基于IEA统计视角的我国交通碳排放测度与修正

周银香++李蒙娟

摘要：参考IEA统计口径，基于运输方式的视角并补充私家车等非营运运输，建立“自上而下”和“自下而上”的交通碳排放测算模型，对我国交通碳排放进行了全口径统计测度，以对现有统计数据进行必要的补充和修正，并与国际统计口径对比。结果表明：依据IEA统计口径修正后，中国交通能源消耗碳排放水平高出国内统计口径一倍以上。同时，我国当前交通能源消耗碳排放比例低于发达国家，但近几年增长迅速，尤其是道路能耗碳排放占比极高，给未来交通节能减排带来严峻的挑战。

关键词：交通能源消耗；碳排放；IEA统计口径；国内统計口径；运输方式

中图分类号：U491

文献标识码：A文章编号：16749944（2017）12026406

1引言

随着经济全球化进程的不断加快，能源短缺和温室气体排放造成的气候变暖问题日益凸显。交通业是国民经济和社会发展的基础和先导，但也是能源消耗和碳排放的大户，已成为全球温室气体的第二大排放源[1]。2015年，全球温室气体排放363亿t，其中最重要的是二氧化碳（321亿t，占全球温室气体排放总量的88%），而且交通部门贡献率最大（交通CO2排放73.83亿t，占全球CO2排放总量的23%，仅次于能源部门）[2]。目前，我国交通运输业能源消耗和CO2排放占全社会总量的比例已经超过了20%。随着我国经济发展和城市化进程的不断加快，这一比例仍将呈上升趋势。可见，从能源供给和环境容量看，交通运输的发展正面临着日益严格的资源和环境约束。近年来中国多地长时间遭遇雾霾肆虐，数十个重点监控城市的PM2.5频频爆表，对人们的生活和生产活动造成了严重影响。中国环境科学研究专家认为，造成空气严重污染的根本原因是污染物的大量排放，而交通源排放是首要污染源。为此，交通污染排放问题再次被推向了风口浪尖，发展低能耗、低污染、低排放的低碳交通刻不容缓。当前，国务院已明确要求加快建设低碳交通运输体系，并确定选择部分城市开展试点工作，要求试点城市将此方案纳入“十二五”发展规划。因此，在能源和环境瓶颈制约条件下，能否科学、有效地测度和分析交通能源消费碳排放，把握交通节能减排重点及潜力，降低能源消耗和碳排放、走低碳发展之路便成了交通运输业可持续发展的关键。

2交通能源消耗碳排放的IEA统计口径及我国差异分析

2.1交通能耗碳排放的IEA统计口径

对于交通能源消耗碳排放的统计测算，国际通行的模式是依据国际能源署（IEA）20世纪90年代建立的能源平衡体系，核算运输部门的终端能耗和CO2排放量。根据该体系，终端能源消耗部门划分为工业部门、运输部门、其他部门和非能源产品消耗四大类，其中运输部门包括：道路、铁路、航空、国内水上运输及管道5种主要的运输方式[3]。目前，联合国、欧盟、亚太经济合作组织等都采用此模式。同时，国际能源署每年都基于部门能源消耗统计各国交通能耗和碳排放水平，但由于中国能源消耗统计口径与国际差异较大，导致很难获得全口径交通领域能源消耗数据，使得IEA统计的中国能源消耗碳排放数据明显偏低于实际水平[4]。Timilsina等研究亚洲国家交通领域交通CO2排放驱动，采用IEA数据测算2005年中国道路运输CO2排放仅占交通CO2排放的66.5%[5]，显然低估了道路运输的CO2排放。

