论可持续交通系统的构建——基于气候变化和能源消费的角度分析<br/>

论可持续交通系统的构建——基于气候变化和能源消费的角度分析

2010-03-13陆晓召南开大学经济学院天津300071

当代经济 2010年9期

○陆晓召（南开大学经济学院天津 300071）

1963年，加利福尼亚大学圣巴巴拉分校的GarrenttHardin在《科学》杂志上发表了一篇题为《公共物品的悲剧》（TheTragedy oftheCommons）的文章。随着经济发展引发一系列问题的产生，这篇文章的影响越来越大。哈佛大学的HarveyBrooks探讨了现代版的公共物品悲剧，他指出，驾驶私人轿车的便利、隐秘和安全性刺激着很多人开车上班、上学或购物。当交通量较小时，这种对现代生活方式的追求十分合理。然而，在交通流量接近临界水平时，作为公共物品的公路网就无法承受如此大的交通量，任何小的干扰都会导致公路交通拥堵等现象。如果说公共交通和公路网在影响程度上仅限于当地社会系统，那么大气污染就不是“地方公共物品”，而是“全球公共物品”，它会由于世界各地人们追逐自身的利益而受影响。如果被滥用，就会危害全人类的利益。

现如今，气候变化正将许多地球系统推向临界阈值，这将打破地区和全球的环境平衡，从多方面威胁其稳定性。更令人担心的是，我们可能已经跨越了当前文明时间范围内不可逆转的临界点。而交通运输部门为气候变化与社会经济增长的互补性提供了一个十分明显的例子，也将CO2排放量与能源消费共同置于一个产业系统。应对日益严重的全球变暖等问题和能源危机，交通运输业必须进行可持续的产业结构调整。

一、全球视角下的CO2排放量预测及相应努力

我们越来越清楚地意识到，温室气体导致升温的局面可能失去控制。但是最严重的气候变化还是可以避免的，例如我们将碳氢水合物能源系统转换为可再生能源系统；启动合理和资金充足的解决项目阻止灾害的发生和大规模迁移。方法还是有的，但是我们必须立即付诸实践。

政府间气候变化专门委员会（IPCC）制定了各种浓度的稳定性概略图。从450×10-6图形中选用了碳排放量的中间值，到2050年为50亿吨碳/年，等于从1990年到2050年CO2排放量减少了37%。但是由于化石燃料造成的碳排放量从1990年的每年61.3亿吨增加到2000年的66.1亿吨，这就要求从2000年到2050年的减少幅度变为42%。假使全球人口从60亿增长到90亿，这等于人均排放量减少61%。

2007年，国际能源署（IEA）提出“450稳定情景”，即将大气中CO2当量浓度长期稳定在450ppm（百万分率）左右，使全球温度平均升高值比工业革命前上升2.4℃（IEA，2007）。根据国际能源署预测，若达到此标准，需要在未来可能情景的基础上，在全球范围（在能源部门本身和能源消耗各部门）额外投资近105000亿美元。这项投资将减少超过13亿吨与能源有关的二氧化碳排放量，需要额外投资的5个关键部门分别为：交通、建筑、电力生产、工业和生物燃料（如图1所示）。

图1 实现450情景全球2010—2030年需要累积增加的投资

全球累积增加投资中增幅最大的是交通运输行业，47500亿美元额外投资主要用于购买更多的节能车辆，包括插入式混合电动车。生物燃料方面的增加投资也有助于减少交通运输领域的二氧化碳排放量。所有这些投资将带来16.7亿吨（Gt）CO2减排量。

由于实践传统和设计传统两大因素的影响，交通运输领域对于液体碳氢燃料的依赖程度非比寻常。2006年，在与能源相关的CO2排放中，交通运输领域占据了全球总量的23%（IEA 2006）。与交通运输有关的二氧化碳排放量预计将在2030年达到9.3亿吨，相对于2007年增加41%，其中大部分的排放增长来自公路运输，占3/4份额。交通二氧化碳排放量的增加主要是对个人移动性需求增加的结果。

二、我国CO2排放与能源消费趋势

1、我国CO2排放和交通能源消费的现状与预测

作为世界上人口最多的国家，加上经济的迅速发展，中国目前是CO2强度处于世界高位的排放国之一，大概是全球平均水平的两倍。中国最近几十年CO2排放量增长很快，现在已超过了人均计算的全球平均水平。2000年至2007年，中国的总排放量与能源有关的二氧化碳增加一倍，在2007年增至6.1亿吨。中国的排放量继续快速增长，预计将在2020年增长到9.6亿吨，2030年达到11.6吨，增长超过90%。2030年，中国占世界CO2排放量的29%，比北美、欧盟和日本的总和还多。

