佛山市交通CO2排放及低碳出行对策

李红霞，徐伟嘉 ，黄建彰，刘永红

(1.中山大学先进技术研究院，广东 广州 510275;2.中山大学工学院智能交通研究中心，广东 广州510275;3.东莞中山大学研究院，广东 东莞 523808)

伴随着人们对交通出行的需求增长，交通领域CO2排放量显著增长［1］。过去的10年，全球CO2排放总量增加了13%，而源于交通工具一项的碳排放增长率就高达25%。2009年我国政府在哥本哈根世界气候变化大会上承诺，到2020年单位国内生产总值的CO2排放量将比2005年下降40%～45%。交通排放作为温室气体的主要来源之一［2］，在城市交通排放中占有很大比例。

现以佛山市2012年数据为基础，采用COPERT模型计算了微型客车、轻型客车、中型客车、重型客车、出租车、公交车及摩托车7种车型的CO2排放因子、排放量及分担率，探讨了不同车型、排气量、载重及排放水平对排放因子的影响，从车型组成、排放分布两方面分析了CO2排放结构，并评估了佛山市的低碳交通出行对策。

1 城市交通CO2排放计算

1.1 方法及数据

利用COPERT模型进行佛山市机动车排放因子计算，综合考虑佛山市机动车组成、机动车运行状况、机动车运行条件、气象条件及油品组分等基本参数，对COPERT模型中的参数进行参数校正，使计算得出的排放因子更能符合佛山市的实际情况。计算出各种机动车型的CO2排放因子后，结合其保有量及行驶里程数据，采用行驶里程法可确定各车型的CO2排放量。

参数校正主要是指COPERT模式中输入参数的校正，使得COPERT模式中的基本信息符合佛山市现状信息。参数校正主要包括机动车组成，机动车运行状况，机动车运行条件，气象信息及油品组分等几方面信息。其中，根据新的车辆分类方法，佛山市居民出行的交通工具主要划分为微型客车、轻型客车、中型客车、重型客车、摩托车、公交车、出租车，与COPERT模型相对应的车型可参考文献［3］，此处将公交车和出租车作为两个独立车型进行分析，便于对佛山市交通出行情况进行深入的探讨。根据车辆管理所的统计数据，各车型不同排放标准下的保有量数据统计见表1。模型具体参数如佛山市机动车单次平均行驶里程的计算，通过2012年佛山市交通规划年报上不同车型平均出行时间，结合不同车型比例，进行加权平均获得，经计算其值为14.3 km/次。

表1 2012年佛山市不同载客类机动车保有量统计①辆

2012年佛山市5个行政区的机动车平均行驶速度为34.4 km/h ～42.4 km/h，取 40 km/h 作为佛山市机动车平均行驶速度。采用2012年佛山市辖区内气象站的温度监测数据代入模型进行计算，包括月最高，月最低气温等信息。燃油参数的选择参照我国燃油元素含量国家标准、广东省地方燃料标准确定。其他参数如道路纵坡比及负载采用模型默认值，即负载取值50%，道路坡度为0。此外，各种出行方式的累计行驶里程由2 000份调查问卷获取，统计获取的年均行驶里程见表2。

表2 2012年佛山市各载客类机动车的年均行驶里程 km

1.2 计算方法

采用COPERT模型计算各种出行方式在不同排放水平、燃料类型下的CO2排放因子，以保有量作为权重参数，对排放因子进行归一化处理。

式中：j、i及k——机动车类型、子车型及排放标准;

e——综合排放因子，g/km;

P——车型保有量，辆;

n——子车型数目;

m——排放标准数目。

CO2排放量(行驶里程法)：

式中：Eexh——CO2年排放量，t/a;

