城市交通减碳策略及体系实施效果研究综述

潘薪同，石 飞

（南京大学建筑与城市规划学院，江苏 南京 210093）

0 引言

作为温室气体排放的重要来源，交通运输部门减碳往往比其他部门更难①交通产生的温室气体主要包括CO2,CH4,N2O和HFC，其中CO2占比最大。本研究中用碳排放代指温室气体排放。。图1所示为2005—2019 年全球5 个城市各自总体的以及交通运输行业的碳排放水平[1-5]，经对比可发现，5 个城市总体碳排放量大多呈波动中下降的趋势，而交通运输行业碳排放量虽然也在下降，但除东京外，其他城市交通碳排放下降程度均十分有限。与进入发展成熟期的城市不同，我国部分城市仍处于快速发展的城镇化中后期，短期内城市交通运行仍将严重依赖化石燃料燃烧，经济社会持续发展也就意味着交通碳排放的不断增加。

图1 全球部分城市总体及交通运输历史碳排放水平

2021 年10 月，国务院发布了《2030 年前碳达峰行动方案》，文件中将交通运输绿色低碳行动作为“碳达峰十大行动”之一。该行动提出了诸多以减碳为目标的治理策略，包括新能源运输工具及基础设施推广、智能交通发展、多式联运、公交服务提升、交通基础设施绿色化改造等[6]。面向有明确时间线的“双碳”目标，交通行业亟需回答减碳体系究竟如何构建才能在未来近四十年时间里实现最大程度减碳。

实际上，早在20 世纪90 年代，学者们便开始关注交通减碳的课题[7]。随着部分国家减碳相关政策的发布，国内外在2008年前后迎来了交通减碳问题讨论热潮。当前国内外相关研究从内容上看大致分为以下几类：①交通运输减碳路径分析[8-13]；②交通运输碳排放分布格局及差异分析[14-15]；③交通运输碳排放影响因素分析及情景预测[16-20]；④交通运输减碳与经济发展的关系[21-22]；⑤低碳交通发展评价体系[23-24]；⑥交通减碳策略制度设计及实施效果[25-27]。然而，总体上针对交通减碳策略的实施效果以及实践中如何组合交通减碳策略的研究仍相对较少，且这些少量探讨实施成效的文献其研究对象往往仅为单一交通减碳策略，无法与其他策略的实施效果形成有效对比，同时全局层面讨论减碳方案的研究常通过定性分析指出交通减碳总体框架及发展趋势，缺少对策略组合形式的进一步指导。

基于以上背景，本研究试图梳理交通减碳策略及体系实施效果以厘清城市交通减碳体系构建思路：一方面分别基于减碳与经济社会发展视角分析减碳策略的实施效果，另一方面从策略组合与体系构建角度分析多减碳策略共同实施时的减碳表现，最终提出未来研究展望与政策建议，以期为实现交通运输行业精准减碳提供决策参考。

1 城市交通减碳策略梳理

城市交通碳排放主要来自化石燃料燃烧，单位燃料碳排放量、燃油效率、总消耗量为减碳关键，交通运行中决定这三点的则是交通工具动力来源、驾驶员实际驾驶状态及出行需求的实现方式，其共同构成了城市交通减碳机制[11-13,28-29]。

（1）交通工具动力来源：车辆、船只、飞机等交通工具燃油效率提升及能源更替是实现交通减碳的核心路径。燃油效率提升可通过交通工具换新或改装实现[11]，而能源更替需要的是将纯燃油车辆换为混合动力、燃料电池、氢能等新能源车辆，交通工具动力的全面升级与推广对交通大幅度减碳至关重要。

（2）驾驶员实际驾驶状态：机动车行驶速度平稳保持在45～55mile/h（约为72～89km/h）通常可以达到最佳燃油效率[13]，发动机冷启动、突然变速等行为都会降低燃油效率，增加温室气体的排放，因此控制驾驶状态有助于降低碳排放。驾驶状态由驾驶习惯、交通运行状况以及交通管理政策共同决定[11]，可通过培养生态驾驶习惯、改善交通流分布或约束驾驶速度来减少碳排放。

（3）出行需求管理：指通过推动出行方式转换与缩短出行距离降低碳排放。此路径需优化公交、慢行、拼车等多种方式的出行体验，引导私人小汽车出行向其他交通方式转移，同时通过增加出行成本等方式降低汽车使用便利程度，减少非必要汽车出行，进而降低碳排放。