工业是我国能源消费构成中的主要消费领域，占71.6%，交通领域占7.8%（2007年），但交通是我国增长最快的领域之一，1990年交通占能源消费比为1，到2007年增长到1.69，如图2所示。交通在能源消费领域中增长日益加快，是我国要实现减少温室气体排放量和降低能源消费目标必须重点考虑的领域之一。

图2 主要行业能源消费占能源消费总量比例发展速度（以1990年为基期）

2030年，全球轻型乘客车（PLDVs）预计将增长到14亿辆。这一增长主要发生在巴西、中国、南非和中东等非发达地区和经济体系。届时中国市场预计将占全球销售额的24%（图3）。中国和美国轻型乘客车数量将占全球总量的37%，占全球道路二氧化碳排放量的36%。鉴于中国和美国的车辆规模，将与欧洲和日本共同承担和引领先进汽车技术应用和公路运输替代燃料的任务，以达到国际能源署提出的“450情景”目标。汽车数量的增加更加剧了我国交通领域节能减排的困难性。

图3 2007年和2030年全球PLDV销售量份额预测

2、相关气候、能源和产业政策

中国已建立了国家气候计划，该计划的目标是在2005年至2010年能源消费占国内生产总值单位降低20%，并从污染物的排放方面削减10%。在同一时期，它旨在将可再生能源在一次能源资源的比例提高到10%。2009年9月22日，中国宣布计划在2015年将可再生能源目标扩展到15%。为应对全球经济衰退，中国已建立全球最大的国家刺激方案。在超过6000亿元的刺激资金中，约10%是针对低碳项目的。低碳型汽车，如混合动力汽车，插入式混合动力车和电动车，已得到广泛的公众关注。

2007年6月4日，中国国务院批准发布了国家发展和改革委员会同17个部门编制的《中国应对气候变化国家方案》，对减缓温室气体排放的重点领域做出部署。这标志着中国在实现现代化过程中不能再走高消耗、高排放的传统工业化道路，而是要走出一条低消耗、低排放、高效益、高产出的新型工业化道路。努力实现经济发展和保护环境“双赢”的目标，对世界可持续发展和应对气候变化作出积极贡献。

如果要达到“450情景”，与2007年相比，我国到2020年与能源有关的二氧化碳排放量将增加38%，发电能源二氧化碳强度为24%，车辆平均二氧化碳强度下降42%，增加低碳技术和能源效率投资800亿美元。到2030年我国“450情景”下的与能源相关排放量比实际可能情况将减少4.5Gt，而交通领域所占比例仍将持续增长。而与世界投资相同，交通领域在我国未来投资中也占最大比例。

三、可持续交通系统的构想

可持续发展是我国经济发展的基本国策。为保证我国的经济发展不再受制于日益高涨的石油价格和日益匮乏的石油资源的威胁，早日摆脱对石油的依赖，全面实现可再生能源化，从国家的能源安全出发，温家宝总理指出“节约能源、保护环境是中国实现经济社会可持续发展的基本国策，也是应对气候变化的重要手段”。近年来，我国在优化能源结构、推动节能减排、开发利用清洁能源和可再生能源方面取得积极成效，并将继续作出不懈努力。

无论是在寻求制定可持续的交通政策方面，还是在广义的可持续发展战略上，交通对环境的影响都成为我国政策的中心问题，其主要目标都是实现经济的持续增长，同时降低交通量——这将是双赢的结果。从1978年到2008年统计数据可以计算出，客运和货运交通量与GDP的相关系数分别为0.9673和0.9627，客运和货运交通量始终与GDP增长大致一致。但是能否或应不应该把这样相关性打破是实现可持续交通的一个关键因素。如果目前交通状况继续下去，没有大幅提高能源效率，不可能是实现可持续的交通系统，因此必须抑制交通量不断增长的趋势。