2.2我国交通能耗碳排放统计口径及国际差异分析

我国交通碳排放的测算可通过交通能源消耗量进行推算，但交通能耗统计方法与国际通行准则相比存在较大差异。首先，在国内分行业的能耗统计数据中，我国将交通运输与仓储、邮政业划分为一个行业进行统计，包括：铁路运输、道路运输、城市公共交通、水上运输、航空运输、管道运输、装卸搬运、仓储、邮政及其他运输服务业。而国外交通运输能耗不包括仓储和邮政所消耗的能源；其次，国际统计口径在测算交通部门碳排放时，其测算范围包括除了国际远洋运输和国际航空运输以外的所有交通工具，而中国只统计了交通部门营运车辆的能耗，并没有包括非营运运输尤其是非营运公路运输所消费的能源。这部分差异涉及范围广泛、能耗数值大，对于计算交通运输能耗水平有着较大的影响，使得我国交通能耗数据比国际统计口径数据的计算结果明显偏小。为此，国内的相关研究试图从不同的角度进行修正与完善，如张树伟、姜克隽等（2006）采用“全社会旅客周转量”来表征公路部门的交通客运服务量，并依据中国交通年鉴历年“旅客周转量”的不同范畴进行了统计口径的调整[6]。李连成、吴文化（2008）按燃油类型进行车辆分类，根据相关统计数据，并结合道路运输业专家对各类车辆的年行驶里程、燃油消耗水平的基础数据的经验估计，对道路机动车能源消耗进行估算[7]。该方法可对全国机动车能源消耗规模进行测算，但难点在于对各类车辆的行驶状况及燃油消耗的准确把握。王庆云（2009）、沈满洪（2012）等对于非营运运输的能耗采用油品分摊法进行估算，即认为除交通运输部门营运用油外，工业、建筑业、服务业消费的95%的汽油、35%的柴油用于交通运输工具，居民生活和农业消费的全部汽油，居民生活消费的95%的柴油用于交通运输工具[8，9]。此法简单易行，可分别估算出用于交通的汽油和柴油的消耗量，但如何确定合适的分摊系数缺乏理论计算支持，且分摊系数应随年度变化。贾顺平（2010）通过估算社会及私人汽车、摩托车、低速汽车（农用运输汽车）等的能耗数据，以弥补“交通运输与仓储、邮政”统计口径中由于非营业性交通缺失导致的交通能耗低估问题[10]，但却未能体现各种运输方式的能源消耗及碳排放状况。呙小明、张宗益（2012）虽然将交通运输业从交通运输仓储邮政业中抽离出来，按照5种运输方式和燃油消耗类型对交通能耗和碳排放进行测算，但是没有考虑非社会运营车辆[11]。罗希等（2012）将交通运输业碳足迹分别直接和间接碳足迹，即直接碳足迹是指终端能源消耗（如煤炭、柴油、汽油、天然气等）产生的CO2排放量，间接碳足迹为电力消费产生的CO2排放量，利用能源消耗量、运输周转量等数据对我国运输业2004～2008年能源消费碳足迹进行了测算[12]。武翠芳等（2015）、谢守红等（2016）运用“自上而下”的碳排放计算方法，根据各种能源消耗量与相应能源CO2排放系数的乘积获得研究范围内的交通能耗和碳排放量，无法体现运输方式之间的能源消耗和碳排放差异[13，14]。周叶（2016）基于全球定位系统（GPS）+地理信息系统（GIS）+全球移动通信系统（GSM）技术获取城市车辆动态交通信息，并结合能源和碳排放因子计算出一定时期内城市道路总的碳排放量[15]。这种方法克服了直接能耗法缺乏动态性和实效性的缺点，能够精准的测算城市交通的碳排放量。但是，此方法会受到数据收集处理较为复杂、GPS是否持续使用等因素的限制。

综合来看，已有研究对我国交通能源消耗的统计测算具有不同程度的参考价值，但由于交通能源消耗所涉及的范围较广，各种方法由于各种数据来源不同，导致数据繁杂，有时甚至互相矛盾。为此，依据IEA统计口径，从运输方式的视角并补充私人等非营运运输，全面、系统对我国交通能源消耗碳排放进行统计测度，以对现有统计数据进行补充和修正，正确反映我国交通能耗碳排放水平并与国际统计口径接轨。

