“双碳”背景下交通运输行业技术发展建议_朱育严.pdf

“双碳”背景下交通运输行业技术发展建议朱育严上海新能源科技成果转化与产业促进中心摘要：交通运输是能源消耗及碳排放第二大行业。在碳达峰碳中和的目标要求下，为应对我国交通基础设施网络、运输装备总量、运输服务需求及人均交通用能的快速增长，分析当前交通行业碳排放现状和发展趋势，指出交通领域碳减排面临的主要困境和挑战，从规划、建设、运行、系统层面提出应对策略，加快开展低碳交通相关研究，为实现交通运输行业低碳转型，制定交通运输碳减排政策措施提供强有力的支撑。关键词：交通运输；低碳交通；碳达峰碳中和；碳减排；公共交通；绿色发展DOI:10.13770/ki.issn2095-705x.2023.02.004Suggestions on Technical Developmentof Transportation Industry under Back-ground of Double CarbonZHU YuyanShanghai New Energy Center for Technology Transfer and In-dustry PromotionAbstract:Transportation is the second largest industry in energy con-sumption and carbon emissions.Under the goal of Carbon Peaking and收稿日期：2022-10-10作者简介：朱育严（1980-11-），男，硕士，工程师，主要从事上海市科委交通科技项目管理及国内合作工作SHANGHAI ENERGY SAVING2023年第 02 期SHANGHAI ENERGY SAVING上海节能No.022023SHANGHAI ENERGY SAVING上海节能低碳专栏LOW CARBON COLUMNSHANGHAI ENERGY CONSERVATION上海节能SHANGHAI ENERGY CONSERVATION2018 年第 07 期 LOW CARBON COLUMN低碳专栏Carbon Neutrality,in order to cope with the rapid growth of Chinas transport infrastructure network,total trans-port equipment,transport service demand and per capita transport energy consumption,the author analyzesthe current status and development trend of carbon emissions in the transport industry,points out the main diffi-culties and challenges faced by carbon emission reduction in the transportation sector,puts forward counter-measures from the planning,construction,operation and system levels,speeds up the research on low carbontransportation,and provides strong support for the realization of low carbon evolution in the transportation in-dustry and the formulation of carbon emission reduction policies and measures for transportation.Key words:Transportation;Low Carbon Transportation;Carbon Peaking and Carbon Neutrality;CarbonEmission Reduction;Public Transportation;Green Development0 引言气候变化是当今人类面临的重大全球性挑战。联合国IPCC AR6报告(2021年）1数据显示，目前全球地表平均温度较工业化前高出约1，如果在未来几十年内不大幅减少CO2和其它温室气体的排放，21世纪将面临超过1.5 至2 的全球升温，届时高温和极端天气将严重威胁人类的生命与财产安全。控制和减少CO2等温室气体排放是保护地球生态环境的重中之重。目前，全球已有130余个国家和地区相继提出“碳中和”或“零碳”目标。习近平主席在第七十五届联合国大会宣布中国力争2030年前CO2排放达峰，2060年前实现碳中和的目标愿景2。随后，习主席在联合国气候雄心峰会上进一步宣布到2030年，中国单位国内生产总值CO2排放将比2005年下降65%以上3。1 交通运输行业碳排放现状国际能源署（IEA）统计数据4显示，2020年全球碳排放主要来自能源发电与供热、交通运输、制造业与建筑业三个领域，占比分别为43%、26%、17%（见图1）。由此可见，交通运输行业是第二大碳排放源。我国作为交通大国，高速公路通车里程、高速铁路与城轨交通运营里程均为世界第一，交通运输行业碳排放年均增速保持在5%以上，是温室气体排放增长最快的领域。碳排放总量占全国终端排放量约15%，其中公路占74%、水运占8%、铁路占8%、航空占10%左右。从美国等已实现碳达峰的主要发达国家发展历程看，交通部门能耗占终端能耗比重大，基本上都稳定在20%到40%之间。图1 2020年全球碳排放来源构成2 交通领域节能降碳面临的挑战随着交通基础设施网络不断完善，运输装备总量快速增加，运输服务规模持续增长，交通领域的碳排放占比仍面临进一步增长的挑战（见图2）。