1、可持续交通系统的定义

我们要构建的是可持续交通系统，是解决气候变化、能源危机和交通量激增三大问题的结合点。所谓“可持续”定义为大气中的二氧化碳浓度稳定在450×10-6，而所谓“系统”是一组相互作用、相互依存的组成部分通过物质、能量和信息的交换而联系起来的整体。交通活动与全球气候变化的联系就是一个复杂系统，具有显著的时空不连续性。造成气候变化的原因（例如驾驶汽车和消耗电力）与其导致的后果（气候变化）之间存在很大的时滞。除了时滞，还有空间分离，即当地活动（例如驾驶汽车）与发生在遥远地区的全球影响（例如发生在孟加拉国沿海地区的洪灾）之间的联系。与简单系统不同，对于一个受到A和B两个环境压力的复杂系统来说，影响Y可能决定于A和B的交互作用AB，其大小和行为可能很不明确。Y表示为：

Y=A+B+f（AB）。

在产业生态学中，运用复杂系统方法的理论基础在于技术产品不是孤立存在的，而是更大的技术系统的组成部分。如在汽车系统示意图中（图4），位于最下层的是技术密集的各种汽车机械子系统及其制造过程。这些机械子系统和制造过程已经成为最主要的环境管理对象。其上一个层面——汽车使用涉及技术和文化两方面的重要因素。从技术角度来讲，我们已经大幅度减少了汽车的环境影响。但单纯的技术方法不可能彻底解决受文化因素影响的问题。因此，汽车技术系统主要的环境和能源影响来源于系统的最高层，即基础设施技术和社会结构。

图4 汽车系统示意图

2、可持续交通系统构想的目标和实现途径

为了实现温室气体低排放的经济发展目标，可持续交通系统构想的一个目标是要拓宽未来可持续交通的视野，如基础设施和多建筑物地区，包括居民生活方式中发生的全部交通。通过提高交通工具的能源效率和理性地将IT服务、城市规划相结合的方法，来实现降低能源消费的目标。另一个目标是增加功能性交往而减少乘车往返式的往来，以减少交通能源需求量。

（1）基础设施的建设和维护。道路、高速公路、桥梁、隧道、车库或停车场等基础设施的建设和维护会产生巨大的环境影响。2005年，美国土木工程师协会（AmericanSocietyofCivil Engineers）预测：交通基础设施将成为21世纪的主要挑战之一，单一的新技术、新燃料、新定价机制或新政策等调整措施均不能从根本上解决城市的交通问题（ASCE2005）。这一问题的复杂性意味着交通运输领域需要引入先进的解决方案和新型的商业模式。只有在减少人均材料和燃料使用量的同时，让更多的人员和产品以有效方式实现既定目标，才能真正提高资源效率。

在应用实践中，尤其引人注目的当数美国密西根大学提出的“可持续机动性与可行性的研究和改造计划（SMART）”。该计划旨在与各类利益相关者展开广泛合作，以期改善印度班加罗尔和金奈、南非九个城市以及美国数个城市的城市基础设施。此项计划的战略是采用尽可能高效环保的方法，修建有利于疏通人流的枢纽中心，进而改善公共交通运输（Zielinski2008）。

（2）无需减少可达性，而需改变空间结构和体制结构。过去，可达性的含义包括有形的流动性和抵达各种活动服务地点的便利性。然而这种定义忽略了获取服务的信息和通讯技术等无形途径，因此首先改变现有观念，把地理的可达性和功能的可达性区别开来。由于IT技术和多核心城市规划将替代大部分目前交通需求中乘车上班、服务和购物等结构性被动出行和货物运输。可持续交通系统将会在人均出行量保持小幅增长或保持目前水平下，促使功能上的可达性比现在高得多。这表明，一方面可持续交通系统无需减少可达性，另一方面，要实现这样一种发展必须在空间结构和体制结构两方面都要有实质性改变。

重要的是调整社会结构，让人们不必为了维持足够可达性不得不频繁流动，通过技术发展、学习和生活习惯改变综合作用的结果，多层的新型网络社会是可以实现的。我们可以想象到让一些人成为在住所附近有形工作地点中的日常的、有形的工作伙伴，而与你一起工作的同事可把自己的工作地点实际上放在别的任何地方。曾经在独立空间中完成的工作现在可以在“空间合作”基础上完成。“远程交流者”的出现，使住宅和工作点混合使用现象越来越多。在构想中，由于现代工作模式的变化使大部分结构性被动出行过时，形成了许多在网络组织中工作的社会结构。