依据减碳机制，笔者系统梳理了当前已有的交通减碳策略[8-13]，如表1 所示，表格中的策略即为本研究的具体研究对象及减碳体系的组成要素。

表1 城市交通减碳策略

2 城市交通减碳策略实施效果

2.1 碳减排视角下策略实施效果

2.1.1 减碳效果具体表现

当前以交通减碳为主题的报告表明，对于尚未实现交通能源结构转型的城市，能源升级策略与定价策略表现出远超过其他策略的减碳潜力。表2 展示了欧盟、日本及美国三个地区能在未来近30 年时间里实现较高减碳效益的策略[12-13,30-31]。长期看，制定车辆碳排放标准、促进新能源交通工具研发及购买、布局新能源设施等一系列推动交通工具能源升级的策略是实现减碳目标的关键组成。而燃油税、碳税及其他收费策略由于有较明显的出行需求抑制效果也具备良好的减碳效率。

表2 部分国家的城市交通高减碳效益策略比较

同时，城市发展环境能支持减碳策略实施是政策发挥作用的重要基础。清洁能源推广程度、空间结构、出行结构、居民环保意识等都会影响一定时期内策略的减碳效果。例如，日本与欧洲地区的城市大多采用集中式布局，公共出行方式有着较好的客流基础，原有的空间结构更有利于可持续出行方式发展，因此发展公交骑行等多种可持续交通方式及通过技术手段提升交通系统运行效率呈现出相对较好的减碳效果；而美国的很多城市在快速发展时期奠定了分散发展的基础，用地结构更有利于小汽车高效率出行，私人出行比例趋于稳定，直接提高公交服务质量并不会带来出行结构的明显变化，需从源头上进行用地结构调整或直接限制驾驶速度才能有效减少碳排放。

此外，不同策略实现最优效益的时间并不相同，部分减碳策略甚至需要几十年才能达成较明显的减碳效果。表3 所示为各类城市交通减碳策略最优效益实现时间，可以看出，限速降低、生态驾驶习惯培养、车辆巡游限制等策略在5 年内就可产生减碳效果，且实施期间排放量持续减少。而有的策略实施初期减碳效果并不明显，需要多年时间才能实现最优效益，如清洁能源交通工具推广、公交导向型土地利用策略、划定城市增长边界等[12-13]。

表3 各类城市交通减碳策略最优效益实现时间

表3 （续）

2.1.2 减碳效果影响因素

实践表明，除城市自身发展环境外，减碳策略最终效果受以下四项因素影响。

（1）制度设计：减碳策略的制度设计决定了目标人群与影响范围，进而很大程度上决定了最终减碳效果[11]。图2 整理自一份以美国为研究地区的综合性报告，报告显示策略的不同实施规则可能会带来明显不同的减碳效果，燃油税定为每加仑0.2美元与每加仑2.4美元，在约20年时间里带来的温室气体排放差异接近4.7亿tCO2[13]。

图2 不同制度设计下的减碳效果差异

（2）需求诱发效应：又称反弹效应，某些策略因具有缓解拥堵、提高车速等效果极易诱发需求，策略实施一段时间后，可能会因新需求出现再次增加碳排[11,32]，这类策略减碳效果具有较高的不确定性。有需求诱发效应的典型策略包括乘车共享、远程办公等减少路面行车的策略，以及瓶颈缓解、信号优化、道路容量扩张等传统效率提升策略。

（3）生命周期碳排：很多策略涉及设施建设、维护运营等环节，这些过程会产生大量碳排放，从全生命周期来看，这类策略不一定起到了减碳效果，高占有率车道、车辆报废计划及电气化推进策略、公交导向型土地利用等都属于这类策略[12-13]。

（4）相互作用：不同策略共同实施时会产生互相促进或抵消效果，比较明显的相互作用包括：①公交导向型土地利用、划定城市增长边界、慢行系统改善、乘车共享、公交服务改善与经济激励、市中心静态设施退化等策略间有相互促进的效果[12]；②以减碳为直接目标的策略（如碳税、零/低排放区等）有助于加速技术变革[27]。

2.2 多元视角下策略实施效果

除减碳效果外，策略实施还会对经济社会发展造成一定影响，以下分别从财政、社会、经济视角对实施效果展开分析。

2.2.1 财政视角下的实施效果

减碳策略实施通常伴随一定的财政支出，仅少数策略能带来财政收入。表4 所示为根据欧盟国家与美国相关研究整理得到的高成本和低成本策略[13,32-33]，可以看出，涉及公共服务供给与公共设施建设的交通系统运行效率提升、新能源设施规划建设与公共交通服务改善等策略财政支出一般较高，而在实施过程中政府主要负责制度设计及监管的策略仅需较少的财政支出。通常情况下，仅燃油税、碳税等税收政策及道路收费、停车收费等定价策略会产生财政收入，规则设置得当的定价策略可使政府获得持续稳定的财政来源。