周银香，等：基于IEA统计视角的我国交通碳排放测度与修正

经济与管理

3基于IEA统计口径的我国交通能源消耗碳排放测算

《2006年IPCC国家温室气体清单指南》（以下简称为《IPCC指南》）指出，移动源（交通）直接产生温室气体排放，且易按主要运输活动进行估算，例如，公路、非公路、空运、铁路和水运航行[16]。为此，依据IEA统计口径将我国交通运输系统分为铁路、道路、水路、航空及管道等运输方式。

3.1交通运输能源消耗碳排放测算方法及模型

参考《IPCC指南》可将交通运输CO2排放的计算方法分为两大类：一是“自上而下”，基于各类交通运输方式所消耗的燃料类型、消耗量等统计数据进行核算；二是“自下而上”，基于不同交通方式的交通工具類型、数量、行驶里程、单位行驶里程的燃料消耗等数据计算燃料消耗，进而计算CO2排放量[17]。

3.1.1基于交通运输燃料消耗的“自上而下”法

基于交通运输燃料的“自上而下”方法测算交通领域的碳排放可以根据燃烧的燃料数量及CO2排放因子进行测算，模型如下：

ECO2=∑j[Ej·EFj] （1）

式（1）中，ECO2为能源消费导致的CO2排放总量，j为能源类型（如汽油、柴油、天然气等），Ej为能源消费量，EFj为CO2排放因子。

3.1.2基于交通行驶里程的“自下而上”法

基于交通行驶里程的“自下而上”法需要收集各类交通工具的保有量、行驶里程、各种燃料经济性水平（单位燃料消耗）等数据进行测算。

ECO2=∑i，j[Vi，j·Si，j·xi，j·EFj] （2）

式（2）中，i为交通工具类型（如机动车、轮船、火车、飞机等），Vi，j为使用燃料类型j的交通工具类型i的数量，Si，j为各类交通工具使用燃料j每年行驶的里程，xi，j为单位里程能耗。

鉴于数据资料收集的可行性，在运输方式的客、货周转量统计数据可获得时，可将式（2）进行适当的变换，根据总换算周转量（某类交通运输方式的旅客周转量按照一定的换算因子转化为货物周转量，然后与货物周转量相加所得的总周转量）进行计算，模型如下：

ECO2=∑i，j[Ti，j·yi，j·EFj]（3）

式（3）中，Ti，j为不同交通类型、不同燃料类型的交通工具总换算周转量，yi，j为单位周转量能耗。

综合来看，两种计算方法的计算思路类同，区别在于移动排放源燃料消耗数据的获得方式不同。从中国交通运输领域的燃油供应及统计数据来看，民航运输的燃料消耗统计数据具有可获得性，可用“自上而下”方法核算；而其他运输方式则缺乏相应的能源消耗数据，需运用“自下而上”方法进行估算。

3.2各种运输方式能源消耗测算

3.2.1铁路运输能耗

铁路运输能源消耗主要为铁路客货运输产生的能耗，即蒸汽机车、内燃机车和电力机车牵引的能源消耗，分别为煤炭、燃油（主要是柴油）和电力。2003年后蒸汽机车基本被替代，内燃机车和电力机车成为铁路运输的两大机车类型，机车结构的变化使能源消耗结构也发生了相应的变化，已由过去以煤为主发展到目前以柴油和电力为主。依据式（3）采用“自下而上”法计算铁路机车能源消耗如下：

ER=∑i，j[TR，ij·yR，ij]（4）

式（4）中，ER为铁路运输机车能源消费总量，i为能源类型（煤炭、柴油和电力等），j为机车类型（蒸汽机车、内燃机车和电力机车），TR，ij为不同燃料类型、不同类型机车的总换算周转量，yR，ij为单位周转量能耗。

3.2.2道路运输能耗

道路运输是占交通运输业能源消费比重最大的领域，当前我国交通运输能源消耗统计只包括交通部门营业性车辆的能耗，未统计社会其他部门行业及私人车辆的能耗。然而，随着我国私人汽车的迅猛发展，私人汽车运输的能源消耗占比持续增加，并逐步占据主导地位，这部分差异大大低估了我国交通运输能耗水平。为了较为准确地统计我国全社会公路运输的能源消耗，将我国道路运输分为城际公路运输和城市客运运输（包括公交车、出租车及私家车）。