L——年均行驶里程，km。

CO2排放分担率：

分担率θ即为单个指标下(车型、国标等)的排放量与CO2总排放量的比值，表征了不同出行方式对CO2排放的贡献率。

2. 结果及分析

2.1 CO2排放因子分析

2.1.1 排放水平、燃油类型的影响

7种车型的CO2排放因子见表3。

表3 各载客车在不同燃油及排放水平下的CO2排放因子 g/km

由表3可见，对于同一车型，不同排放水平的CO2排放因子差异不明显。除重型客车与公交车，燃油对CO2排放因子的影响亦不明显。根据文献［4］，经济型轿车每公里CO2排放量约为134 g，中档和高档车分别为148 g和161 g，高档豪华车则为198 g，并预测目前小排量轿车的CO2排放量可控制在107 g～120 g。利用COPERT计算获得的佛山市各种轿车CO2排放因子略高于上述数值。

2.1.2 排气量/载重的影响

不同排气量/载重下各类车型的CO2排放因子见表4。由表4可见，排气量与载重对CO2排放具有较大的影响。对于微型客车、轻型客车、公交车等不同载客车，随着排气量/载重的增加，CO2综合排放因子均有所增加。2.1.3 行驶速度的影响

表4 各载客车在不同排气量/载重下的CO2排放因子g/km

7类载客车型不同行驶速度下CO2排放因子的变化见图1。

图1 各类机动车行驶速度与CO2排放因子之间的关系

(1)微型客车、轻型客车、重型客车及公交车的CO2排放因子均在75 km/h车速下具有相对较低的排放因子;(2)摩托车车速为45 km/h时具有最低CO2排放因子70.00 g/km;(4)出租车车速为65 km/h时具有最低CO2排放因子142.82 g/km;(3)当佛山市机动车平均行驶速度等于55 km/h时，CO2综合排放因子最小，为125.73 g/km。据交通年度报告统计显示［5］，佛山市机动车近几年的平均行驶速度约为35 km/h～40 km/h。

2.2 CO2排放结构分析

2.2.1 基于车型组成的排放结构

2012年佛山市载客类机动车CO2排放结构见图2。7种出行方式对应总排放量约为 604.44 万 t。

图2 2012年佛山市载客类机动车CO2排放结构

由图2可见，佛山市保有量最大的2种出行交通工具分别为轻型客车和摩托车，对应的CO2排放量分别为387.53万t/a及57.92万t/a。摩托车的保有量虽高达载客类机动车总量的一半以上，但其排放因子及年均行驶里程均低于轻型客车，使得摩托车的总体分担率远低于其保有量所占比例。

2.2.2 基于排放水平的排放结构

各车型不同排放水平下的CO2排放量见表5。此处仅考虑以汽油和柴油为燃料的载客车。总体而言，佛山市全部载客车中黄标车保有量仍较为庞大，黄标车对CO2排放的贡献率总体较高，除出租车以外的其他车型均具有更高的“换车”空间。

表5 2012年佛山市各载客车不同排放水平下的CO2排放分担率 %

3 交通出行CO2减排潜势讨论

3.1 限摩政策

图3(a)(b)给出了2010年及2012年载客类机动车的车型组成结构情况。

图3 载客车车型组成结构变化

自2010年8月以来佛山市开始实施限摩措施，即区域内停止摩托车注册登记，区域外的摩托车禁止在限摩区域内通行，高峰时段设定禁行路段并鼓励摩托车提前报废。2012年佛山市载客车总量约为188.61万辆，较2010年增长3.9%，其中变化最大的两大类车型即为摩托车及轻型客车。对比图3(a)(b)，2012年摩托车保有量较2010年减少约 11.67万辆，轻型客车保有量增加18.35万辆。经计算，2010年佛山市摩托车与轻型客车 CO2排放因子分别为 72.1 g/km及201.1 g/km，较2012年该值略高。假定年均行驶里程相同的前提下，结合2010年车管所摩托车及轻型客车保有量数据可知，2012年摩托车的CO2排放量较2010年削减8.09万t，轻型客车CO2排放量增加80.9 万 t。