表4 财政成本视角下减碳策略分类

实际上，相同策略在不同地区实施时管理方式和收费金额等规则一般不同，因而实施过程中的财政支出及收入水平存在一定差异。例如伦敦市中心的收费策略采用自动车牌读取和远程通信系统，就2016 年来看，运营成本为1.72 亿美元，占总收入的49%，而同年新加坡的电子道路收费系统运营成本仅为0.19亿美元，占总收入的16%[34]。

2.2.2 社会视角下的实施效果

一些城市交通减碳策略会产生缓解拥堵、增加出行选择、提升宜居性等社会效益，而部分策略则会带来居民出行成本增加等负面影响，因此在制定策略前应着重厘清其负面社会效应。出行成本增加的问题集中体现在收费策略上[35-37]。收费策略一般通过减少出行次数及出行距离、调整出行方式、改变出行时间等途径减少排放，但实际上收费策略对出行者的影响程度因人而异，其往往取决于收入、居住地等个人因素[11]。从实践来看，收费策略对价格变化较为敏感的人群影响较大，因此其对低收入人群及高收入人群会形成不成比例的影响[38]，尤其对于居住于城市边缘地区的低收入人群影响最为严重[39]。

为此，学者们提出收费策略实施地区必须配有可替代汽车出行的交通方式，否则应审慎实施[40]。同时，应注意通过再分配过程减少政策对低收入群体的影响，通过增加公交与保障性住房投资、税收减免等途径减轻其对低收入群体的影响[41]。

2.2.3 经济视角下的实施效果

短期看交通碳排放与经济发展息息相关，因此一些减碳效果明显的收费策略可能会对宏观经济造成负面影响。收费策略的经济学原理是将外部成本内部化[42]，但实际上，完全社会成本需要非常高的收费水平[11]，在高收费水平下人们会放弃许多重要出行[43]，即使在较低的收费水平下，该类策略也会对消费等弹性出行需求造成影响[44]，进而影响地区经济活力[45]。

交通出行是生产生活的基础，实现交通减碳需要的是出行结构与能源结构的根本转型，收费策略应以培养居民出行习惯为目的，必须在不牺牲居民移动性的前提下实施。因而在设计减碳策略时，可建立预测模型判断政策实施对经济发展的影响程度，再分对象分阶段展开制度设计，以保证策略合理有效。

3 城市交通减碳体系实施效果

3.1 高效率策略组合

多种策略组合实施的效果并非各策略减碳程度的简单叠加，利用策略间相互作用及效益实现时长的差异可有效提升策略减碳效率，对此学者们提出了以下高减碳效率策略组合建议。

（1）一定时期内应同时实施的策略：①有相互促进效果的策略需共同实施，如公交导向型土地利用、慢行系统改善、公交服务改善等策略[12-13]，实施这些策略时可配合抑制小汽车出行的策略以强化减碳效果[32]，同时，实施抑制需求策略的地区必须配有公交或其他可选择的交通方式，否则不应实施；②交通运行效率提升等可诱发出行需求的策略需配合收费策略等抑制需求的策略共同实施[32]；③应将收费策略获得的收入投入到改善低收入群体生活、技术革新相关的策略中，以实现减碳过程良性循环[46]。

（2）不同时期可分步实施的策略：①短期内可选择成本效益较好的策略，包括限速降低、生态驾驶习惯培养、拥堵收费、停车管理等[11]；②长期持续实施的策略应包括汽车动力升级推进及相关税收策略、公交导向型土地利用、划定城市增长边界、公交服务改善、慢行系统改善等[11,47]，这些策略虽需要较长的时间才能看到明显成效，但可以永久地减少碳排放，且几乎不会对经济社会发展造成负面影响。

3.2 高效率减碳体系

长期看，系统性较高的减碳体系才能实现可持续发展。《巴黎协定》设定了21 世纪后半叶实现碳中和的目标后，许多城市对自身减碳体系展开了反思。根据《伦敦环境战略》，沿用现有策略只能使伦敦2050 年碳排放在1990 年排放水平基础上减少约35%，远不能达到减碳90%的目标[48]。为此，基于原有减碳策略，纽约、伦敦、东京等城市均重新构建了涵盖交通、工业等多部门的系统性减碳方案。