2.1 交通基础设施是行业绿色低碳转型的重要领域我国交通基础设施体量庞大，建设总量跃居世界前列。随着交通基础设施网络不断完善，碳排放强度较高与生态环境协调发展不足的问题逐步凸显。“双碳”背景下交通运输行业技术发展建议135SHANGHAI ENERGY SAVING上海节能No.022023低碳专栏LOW CARBON COLUMN2.2 交通运输是居民出行和物流服务的基础支撑和保障随着经济社会的快速发展和人民生活水平的不断提高，交通运输需求总量、运输装备保有量持续增加，碳排放总量仍将持续增长（见图3）。2.3 出行者对交通服务品质满意度的追求不断增强全社会对运输时效性、个性化、舒适度等的要求越来越高，运输服务规模持续增长，单位运输周转量能耗水平已接近发达国家，单位碳排放下降面临瓶颈。图2 交通CO2排放占比（世界资源研究所）图3 2010-2019年汽车拥有量增长统计2.4 交通行业实施节能降碳资金需求量大政府间气候变化专门委员会第六次评估报告（IPCC AR6）1中指出，交通运输行业碳减排成本明显高于工业、建筑等行业（见图4）。综上所述，相较于工业、建筑等领域，交通运输行业是实现“双碳”目标的重点和难点领域。3 交通行业低碳转型政策支撑碳达峰碳中和目标对我国交通运输领域而言，既是行业发展的重大挑战，也是行业绿色转型的重要机遇。自2020年提出“双碳”目标以来，中国基本构建起“2+N”政策体系，中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和136SHANGHAI ENERGY SAVING2023年第 02 期SHANGHAI ENERGY SAVING上海节能No.022023SHANGHAI ENERGY SAVING上海节能低碳专栏LOW CARBON COLUMNSHANGHAI ENERGY CONSERVATION上海节能SHANGHAI ENERGY CONSERVATION2018 年第 07 期 LOW CARBON COLUMN低碳专栏工作的意见5和 2030年前碳达峰行动方案6为我国碳达峰碳中和目标的实现描述了更清晰的路线图。在优化交通运输结构方面，明确要加快建设综合立体交通网，大力发展多式联运，提高铁路、水路在综合运输中的承运比重，持续降低运输能耗和CO2排放强度，推广节能低碳型交通工具，积极引导低碳出行。在增强交通运输绿色转型新动能方面，提出要强化绿色低碳发展规划引领，将碳达峰碳中和交通运输工作目标要求全面融入各地区交通运输中长期发展规划。交通强国建设纲要 和 国家综合立体交通网规划纲要 作为指导交通强国建设的纲领性文件，同样对低碳交通发展做出了擘画：一方面提出强化节能减排、打造绿色高效的现代物流系统等战略方向；另一方面明确促进交通能源动力系统低碳化、优化调整运输结构等实施要求，指明了交通能源结构和交通运输方式低碳化两个重要方向7。4 上海市交通行业技术发展建议科技创新是实现碳达峰与碳中和目标的重要保障，其实质是从一个新的视角、新的约束条件对现有和未来的技术进行全面的审视、评估和筛选，是技术转型和升级换代，涉及交通的整个领域、整个过程和全寿命使用阶段。碳排放涉及交通领域各方面和各环节。近中期，交通运输规模仍呈现中高速增长，加之上海市道路交通总体规模庞大，碳排放量居高不下且呈持续增长态势8，亟须大力发展和推广应用交通降碳减排技术（见图5）。面向“双碳”目标，交通运输行业主要技术策略图4 典型发达国家交通运输CO2排放量图5 交通领域涉碳环节“双碳”背景下交通运输行业技术发展建议137SHANGHAI ENERGY SAVING上海节能No.022023低碳专栏LOW CARBON COLUMN是低碳化、减量化、可再生和高效率，主要技术手段是升级建设和管理技术，全面采用智能技术，显著提高设施和交通运行的效能。4.1 规划层面：碳排放推演评估平台综合交通规划是调节交通运输需求、优化交通出行结构、均衡交通流时空分布、控制交通拥堵的根本，是交通领域实现减碳、脱碳目标的首要环节。上海新一轮规划中的城市更新战略也为从规划层面进行交通减碳提供了可能。将“双碳”目标纳入交通规划评估体系，明确交通领域的碳核算范围与边界，建立综合交通系统规划碳排放评估推演平台，攻克“双碳”目标驱动下的用地-交通联合规划理论与方法、枢纽/港口等重大交通基础设施选址布局优化方法、轨道/常规公交等多层公交线网一体化规划方法、既有城市路网更新与容量拓升等关键技术，具有重要意义。1）搭建综合交通系统碳排放核算方法、标准与推演评估平台通过分析交通领域碳排放核算对象、方法，明确部门间、区域间的碳排放核算边界、范围，面向由道路、轨道、水运、航空等组成的综合交通系统，制定全行业一致的碳核算标准。优化现有交通规划方案评估技术体系，引入碳核算技术指标，建立“双碳”目标引领下的规划方案评估技术体系。基于大数据、区块链等构建多式交通碳排放综合评估推演平台，支持综合交通系统规划方案的碳排放评估与预测。2）研发五大新城“双碳”交通规划建设关键技术（1）交通-用地联合规划理论与方法，重大交通基础设施选址优化研究城市用地更新与交通系统更新的耦合效应，建立耦合效应下的交通系统碳排放核算模型，构建“双碳”目标下的交通-用地联合规划理论与方法。（2）多层公交线网一体化运行及通勤MaaS+公交专用道”出行模式以“减碳”为目标，研究多源数据条件下公交出行需求的大数据分析技术，研发分层异构公交网络设计与重构技术，实现轨道交通与常规公交“一张网”规划，创新“通勤MaaS+公交专用道”出行模式，缓解轨道交通客流负荷与碳排放压力。（3）路网更新与容量拓升技术以减少城市道路网络交通运行过程中的能耗和碳排放为目标，针对交通需求的快速增长与路网建设空间逐渐减小的矛盾，构建既有设施规模下路网更新方法与容量动态拓升技术体系，提高系统运行效率，减少因交通拥堵导致的碳排放。4.2 建设层面：减量化、工业化的低碳建造技术交通基础设施是交通行业重要的载体。面向“双碳”目