全、畅通、有序和高效运行的关键,也是进行城市规划方案评价优劣的重要参

43、考因素,因此需要对低碳交通系统构成要素进行分析。前面对城市低碳交通给出的定义和对城市低碳交通内涵的分析中,不难看出,城市低碳交通系统主要由以下几个部分组成:(1)居民出行系统,包括驾驶员、行人及乘客,是以城市居民出行所形成的城市交通流的主体,也是构成城市低碳交通系统的主体。交通出行系统、载运工具系统和城市路网系统共同构成了城市交通系统的基础。(2)载运工具系统,包括机动车和非机动车,在城市低碳交通系统中是以低能耗和低排放(或者零排放)的交通工具(如城市轨道交通、地面公交以及自行车等)为主导,各种交通工具的构成比例、技术水平、功能状态等是系统运转效率的基础性因素,直接影响整个城市低碳交通系统运行

44、的效率。(3)城市路网系统,包括城市交通土地利用情况,还包括城市道路、枢纽、站点等固定(gdng)基础设施组成的整体。城市路网系统的规划,直接影响(yngxing)着一个城市的交通运行状况和交通的组织效率(xio l)。城市路网的规划应以城市实际的交通需求和经济发展水平作为依据。(4)交通需求管理系统,通过源头上对交通需求进行科学引导,使交通供需达到相对的平衡,从而保证城市的交通运输能够有效地运行。交通需求管理是城市低碳交通发展的基础,它与交通组织管理系统和低碳交通技术管理系统共同组成城市低碳交通系统的“软件”。(5)交通组织管理系统,通过出行者、车辆和路网之间合理地协调,争取达到整个交通系统

45、组织效率的最大化。(6)低碳交通技术系统,包括新能源交通工具的开发和使用、低碳交通技术的研发、机动车尾气排放检测和控制技术等等,低碳交通技术是城市低碳交通发展的关键。(7)城市交通能源环境系统,主要是指城市交通的能源消耗和城市交通的碳排放。该系统作为城市低碳交通系统的一个输出部分,是最能直观的体现一个城市的交通是否低碳发展的因素。以上七个部分之间相互作用关系如图2-1所示。交通需求管理系统交通组织管理系统低碳交通技术协调 引导 控制城市路网系统?居民出行系统?运载工具系统交通能源环境系统图2-1城市低碳交通系统构成要素关系图Fig.2-1 The component of urban low-

46、carbon traffic system在城市低碳交通系统中,各个系统之间通过扣互协调、相互制约,共同维持城市交通的正常运转。载运工具系统通过城市路网系统中提供的各种服务为居民出行系统(xtng)提供越本的服务;交通需求管理通过(tnggu)协调城市上地与城市交通利用的合理程度、机动车保有量控制(kngzh)和机动车使用限制、引导居民低碳出行、优化城市出行结构,使城市交通供需能达到相对的平衡;这个过程中,同时耍依靠合理、完善、高效率的交通组织协调,通过增加交通供给、优化城市道路等级结沟等提高交通组织效率,以上几个部分共同合作,相互配合、相互协调,来降低交通能源消耗和交通碳排放,促逊城市交通系

47、统低碳、丨持续的发展。2.4本草小结本章着重对城市低碳交通系统进行了分析,明确了低碳交通的发展EJ标,SP:满足城市交通需求的前提下,采取一系列措施来降低城市交通消耗和碳排放,或者是在城市交通碳排放所有增长的情况下,降低交通的平均碳排放(每人每公里碳排放)。城市交通系统是由城市路网系统、居民出行系统和运载工具系统组成的复杂的动态系统,通过交通需求管理、交通组织管理和低碳交通技术改进等三方面相互影响、相互作用来降低城市交通能耗和碳排放,从而能够达到城市低碳交通的发展目标。3城市低碳交通评价指标体系3.1构建低碳交通评价指标体系的作用低碳交通作为低碳经济的一个重要的组成部分,其实质就是一种低能耗、

48、高能效、低污染、低排放的交通发展方式,核心在于提高交通运输的能源效率、改善交通运输的用能结构、优化交通运输的发展方式,最终改变以传统石油能源为代表的以高碳排放为特征的发展方式。构建城市低碳交通评级指标体系,对城市低碳交通发展现状进行评价,不仅能够清楚地掌握目前城市低碳交通的发展水平,还能够及时发现城市交通发展过程中存在的问题,引导交通管理者在未来发展低碳交通的工作中应该努力的方向,是城市交通低碳化、可持续发展的基础。3.2评价指标体系的建立原则在低碳交通的评价中,评价指标体系的构建是评价工作顺利完成的必备环节,也是最重要的一个环节。一个系统完备、合理可行、易于操作的评价指标体系是保证评价(pn