从当前全球城市的实践来看，交通部门的系统性减碳均采取了以交通工具管理为核心，兼顾驾驶状态和出行需求管理的思路。表5 所示为纽约、伦敦和东京在最新城市发展战略中提出的交通减碳策略方案[48-50]。对比三份方案可以发现，新能源交通工具的推广是减碳体系的核心，一方面使用税收、补贴等经济手段激励新能源汽车的研发制造，降低消费者购买与持有车辆的成本，另一方面利用空间规划广泛布局充电加气设施，建立有利于零排放汽车使用与停放的政策区，通过推行新能源汽车政策及加速基础设施建设实现车辆零排放。而驾驶状态与出行需求管理则作为辅助策略，以丰富居民的出行选择，提高交通系统服务质量。

表5 代表城市交通减碳体系

表5 （续）

4 研究展望及政策建议

减碳效果是未来城市交通减碳策略制定及体系构建的重要抓手。归纳现有研究成果发现，目前针对交通减碳策略实施效果的研究大多来自美国、英国及欧盟国家，这些地区在低碳交通成为研究热点之前已经在交通治理领域积累了丰富的实践经验。但于我国而言，大多数城市在20世纪90 年代初才正式开启城镇化进程，目前交通减碳策略实践仍处于起步阶段，本土实践的相对匮乏使国内交通减碳策略实施效果的研究主要集中于模型方法讨论，实证研究相对较少，且这些少量的研究多以某一单独策略为对象，尚未关注到策略实施时相互作用及减碳体系的构建思路。未来随着我国城市交通减碳策略的逐步应用，基于本土实践的策略实施效果将会被更加深入的讨论。

我国城市目前虽然已采取了部分交通减碳策略，但为了更好地支撑我国实现“双碳”目标，未来可从以下方面着手构建交通减碳体系。

（1）建立以能源更替及丰富出行选择为核心的长效减碳方案

城市交通低碳排甚至零碳排不仅是目标，更是未来应长期保持的一种状态，其关键在于逐步消除交通碳源及改变人们的出行行为，因此城市交通减碳方案应以推动能源升级和提供多种出行选择为核心，一方面为新能源交通工具的推广建立系统的政策及基础设施环境，另一方面发展优质的多模式公交服务，整合公交与土地利用，设计服务于全交通方式及全年龄段使用者的完整街道，持续提升低碳出行方式相较于小汽车出行的竞争力。

（2）近期应以减碳为目标探索构建成本效益良好的减碳策略组合

新能源技术的研发推广需经历较长时间周期，实现推广前城市交通减碳仍有赖于诸多策略有机结合形成的系统减碳方案。因此建议首先可采用试点方式探索高速限速降低、建立生态车道或驾驶员考试中增加生态驾驶培训这些策略在我国城市实施的可能性，并尝试将拥堵收费、停车收费与车辆排放情况关联。其次，应采取技术手段持续优化人和物流动，并监控交通工具与交通系统的排放情况。在探索中逐步建立系统的减碳体系，助推交通系统能源升级与革新。

（3）注意跟进策略实施效果并构建地区间信息共享机制

减碳策略实施不仅会影响碳排放，也会带来经济社会其他方面的改变，因此应注意对减碳策略的效益与成本开展持续的跟踪研究。在实施效益方面，应注意分析单个策略生命周期减碳潜力、策略对需求是否产生诱导等。在实施成本方面，减碳策略的财政负担、对弱势群体的影响、对经济活动的影响都应作为要点，尤其是不利于弱势群体的策略应通过合理的制度设计减轻其负面影响。

此外，可尝试建立地区间交通减碳信息共享机制，从体系与策略两方面共享经验以提高减碳方案制定与实施效率。体系构建层面，应涵盖城市规模、出行结构等基础信息以及减碳目标、碳排放预测方法、减碳策略组成等信息。策略制定层面，需涵盖运行规则、参与主体、减碳程度及最佳效益实现时长、其他附加效果、财政及经济社会实施成本、与其他策略的相互作用关系等信息。

5 结语

本文系统梳理了城市交通减碳策略及减碳体系的实施成效。研究发现，对于尚未实现交通能源结构转型的城市，交通能源升级策略与定价策略通常表现出远超过其他策略的减碳潜力，由于城市发展基础、具体制度设计等诸多因素都会影响实施效果，因此策略减碳效率表现出因时因地而异的特征。除减碳效果外，策略实施常伴随经济社会多方面的成本及效益，有负面效应的策略必须配合实施影响评估及完善的制度设计，否则应审慎实施。目前，我国部分城市的交通治理体系并不足以支撑自身实现低碳可持续发展，未来应利用策略间相互作用及各策略最佳效益实现时长各异的特征，建立近期与远期交通减碳策略组合，在探索中逐步建立系统性高的减碳体系。由于我国交通减碳实践仍处于起步阶段，因此本研究中引用的数据大多来自欧美地区，未来探讨基于本土实践的策略实施效果将成为主流研究方向。