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前沿热点 | 道路交通低碳转型面临的机遇与挑战

01 国际道路交通行业低碳转型的目标及现状

 

在全球范围内,随着乘用车和客运及货运量的持续增长,交通部门占温室气体排放总量将越来越大。2017年, 欧盟道路交通部门占欧盟排放总量的18.24% [1]。欧盟最高气候法规“欧盟气候法”目前的气候目标是在2050年达到碳中和,且计划近期纳入道路交通部门相关碳排放[2]

 
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图1 欧盟道路交通部门的二氧化碳排放总量

 

与电力和工业部门不同,将与道路交通有关的温室气体排放与经济增长脱钩是非常具有挑战性的。自2014年以来,欧盟与道路交通有关的温室气体排放甚至出现了反弹,没有跟随欧盟的总体排放下降趋势。根据欧洲能源署(EEA)的数据,2016年乘用车碳排放占比达到60%(汽车+轻型卡车+摩托车),其中汽车的碳排放占比已达到50%。今年,欧盟规定100%的新登记乘用车平均碳排放降至95,2030年则需继续降至59.4),超额部分将根据新法案EU 631/2019处以高额罚款[3]

 

不仅如此,汽车发动机减排技术的科技进步也逐渐陷入瓶颈,通过持续改进燃油发动机目前仅能减排不到1%,离2021年的排放目标仍存在巨大的差距。甚至在2019年,乘用车碳排放不降反升,重回122.4g CO/km。

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图2 欧盟碳排放奖励政策

 

在燃油车较难实现减排目标的背景下,发展新能源车是传统车企的唯一出路,各国也通过对电动车行业采取奖惩机制(税收优惠和碳排放罚款)加速这一进程。美国(加利福尼亚)、英国和法国已经宣布在2035年至2040年期间实现新生产的乘用车100%电动化。

 

 

02 我国加速道路交通部门的低碳转型

 

国家主席习近平同志在2020年9月22日第75届联合国大会一般性辩论和2020年12月12日的气候雄心峰会(Climate Ambition Summit)上宣布了我国在2030年前实现二氧化碳达峰和2060年实现碳中和的目标,交通部门的去碳化对于这些目标显得尤为重要。

 

根据我国官方的二氧化碳排放清单,2014年交通部门占全国能源相关二氧化碳排放的9%,是继电力、工业和建筑部门之后的第三大来源。其中,道路交通占交通部门总碳排放约74.5%,是交通领域实现碳减排的减排重点。如若不采取节能减排措施对交通部门碳排放进行干预,我国交通部门碳排放将快速上升,2050年排放量将达到29.6亿吨,是2014年的3.5倍,交通部门排放占比也将从2014年的9%上升至2050年的16.8%,成为我国未来碳排放增长的重要来源[4]

 

交通排放亦是城市空气主要污染源之一。在我国城市,交通行业相关的PM2.5的20-50%(例如,深圳52%,北京45%,广州22%),在一些城市甚至是主要的排放源。为了治理空气污染,我国推出了《打赢蓝天保卫战三年行动计划》,并采取了诸如引入中国第六阶段排放标准(国六)、促进采用新能源汽车、改善燃料质量、促进模式从公路向铁路和水路转移等措施。尽管我国在遏制与交通有关的空气污染方面取得了飞跃性进展,但仍然缺乏有效实现交通部门脱碳的战略、统计系统和政策。

 

为实现从现有高碳排放模式往低碳模式转型,实现我国全面碳中和,交通部门需借鉴国外先进经验,采取以下措施[4]

 

充分发挥燃油经济性潜力,逐年提高汽车燃油消耗标准。乘用车、客车与货车的低碳化将在2013-2050年可以带来27%的累积减排量。

 

② 加快乘用车和轻型货车的电动化和重型货车、航空、航海领域生物质燃料的推广。燃料结构调整可以贡献高达55%的累计减排量。

 