49、gji)结果可靠、评价工作顺利进行的前提和基础,是推进城市低碳交通(jiotng)建设、发展目前交通(jiotng)问题、提出相应改进措施的重要依据。评价指标体系的构建应当遵循以下原则:(1)整体完备性原则城市低碳交通系统评价指标体系是一个完备的系统评价体系,所选取的指标能够从不同的方面反映出评价对象的现状和特征,能够完整的表达城市低碳交通系统的结构功能。评价体系不仅要保证整体的完备性,同时也要考虑所选取指标的数量,保证选取的指标以一方面可以足够达到评价的目的,全面地对对象的功能状态有所反映,另一方面也能便于资料收集、量化工作以及确定指标的权重。(2)客观性原则保证了评价指标的客观性,才能使评

50、价结果客观准确、科学合理。同时,也需要保证准确可靠的数据来源和科学的评估理论方法。(3)科学性原则指标体系建立过程中,必须以在统计理论、系统理论、管理与决策科学理论等指导下,使各指标能在反映城市低碳客运交通系统的技术性能、经济、社会和环境效益的过程中能够更加科学、合理、客观。 (4)层次性原则根据评价目的的层次性,为保I正评价表现的准确性,需要选取相应具有层次性的指标,当然,这对于指标权重确定和衡量系统的效益有一定参考价值。(5)可操作性原则建立评价指标体系应当能够在实际操作中体现其价值,因为它是为进行综合交通系统评价服务的。因此,在确立指标时,必须确保所定指标具有相应的实用功能、操作简便、容

51、易获取所需数据等。一般来说,交通评价体系是否成功,不仅是判断它在反映评价对象的功能和状态时是否全面、客观,更重要的是要充分考虑评价工作的开展,指标量化所需数据是否能够方便、准确的获取。同时针对现有的其他评价模型和方法,进行优化改善,这样才能保证评价工作顺利开展。(6)可比性原则评价是以价值为评判标准来考察个体各自之间、个体与标准之问的相对优劣,必须在平等、存可比性的价值体系下才能进行,保证低碳交通系统各方面性能在横向(hn xin)(时期(shq)相同,区域(qy)不同)和纵向(区域相同,时期不同)都具有相应的可比性。(7)独立性原则评价的指标选取能够独立地反映系统的某一方面,同层次上的措标应

52、该具有独立性,不会相互影响,保证指标能够从不同方面反映城市低碳交通系统发展的实际情况。3.3评价指标的选择本文所研宄的城市低碳交通系统,其本身的复杂性、多层次和涉及范围的广泛性,再报据上述原则,结合第二章对低碳交通系统的分析,把城市低碳交通系统的评价指标分为3个方pi:低碳技术指标、交通需管理指标和组织效率指标。城市低碳交通评价指标3.3.1建立城市低碳交通系统评价的层次结构模型城市低碳交通系统评价的层次结构模型如图3-2所示由从上到下的目标层A、评价子系统层B和评价指标层C组成。A层为系统的总目标,即确定城市低碳交通评价指标的权重,只有一个要素;B层为准则层,表示采取某方案来实现预定总目标所

53、涉及的中间环节。C层为指标层,表示要选用的解决问题的各种措施、策略和方案等。A:城市低碳交通评价指标体系B,:低碳技术指标B2:需求管理指标1B3:組织效率指际Ci Ci C、 C.I C5 Co C7 Cg C9 C|o Cii C|2 Ci3 C|j C|5新 低 燃 燃 机 机 城 公 人 地 轨 城 路单单能 碳 油 油动 动市共 均面道 市 网 位 位源 交 机 机 乍 车 交交道 公交道 平 里 里交 通 动 动 出 保 通 通 路 交 通 路 均 程 程通投车 车行有 与出面 线运等 车人人工 资百百 次量城 行 积 网 营 级 速 均 均具 比 公 公数市分密里结能 碳使 例

54、里里土担度程 构耗 排用能 碳地率放率耗 排利 放用协调程度图:!-2由评价(pngji)指标体系构造的递阶层次结构摸型Fig.3-2 Hierarchical structural constructed by the evaluation index system3.3.2低碳技术指标Bi(1)新能源交通工具(jiotng gngj)使用率Ci新能源交通工具指的是不再使用传统化石(hush)燃料为能源,而依靠新能源,比如:太阳能、风能、电能等清洁能源作为动力来源的交通工具。目前,我国交通消耗的能源大多是化石燃料,其本身不仅是不可再生 能源,燃烧时排放的有害气体又是造成交通高碳化的最重要的原

