城市交通碳排放趋势与减排对策研究

史丹 叶云岭

[摘要]城市交通碳减排是实现“双碳”目标的重要环节。以上海市为研究对象，刻画2001—2019年城市交通结构与碳排放现实状况，分析城市交通碳减排面临的突出问题。运用LEAP模型与灰色模型预测上海城市交通碳排放趋势，设定基准情景、节能情景、出行结构优化情景、动力系统替换情景。结果表明，4种情景下，上海城市交通将分别于2031年、2029年、2029年、2028年实现碳达峰，交通动力系统替换最有利于上海城市交通碳排放早日达峰。建议持续优化城市交通出行结构，继续调整城市交通能源消耗结构，不断提升绿色交通治理水平，推进大数据应用与城市交通碳减排深度融合，积极倡导居民绿色低碳出行。

[关键词]城市交通；碳排放；碳减排;碳达峰；上海市

一、 引言与文献回顾

为积极应对气候变化，我国提出2030年碳达峰、2060年碳中和的自主行动目标，并出台一系列工作部署和行动方案，体现了我国构建人类命运共同体的责任担当。2021年10月，习近平总书记在第二届联合国全球可持续交通大会上强调，要加快形成绿色低碳交通运输方式，鼓励引导绿色出行，让交通出行更加低碳环保1。交通运输行业碳排放仅次于发电行业和供热行业，是碳排放的重要来源之一，推进交通运输行业碳减排将是我国实现“双碳”目标的关键环节[1]。对于城市而言，工业碳减排空间已较为有限，城市交通在碳减排方面将有很大发展空间，必须向城市交通领域寻求更多的碳减排潜力[2-3]。城市交通碳排放随着城市空间日益扩张、经济活动愈加频繁以及汽车保有量持续增长而快速上升，已成为当前城市治理的重要议题[4]。在此背景下，对城市交通碳排放趋势做出科学研判并提出减排可行对策具有重要意义。

上海市是我国交通最发达的城市之一，其交通网络对于我国城市交通而言具有代表意义。长期以来，高效便捷的城市交通对促进上海市经济社会繁荣发展和居民生活水平提高有至关重要的作用，然而随之而来的交通碳排放已成为城市可持续发展的瓶颈，并引发经济、社会和生态环境等多方面问题。虽然上海市自2012年成为国家低碳试点城市以来，不断提升交通节能减排水平，城市交通碳排放增幅持续放缓，绿色交通体系建设取得显著成效，然而城市交通依然存在较大的碳减排潜力及改进空间。2021年，上海市人民政府出台的《上海市生态环境保护“十四五”规划》明确指出，加强绿色高效交通运输体系建设，到2025年碳排放总量提前达峰2。因此，有必要清晰把握上海城市交通碳排放现状，剖析不同情景下城市交通碳排放趋势，为上海市加快建成绿色交通运输体系，贯彻落实节能减排的总体部署提出可行对策。

城市交通碳排放相关研究文献主要有以下3类：第一类文献集中于定量测度交通碳排放量并分析城市交通碳排放驱动因素，采用广义分类指数分解法等方法，实证研究经济发展水平、人口规模、产业结构、城市化进程、交通基礎设施、空间规模以及能源技术进步等因素对交通碳排放的影响[5-6]。第二类文献集中于预测交通碳排量并分析不同情景下交通碳排放趋势，通过构建仿真模型、LEAP模型对交通碳排量进行预测[7-8]，并设置基准情景、交通出行结构优化、交通出行结构失衡等情景，预测各种情景下交通碳排放量[9]。第三类文献集中于国际大都市交通碳减排案例与城市交通碳减排对策建议研究。相关研究梳理了纽约、伦敦、巴黎、东京等国际大都市交通碳排放状况与低碳交通政策[10-11]，提出城市交通要秉持可持续发展理念，并从绿色低碳交通体系、城市空间规划、综合交通规划等方面提出可行方案[12]。

综上，已有文献对于城市交通碳排放总量测度、城市交通碳排放的驱动因素、城市交通碳排放趋势预测、国际大都市交通碳减排案例分析等话题做了探讨。总体来看，仍存在以下进一步探讨的空间：首先，已有研究大都从交通运输行业视角测度交通碳排放水平，研究对象包括公路、水路、铁路、航空等多种交通运输方式，较少有研究专门探讨城市内部交通碳排放水平。其次，对于城市交通碳排放趋势预测的情景设定较为单一，尚未全面综合考虑城市交通碳排放趋势设置多种情景进行预测。最后，已有研究对于交通碳排放的预测时间序列大都较短，未能结合碳达峰、碳中和目标的时间节点予以具体说明。