合理的城市规划和公共交通基础设施建设,包括公交、城轨、城际铁路的建设将带来17%的累计减排量。

 
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图3 减排措施累计贡献量对比

 

在国家层面,最有全国推广潜力的政策是逐年提高汽车燃油消耗标准和加快推进车辆电动化。

 

全球两个主要的汽车市场,美国和欧盟,已经对客运和货运车辆采用了先进的温室气体法规。相比之下,我国一直依靠温和的燃料消耗标准来规范车辆的燃料效率。摆脱对燃油乘用车的依赖与我国正在推进的国六车辆排放标准形成协同效应至关重要。

 

此外,我国是汽车电动化的先行者。从2015年到2021年初,我国的新能源汽车的数量从58万增加到550万,达到了世界第一。但2019年电动车在中国汽车总销量中的占比不到6%[5],远低于挪威的56%、冰岛的23%和荷兰的15%[6]。但是,即使电动车的市场份额超过80%,并且到 2050 年全面过渡到可再生能源,机动化率飙升仍会导致中国的交通排放量居高不下(如图4所示),与我国承诺的2060年实现碳中和相去甚远,因此如果仅仅依靠100%电动化实现碳中和是极具风险的一种手段。

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图4 在不同机动化率和能源转型情景下中国道路交通从油井到车轮的温室气体排放量

 

为了实现交通脱碳,中国应该从解决对乘用车依赖的角度出发。在维持稳定的电动车市场占有率目标份额的基础上(如图4所示,小汽车和公共交通2040年非石化能源占比分别达到77%和53%),到2050年交通部分的排放量将达到目前水平的15%[7],通过合理的城市规划和公共交通基础设施建设实现的减排量比仅仅通过大力发展电动车市场的战略所能实现的减排量要高出数倍。

 

 

03 广东和深圳的道路交通行业低碳化转型

 

在产业结构升级和城市化趋于平稳后,道路交通部门将成为广东省未来与能源有关的二氧化碳和空气污染物排放的主要贡献者。目前,大湾区交通运输有关的二氧化碳排放占与总排放量的31%。

 

在经济结构和能源结构快速转型的推动下,广东省有可能在我国道路交通部门的脱碳进程中走在前列,主要与以下三个关键因素有关:

 

① 城市化:广东城镇化水平介于83%至100%之间,与发达国家相当。随着城市化的饱和,人均能源消耗(和二氧化碳排放)的增长将放缓。

 

② 电力结构:西部省份的水利发电量约占广东总耗电量的30%。可再生能源(太阳能和风能)目前占广东省电力消费的4%,预计2030年将提升至19%。电力结构的低碳化将有利于显著降低新能源汽车的全生命周期的排放(与传统燃油车排放相比),包括车辆生产、电池生产、制造回收利用等环节[8]。

 

③ 深圳在公共汽车和出租车车辆电动化方面都处于领先地位,2020年均实现了近100%的公交车电动化。其他碳减排措施包括采用近地电动车,提高客运和货运车辆的利用率,以及降低交通燃料的碳强度[9]

 

 

结语
 
1.深圳可率先探索建立道路交通碳市场
 

2021年7月15日,全国碳排放权交易正式启动,纳入首批行业全部为电力行业,十四五期间,随着法规的完善,未来碳交易所将涵盖包括交通在内的所有行业。深圳自2013年6月在全国率先启动碳排放交易市场以来,重点工业企业和大型公共建筑碳减排效果显著,然而,关于道路交通行业的纳入虽然有相关讨论[3]却至今并未被纳入管控行业范围。主要原因在于缺乏实时道路交通移动排放源的能耗统计、MRV(测量、报告和核准)方法、配额分配基准和碳排放核算基础。

 

如何建立道路交通碳市场在国际层面并未达成广泛共识。迄今为止,只有美国加州通过向燃油经销商分配配额来实现交通行业碳定价,欧盟也在考虑将公路交通运输工具移动排放源纳入碳市场管控范围。欧盟碳市场目前对于温室气体排放的覆盖比例为45%,这些排放主要来自于电力和工业部门。如果纳入道路交通排放这一比例将会提高到66%[10]