（1）城际公路运输能源消耗。针对当前我国交通运输能源消耗统计中非营运车辆能耗缺失的问题，城际公路运输的汽油、柴油消耗量根据全社会（含社会车辆和私营运输）公路旅客、货物运输周转量乘以单位周转量能耗进行测算如下[18]：

EH=∑i，j[TH，ij·yH，ij]（5）

式（5）中，EH为城际公路运输能源消费总量，i为能源类型（汽油和柴油），j为客货运输类型，TH，ij分别为公路旅客、货物运输周转量，yH，ij分别为汽油车和柴油车客、货运输的单位周转量能耗。

（2）城市公共交通运输能源消耗。城市公共交通涉及公交车、轨道交通（有轨电车、轻轨和地铁）和出租车等交通工具，所使用的能源主要有柴油、汽油、电力、压缩天然气、液化石油气等清洁燃料、混合动力等。依据资料的可获得性，运用“自下而上”模型测算公交车（含轨道交通）和出租车的能源消耗，模型如下：

EB（T）=∑iNB（T）·Li·D·ρi（6）

式（6）中，EB（T）为公交车（或出租车）燃油消费总量，i为能源类型（汽油、柴油等），NB（T）为公交车（或出租车）数量，Li为不同燃料车单位里程能耗，D为公交车（或出租车）年均行驶里程，ρi为燃油密度。

（3）私家车燃油消耗。由于目前各部门均未对私家车能源消耗情况进行统计，缺乏相应的数据资料，因此采用“自下而上”法，根据私家车拥有量、年均行驶里程、油耗技术水平等指标进行推算。其中私家车能源消耗的计算模型如下（目前私家车燃料大多为93#和97#汽油，兼有少量柴油车）：

EP=∑iNP·Li·D·ρi（7）

式（7）中，EP为私家车燃油消费总量，NP为私家车保有量，Li为不同燃料车单位里程能耗，D为私家车年均行驶里程，ρi为燃油密度（汽油密度为0.74 t/103L，柴油密度为0.839 t/103L，对于无法区分的燃油密度取两者平均值0.7895 t/103L）。

3.2.3航空运输能耗

航空运输按航线可分为国际航线和国内航线的运输，其主要燃料为航空煤油，包括所有用于民用商业飞机（客运和货运班机和包机、空中交通服务和一般航空）使用的燃料，但不包括机场中用于地面运输的燃料使用和用于机场固定源燃烧的燃料。鉴于本研究仅计算国内交通运输产生的能耗及碳排放，故仅考虑国内航线（包括港澳地区航线）航空运输的能源消耗。航空运输的燃油总消耗量可通过《中国交通年鉴》收集，运用“自上而下”法，依据航空运输的煤油总消耗量及国内航空航线换算周转量（包括旅客、邮件及货物周转量）占航空总换算周转量的比率，推算国内航线油耗如下：

ENA=∑iEA·rN（8）

式（8）中，ENA为国内航线煤油消耗量，EA为航空运输煤油总消耗量，rA为国内航空航线换算周转量占航空总换算周转量的比率。

3.2.4水路运输能耗

水路运输主要分为内河（包括运河、湖泊）运输、近洋/沿海运输及远洋运输，其能源消耗为注册运输船舶燃油消耗，主要燃料类型为燃料油与柴油。《IPCC指南》规定在目前报告程序中，国内与国际水运的排放需要分开报告，故本研究仅计算在中国境内航运（内河及沿海水运）的能源消耗和碳排放，不包括远洋运输的能耗及产生的碳排放。以内河及沿海客货运输周转量及单位燃油消耗数据为基础，依据式（3）测算国内航运燃料消耗量如下：

EW=∑i，j，k[TW，ijk·yW，ijk]（9）

式（9）中，EW为水路运输能源消费总量，i为能源类型（燃料油、柴油），j为船舶类型（内河船舶、沿海船舶），k为客、货运输方式，TW，ijk为不同燃料类型、不同类型船舶客货运输周转量，yW，ijk为不同燃料类型、不同类型船舶客货运输单位周转量能耗。