55、因,所以,要改善交通能源结构,推广新能源交通工具的使用。目前,投放市场的新能源交通工具主要有纯电动汽车、混合动力汽车、天然气和液化石油汽车等等,这些新能源交通工具的共同的优点就是采用清洁能源,能有效减少能源消耗,能源利用率高,碳排放少或者接近零排放,是未来发展城市低碳交通的趋势。e .,1新能源交通工具量新能源交通工具比例=一:!:交通工具总量其中,新能源交通工具使用量包括私人交通中新能源交通工具的使用量和公共交通中新能源公共汽车的使用量。(2)低碳交通投资比例C2低碳交通投资比例是指用于发展低碳交通的投资占城市交通总投资的比例。发展低碳交通的投资具体有对城市公共交通建设的投资、改善城市基础设

56、施建设投资和对低碳交通技术的投资等,但这个比例并不是越高越好,也要结合城市自身具体情况、城市(chngsh)经济发展水平和低碳交通的发展成效来综合评定。计算公式如下:低碳交通(jiotng)投资比例=上H城市交通总投资(tu z)(3)燃油机动车百公里能耗C3低碳经济视角下的北京公共交通发展研究中提到,燃油机动车的百公里能耗约为68克标准煤/人?公里,通过技术改进,提高机动车燃油效率,从而降低燃油机动车的百公里能耗,一定能够有效地降低城市交通的总能耗。(4)燃油机动车百公里碳排放C4城市交通的碳排放量大部分都来自于燃油机动车的尾气排放,低碳经济视角下的北京公共交通发展研究中提到,燃油机动车的百

57、公里碳排放约为135克/人里,如果通过改善机动车尾气检测和控制技术,一定能够有效地降低城市交通的碳排放。3.3.3交通需求管理指标B2交通需求管理可以概括地定义为:通过调整城市土地规划布局,影响出行者19北京交通大学硕士学位论文-3城市低碳交通评价指标体系的出行观念和行为,而达到减少或重新分配出行对空间和时间需求的目的。低碳交通不仅仅是单方面的降低能耗、减少碳排放和增加交通经济效益,还包括城市交通供需是否均衡,城市居民的需求和出行是否方便等。有效的交通需求管理,可以从源头上降低碳排放和能源消耗。如果能改变交通出行的方式,尽可能选择低碳交通出行方式,还有尽可能减少不必要的出行发生,合理利用有限的

58、道路资源,也可以促进城市低碳交通的发展。(1)机动车出行次数C5随着人们对机动车的需求量不断增高,与世界上其他大城市相比,我国城市机动车出行特点独树一积。以北京市为例,据交通部门统计数据显示,机动车出行距离较短,5公里以下的出行比重为44%;与东京、伦敦、香港和洛杉机相比,北京市机动车每天的行驶公里数也是最高的,是东京的2.3倍,机动车被当成自行车一样被过度使用。针对这一特点,交通需求管理通过限制机动车出行,引导机动车合理使用,来促进机动车出行向公共交通出行转移。(2)机动车保有量C6城市机动车保有量增长速度过快,造成城市交通拥堵现象日益严重,给整个城市交通带来巨大的压力(yl)。交通需求管理

59、通过限制机动车保有量,尤其(yuq)是私人小汽车(qch)的保有量,协同机动车出行限制政策,在一定程度上可为城市交通路网减轻压力,同时也能够减少城市交通的碳排放。(3)城市交通与城市土地利用协调程度C7城市土地利用问题是城市交通问题产生的根源,土地利用是城市交通问题产生的根源,用地性质从源头决定了交通需求。城市规划与交通规划协调发展,一方面,可以发挥交通规划对城市布局和土地利用的引导作用;另一方面,通过城市规划可以合理安排居住区域与就业区域,从而控制出行需求,实现削减交通需求总量减少道路交通拥堵的目的。(4)公共交通方式分担率Q以低能耗、低污染为基础的出行方式,倡导在出行中尽量减少碳排放和能源

60、消耗,是倡导低碳交通的深层次表现。公共交通出行方式这里指的是地面公交出行和轨道交通出行。公共交通出行分担率是指地面公交出行量和轨道交通出行量之和占城市总出行量的百分比,该指标体现了城市交通结构的合理性,是衡量城市低碳交通系统发展、促进城市交通结构更趋合理的重要指标。计算公式如下:公共交通方式分担率=么出:城市出彳了总量公共交通出行量=地面公交出行量+轨道交通出行量3.3.4交通组织效率指标B3交通组织效率是指城市交通系统运行的有效性,决定交通组织效率高低 首要条件是城市交通系统中的各种资源的最优配置和最优利用。(1)人均道路面积C9人均道路面积是指城市道路面积(道路指有铺装的宽度3.5米以上的