3.2 其他低碳出行对策

从各车型排放因子的角度出发，以摩托车(保有量最大)为基准，假设摩托车载客人数为1人，则其他6类车型即微客、轻客、中客、重客、出租车及公交车的全程载客人数分别保证不低于2人、3人、3人、11人、2人及10人时则具有与摩托车相当的低碳出行水平。就佛山市而言，2012年公交车数量较2010年有所增长，鼓励公交车的使用，保证公交车的全程载客数，对于低碳出行具有重要积极意义。

轻型客车具有较高的CO2排放分担率，2012年佛山市的轻型客车排气量 ＜1.4 L、1.4 L ～2.0 L及＞2.0 L的保有量分别为170 163辆、480 839辆及201 000辆，各自所占比例为20.0%、56.4%及23.6%。在佛山市已经实施限摩政策的同时，轻型客车的保有量亦以较快的速度增长，结合排气量与CO2排放因子变化规律可知，控制轻型客车保有量的同时，鼓励小排量轿车使用，并大力推行公交出行具有积极意义。

此外，机动车行驶条件，如怠速、加速、恒速、减速等运行状况亦大大影响机动车行驶效率及CO2排放量，机动车频繁启动/停止引发的低怠速情形可使能耗增加约10%［6－7］。车速由40 km/h恒速提高至110 km/h时，每辆车 CO2排放因子由155 g/km增至191 g/km［8］。结合前述排放因子与行驶速度间的关系可知，提高驾驶水平、合理布局公路红绿灯，采用智能交通管理系统等措施提高汽车运行效率，对降低CO2排放具有积极意义。

4 结论

(1)对于同一车型，排放水平对CO2排放因子的影响不明显;除重型客车与公交车，燃油类型对CO2排放因子的影响亦不明显;各车型的CO2排放因子随着排气量/载重的增加而增加;当佛山市机动车平均行驶速度提高至55 km/h时，CO2综合排放因子可达最小值125.73 g/km;

(2)7种车型中，轻型客车及摩托车CO2排放量最大，分别为 1469 493 t/a及 394 174.3 t/a，分担率分别为52.1%及14.0%;不同排放水平的载客车CO2排放分担率从大到小排序依次为：国I＞国0＞国Ⅱ＞国Ⅲ＞国Ⅳ，分担率分别为34.7%、22.0%、21.2%、17.5%及 4.6%;

(3)从CO2减排角度出发，控制轻型客车保有量的同时鼓励小排量轿车使用，大力推行公交出行，并提高驾驶水平、合理布局公路红绿灯，采用智能交通管理系统等措施提高汽车运行效率，对降低CO2排放具有积极意义。

［1］SCHIPPER L.Fuel economy，vehicle use and other factors affecting CO2emissions from transport［J］.Energy Policy，2009，37(10)：3711－3713.

［2］谢士晨，陈长虹，李莉，等.上海市能源消费CO2排放清单与碳流通图［J］.中国环境科学，2009，29(11)：1215 －1220.

［3］廖瀚博，余志，周兵，等.广州市机动车尾气排放特征研究［J］.环境科学与技术，2012，35(1)：134 －137.

［4］刘志君.汽车节能减排可实行方法分析［J］.中国新技术新产品，2009(12)：112.

［5］佛山市城市规划勘测设计研究院，佛山市城市交通规划研究所.佛山市交通发展年度报告(2010)［R］.佛山：佛山市土地研究与城乡规划局，2010.

［6］FONSECA N，CASANOVA J，VALDES M.Influence of the stop/start system on CO2emissions of a diesel vehicle in urban traffic［J］.Transport Res D － Tr E.2011，16(2)：194 －200.

［7］RUEGER J.Clean diesel － real life fuel economy and environmental performance.Presentation SAE government/industry meeting［J］.Washington，DC，2008.

［8］刘卫东，陆大道，张雷，等.我国低碳经济发展框架与科学基础［M］.北京：商务印书馆，2010.