3.2.5管道运输能耗

管道运输是用管道作为运输工具的一种长距离输送液体和气体物资的运输方式，主要用于输送石油、天然气等流体物质，主要消耗燃油、电力、原油、天然气等能源。依据式（3）测算管道能耗消耗如下：

EG=∑i，j[TG，i·yG，j]（10）

式（10）中，EG为管道运输能源消费总量，i为能源类型，TG，i为不同燃料类型管道运输周转量，yG，i为不同燃料类型管道运输单位周转量能耗。

3.3中国交通运输碳排放量测算

交通运输的能源消耗带来相应的碳排放。鉴于化石类能源消费是人类活动中碳排放的主要来源，因此能源碳源主要指化石能源，主要包括：汽油、柴油、液化石油及天然气等，在此仅核算交通CO2直接排放，不包括由于电力使用的间接排放。依据式（1）～（3）对中国各种交通运输方式的碳排放进行测算，考虑到中国能源使用特点及实际情况，根据不同能源的折算系数、排碳因子、固碳率及碳氧化率对各类能源的CO2排放因子进行分解计算，进而测算中国交通运输CO2排放量的方法如下：

ECO2=∑jEj·EFj=∑iEj·kj·efj·（1-csj）oj·（44/12） （11）

式（11）中，ECO2为能源消费导致的CO2排放总量，j为能源类型，Ej为能源消费量，kj、efj、csj、oj和分别为能源折算系数、排碳因子、固碳率和碳氧化率（如表1所示），数值44和12分别为CO2和C的摩尔量。

4国内外同口径交通能源消耗碳排放测度结果比较

4.1中国交通运输能源消耗碳排放水平修正及两种测算口径对比

依据我国当前统计口径和IEA统计口径，分别测算我国2005～2015年交通能源消耗和CO2排放量并进行趋势分析如图1和图2所示。

综合来看，我国交通运输能源消耗碳排放具有如下特点：

（1）交通运输能耗碳排放增长较为迅速，且IEA统计口径测算的增长趋势尤为明显。依据国内现有统计口径，2005年交通能源消耗18391万t标准煤，CO2排放量为34903万t，至2015年交通能耗增加至38318万t标准煤，CO2排放增加至68193万t，分别增加了108.35%和95.38%；但依据IEA统计口径，2005年交通能源消耗16047万t标准煤，CO2排放量为32668万t，至2015年交通能耗增加至86478万t标准煤，CO2排放增加至177279万t，分别增加了4.39和4.43倍，约为前者的4倍之多。

（2）从交通能耗碳排放各年的变化情况来看，2005～2007年两种统计口径的结果相差不大，2008年后的差距则迅速扩大。2008年前IEA统计口径的结果略小于我国统计口径，这在一定的程度上是因为当时私家车数量较小，而且国内统计口徑将仓储、邮政业划入交通运输业导致测算结果偏大。但自2008年起，依据IEA统计口径测算的交通能源消耗及碳排放则发生突变，同比增加85.79%。这一方面是由于2008年后统计口径的调整、4万亿元投资计划及网购、物流运输业的快速增长导致货物运输周转量迅猛增加（2008年货物运输周转量为32868.19亿吨公里，同比增长236.97%），进而导致交通能耗碳排放的快速增加。同时，随着私家车拥有量的指数性增长（2005年我国私家车拥有量1325万辆，2007年2253万辆，2012年则增加至7500万辆），国内统计口径由于未统计私家车等非营运车辆的能耗也导致测算结果明显偏低，以2015年的测算结果来看，IEA统计口径测算的交通能耗和碳排放分别为国内统计口径的2.26倍和2.60倍，可见，目前的交通运输能耗碳排放统计数据严重低估了交通运输的总能耗和碳排放水平。