 

2021年3月,深圳市生态环境局发布的《深圳市生态环境保护“十四五”规划(征求意见稿)》中,提出“深化碳交易在交通、建筑等领域的协同减排作用,有序扩大市场覆盖范围。”深圳市已经实现100%的公交、出租电动化。因此,可研究探索将公交车、出租车、地铁等道路交通行业如何深度参与全国碳排放权交易市场、如何与国际碳市场链接等交易机制。

 

2.道路交通行业减排政策的互补性和协同性
 

深圳是国家首批低碳试点城市,具有较好的碳达峰、碳中和基础。2020年,深圳的碳排放总量增幅逐步放缓,碳排放强度稳步下降,单位GDP能耗和碳排放强度已降至全国平均水平的1/3和1/5 [11]

 

然而,随着我国城镇化推进,道路交通碳排放未来一段时间内还有呈增长的趋势,可以预测,排放占比不低的道路交通部门将成为接下来的减排重点,减排责任将从电力、工业行业逐渐转向交通部门。

 

目前深圳市已有的道路交通减排相关政策包括新能源汽车补贴、车辆碳排放标准等。2021年,新能源汽车财政补贴即将结束,碳交易可能是替代新能源汽车补贴非常有效的措施。我国目前尚未实施碳税,2021年德国征收碳排放税价格为10欧元/吨,这将使汽油和柴油的价格每公升上涨3欧分。

 

笔者认为,深圳市未来道路交通相关政策应关注全生命周期新交通基础设施的建设的碳排放、终端用户的低碳出行行为奖励等。在实施过程中,需要额外注意的是深圳与广东省和其他省份地区的产业结构不同,经济发展水平不同,因此减排成本不同。要考虑到政策互补性和协同性,如碳交易市场中配额分配可能带来的不公平问题、碳价沿消费链条传递至终端用户支付油价问题等等。

 

3.太阳集团电子游戏碳排放工程实验室项目
 

太阳集团电子游戏先后于2013年,同德国国际合作机构(GIZ)合作开展《支持深圳缓解城市交通拥堵建设低碳交通体系》课题研究;2014年,在课题研究基础上,成功建立了深圳市道路交通排放检测平台,实现利用交通需求模型和精细化交通排放计算模型,对交通运行状况、典型工况、排放因子和排放核算等多维度,进行碳排放检测;并最终于2017年,获得深圳市发改委资助,成立交通碳排放工程实验室。截至目前,该实验室已经能够通过多种手段(①多数据挖掘分析②建立本地机动车排放因子库③多维度排放扩散模型④排放扩散模型验证⑤全方位检测平台),实现对全市交通排放数据掌握、交通模式长期跟踪和碳排放扩散环境影响分析。未来,太阳集团电子游戏将依托深圳市作为低碳试点城市,结合自身技术实力,不断推进深圳市交通运输领域碳排放检测和节能减排,早日实现深圳市交通领域碳达峰及碳中和。

 

 

参考文献

[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] 中国交通部门中长期低碳发展路径研究.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] 5亿辆汽车的问题:中国交通脱碳需要做什么?(2021). Available from: https://blogs.worldbank.org/zh-hans/voices/500-million-vehicle-question-what-will-it-take-china-decarbonize-transport#_ftn8

[8] 深圳拟推5大举措降低碳排放(2021). Available from: http://www.sz.gov.cn/cn/xxgk/zfxxgj/zwdt/content/post_8586303.html

[9] 道路交通有待纳入碳交易(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] 公交出租将纳入碳排放交易范围(2014). Available from: http://jtys.sz.gov.cn/zwgk/jtzx/gzdt/content/post_4319401.html

 

 

 

工程设计一院

撰写:耿嘉隆

审核:樊继奎

审定:覃国添

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