（3）交通运输方式的转变。现代社会是流动性很强的社会，而且为数不少的人们有兴趣进一步推动流动性增长，工作区的空间扩大是目前规划工作流行的主题，这种发展虽然在许多方面具有积极意义，却也存在不常被提及的缺点：造成交通能源消费量急剧增长。

对于交通及交通污染的增长预期主要源于两大因素：发展中国家私车保有量的增加以及国际客运及货运的发展。最近一项研究调查表明：尽管最近几年的环保工作成绩显著，但对于因交通而导致的环境质量下降，80%是由汽车和其他私家车辆造成的。据估计，2005年全球公路行驶车辆为6.5亿辆，而这一数字预计到2030年将增加一倍以上（IEA2008b）。

汽车是短程出行（小于100千米）能源消费最多的交通形式，因此很有潜力通过降低空载率、提高空气动力学性能和至少提高空气动力学效率等降低能源消费量。政府间气候变化组织（IPCC，1996）预测，到2050年减少燃料强度的可能性为35%～80%。氢燃料电池混合装置或甲醇柴油混合燃料组成的高效率动力传动系统与减少车辆道路负载相结合，可减少燃料强度，与普通汽车相比燃料强度减少60%。因此，通过公路运输工具的改进，可以降低燃料消费量。

如今，空运交通量增长甚至比经济增长率更快，商务和私人关系的全球化增加了对飞机旅行的需求。航运效率在交通运输领域中具有特殊的代表意义。每年3000万以上的航班翱翔蓝天，2006年航空领域产生的废气排放占全球总量的11%。目前，尽管航空运输废气排放对全球变暖所起的作用相对较小，但是它们的影响力却更大，因为有害气体被直接排放至大气上层。空中运输不仅排放CO2，排放的氧化氮和水颗粒也对辐射作用产生重大影响。

公众关注度的日益提升、航空旅行的极大随意性以及燃料价格的波动，这所有因素一起将资源效率提到了航空工业的议事日程之首。目前，飞机制造商正在测试基于藻类植物的生物燃料；同时航空公司为了减少喷气燃料的消耗，也在对飞行高度和飞行计划进行优化。国际货运方面，IT技术的广泛使用让寻找和订购遥远地方生产的产品变得很容易。迄今，虽然IT技术促进了货物运输的增长，它也同时播散着降低交通强度的种子，通过使用IT技术，使跨国公司有可能集中开发产品，并在世界各地组织生产加工，而实际生产可能被分散，具有相当大的运输效率，IT技术对这样的“全球——本土”式的生产范例是必要条件。

3、可持续交通系统构建中应注意的问题

近期执行的政策措施中，最优先提出的是公共交通。如果公共交通搭载乘客越多，就越有可能提高发车频率，频率提高有可能吸引新的乘客等。一些环境以外的、但对环境保护有帮助的措施，可能比较容易在早期阶段得以实现。比如，可节省家务劳动的送食物上门和远程办公。再比如，有益大众健康的多骑自动车，少开汽车行动。关于燃料，还不能明确什么是未来最好的燃料选择，因此，重点应放在研究项目和示范项目上，而不是立即进行大规模的燃料转换。大规模上马新能源项目，可能会造成产能过剩。可以将重点放在引导和控制需求方面，制定一些面向需求的政策，作为这一方针的补充，这些政策可以引导我们朝着正确的方向推进。例如，选择比较廉价的，可用多种燃料的车辆，对这些车辆实行需求驱动政策，改善现有的和鼓励新的环境友好型交通替代方式，以实现功能上的可达性，如远程办公、合伙使用汽车、小型清洁城市用车，以及自行车和公共交通等改进措施，用经济刺激等方法限制使用有害的交通形式，降低各种交通形式的特别排放量和能源消费量。

未来有许多未知数会给发展带来意想不到的事情，要求我们必须制定相适应的规划战略。同时，气候变化的征兆已经出现，地球的气候系统和技术系统都具有难以改变的特性，这使我们面临双重困难，必须尽快采取坚决的行动。

政策方案主要是定性的阐述，由于考虑的大致为50年的时间框架而言，要准确地确定所需要的经济鼓励措施是不可能的。需求的标准取决于如人们的价值观、新的科学知识和技术发展等各方面的变化，所以需要一个用于不断地调整措施的灵活政策。

（注：本成果得到“南开大学文科科研创新基金项目（NK0902）”资助。）

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