（3）从交通能源消耗占全国总能耗的比例来看，国内统计口径的变化较为平稳，但IEA统计口径的波动极大。2005年IEA统计口径的测算结果表明，交通能耗消耗占全国总能耗的比例仅为6.8%，此后稳步上升至2008年占比超过10%，2015年中国交通运输能耗占全国能源消费总量的比重高达20.12%，这一比例由于2008年后货运周转量的统计口径变化偏高于有关测算的15%左右[19]，但交通能源消耗迅猛增长的势态却不容置疑，按此趋势发展将给我国能源消费带来极为严峻的挑战。

4.2国内外同口径交通能耗碳排放水平比较

世界各国发展历程表明，交通运输能耗占比大小与一国经济发展阶段及其产业结构相关。经济越发达，交通运输业能耗在全国总能耗中所占的比重越大。当前，欧盟（EU-28）、经合组织（OECD）、美国、英国、法国、加拿大等发达国家和地区的交通能源消耗占比已超过工业，成为能源终端消耗的最大部门，中国交通能源消耗占全国能源消耗的比例小于工业部门但近年来呈快速增长的势态（图3）。

图3表明，中国交通能源消耗占全国的比例低于世界总水平、OECD、欧盟及美国、日本等发达国家，但增

（资料来源：IEA《World Energy Statistics and Balances》（2016））

图3世界各国交通能源消耗占比

长速度较快，2005年中国交通能耗占比仅为世界水平的25%左右，2014年运输部门世界水平，交通能源消耗量占全国总能源消耗量的27.87%，OECD是33.49%，美国是40.52%，欧盟是28.04%，日本是24.24%[15]。而我国经过全口径测算的比例为19.31%，远低于发达国家的平均水平，但已增至世界水平的70%左右，同期发达国家的交通能耗占比则变化不大甚至有微幅的下降。

从交通CO2排放来看，2014年我国交通CO2排放占燃料燃烧CO2总排放量的比例为19.41%，世界总水平为23.31%，OECD、美国和日本分别为28.92%、33.40%和17.54%，其中道路CO2排放占比分别为81.07%、74.99%、88.65%、85.04%和89.73%。可见，当前我国交通碳排放低于与世界总水平及发达国家，但道路碳排放占比极高，这一现状不容小觑。

2017年6月绿色科技第12期

5结论分析

本文通过参考IEA口径，从运输方式的视角对我国交通能耗碳排放进行全口径统计测算，并与国际口径进行对比分析，得出了如下结论与建议。

5.1我国交通能耗和碳排放低于实际水平

我国交通运输业能源消耗统计包括仓储、邮政业，但只统计了交通部门运营车辆的能耗，未统计私人车辆及社会其他部门等非营运运输的能源消耗，导致当前我国交通能耗消耗碳排放明显偏低于实际水平。随着经济的快速发展和人民生活水平的快速提高，私人汽车拥有量迅猛增加，从2005年我国私家车拥有量1325万辆，至2015年增加至12737万辆，增加了9.6倍，可见这部分影响不容忽视。

5.2完善交通能耗和碳排放统计系统

由于与国际统计口径（包括所有的交通运输工具的能耗）差异较大也使得当前我国交通能源消耗碳排放数据在一定的程，度上缺少国际可比性。依据IEA统计口径修正后，中国交通运输能源消耗碳排放水平及其在全国总能耗消耗及碳排放总量中的占比，高出国内统计口径的一倍以上。可见，目前的交通运输能耗碳排放统计数据严重低估了交通运输的总能耗及碳排放水平，为了给决策提供科学准确的依据并与国际统计口径接轨，需要尽快完善我国的交通能源消耗统计口径与统计方法。

5.3优化道路交通结构，倡导低碳出行

与发达国家相比，尽管目前中国交通运输能耗碳排放比例相对比较低，但近几年增长迅速，尤其是道路能耗碳排放占比极高（2015年占交通CO2总排放的90.86%），随着机动化步伐的不断加快这一比例还将提升，未来交通运输节能减排工作任重道远。道路作为交通行业发展最快、能源消耗最多的行业，我国应该积极调整车辆能源结构，大力推广新能源汽车，同时倡导绿色出行方式，实现交通节能减排。

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