本文以上海城市交通为研究对象，刻画上海城市交通出行结构、能源消耗量、碳排放总量、人均城市交通碳排放量以及城市交通碳排放强度演变特征，以求全面剖析上海城市交通碳排放现实状况，探究碳减排面临的现实困境；紧扣碳达峰、碳中和目标实现节点，在充分结合上海市出台的有关城市交通碳减排政策规划基础上，设置基准情景、节能情景、出行结构优化情景、动力系统替换情景，采用LEAP模型、灰色模型等预测4种情景下2021—2060年上海城市交通碳排放趋势并进行对比分析，以期找出最适合上海城市交通碳减排的现实路径，进而为全国城市交通碳减排提供借鉴。

二、 上海城市交通结构与碳排放现状分析

1. 上海城市交通结构

（1）上海城市交通出行结构

经过多年大规模、高强度建设，上海城市交通基础设施总量和规模均达到世界一流水平。本文将城市交通出行工具界定为由轨道交通、公共汽车、出租汽车为代表的公共交通工具与小客车为代表的私人交通工具两部分组成。2001—2019年，上海城市人口日均出行总量持续增加，私人机动车出行比例平缓提升，电动自行车出行比例迅速提高，步行方式出行比例有所下降，城市交通公共出行比例持续提升，尤其是轨道交通出行比例快速提升，共享单车等新兴出行方式发展迅速。具体而言，2001—2019年，上海市注册机动车数量由121万辆增长至443.8万辆，年均增长率为7.5%，其中，私人机动车注册量由8.1万辆增长至339.9万辆，年均增长率为23.1%。公共交通日均客运量由800万人次增长至1787.3万人次，年均增长率为4.6%，其中，轨道交通日均客运量由64.9万人次增长至1063.1万人次，年均增长率为16.8%。2019年共享单车日均在线辆数为30.5万辆，日均骑行量超过100万车次1。究其原因，城市人口规模扩大导致城市人口日均出行总量持续增加，对公共交通与私人交通的需求不断上升。随着居民生活水平提高，私人汽车保有成本和使用成本相对较低，因此更多居民会选择购买私人汽车。城市轨道交通运力大、速度快，已成为居民出行的主要方式和缓解城市拥堵的首要选择，因此上海市坚持公交优先战略，大力发展轨道交通，公共交通日均客运量尤其是轨道交通日均客运量显著提升。共享单车由于有效提升了居民短途出行便利度，也成为居民出行方式选择之一。

（2）上海城市交通能源消耗结构

根据《上海统计年鉴》（2002—2020），上海城市交通行业主要消耗的能源分为汽油、柴油、电力3类。以汽油、柴油为主的化石能源是推动能源实物消耗总量增长的主要因素（图1）。汽油和柴油实物消耗量整体呈现上升态势，汽油消耗量由2001年的14.9万吨增长至2019年的63.5万吨，年均增长率为8.4%；柴油消耗量由2001年的75.9万吨增长至2019年的205.9万吨，年均增长率为5.7%；电力消耗由2001年的8.9亿千瓦时提升至2019年的57亿千瓦时，年均增长率为13.7%1。值得注意的是，汽油和柴油消耗量在2001—2016年呈增长态势，在2016年达到最大值，而在2017年后呈下降态势；电力消耗量在2001—2019年持续上升。究其原因，汽油、柴油的消耗以机动车为主，机动车数量的急剧增长，必然带动汽油和柴油实物消耗量的大幅上涨；由于新能源汽车持续推广普及，新能源公交车、轨道交通、新能源出租车规模迅速壮大，电力消耗量持续快速增长，同时汽油和柴油消耗量在2016年以后呈现一定程度的下降。

2. 上海城市交通碳排放现状

（1）上海城市交通碳排放核算方法

本文运用IPCC[13]碳排放核算公式测算上海城市交通碳排放量，碳排放测算口径为城市交通运行阶段化石能源消耗产生的碳排放量以及电力消耗产生的碳排放量（包含转移至电力发电侧的间接排放）。囿于数据可得性，公共交通碳排放基于能耗统计数据直接测算；私人交通能耗统计渠道不健全，以燃油汽车和电动汽车的活动量为基础进行测算。测算公式如下：

式（1）中，CTra为城市交通碳排放总量；j表示第j种能源种类（汽油、柴油、电力）；Ej表示第j种能源的消费量（单位：t），数据来源于《上海统计年鉴》（2002—2020）；NCVj表示第j种能源的低位发热量（单位TJ/t），CCj表示第j种能源的碳含量（单位：tce/TJ），数据均来源于《IPCC 2006年国家温室气体清单指南》（2019年修订版）；COFj表示第j种能源的碳氧化因子，根据《IPCC 2006年国家温室气体清单指南》（2019年修订版）通常取值100%，表示完全氧化；44/12表示CO2与碳的分子量之比，即碳转化成CO2的转化系数。

（2）上海城市交通碳排放总量

根据公式（1），上海城市交通碳排放总量测算结果见图2。2001—2019年，上海城市交通碳排放总量总体呈现快速上升态势，由379.8万吨增长至966.1万吨，年均增长率为5.3%。上海城市交通碳排放量占全市碳排放总量的比重由2001年的2.6%增长至2019年的6.3%。具体而言，2001—2014年，上海城市交通碳排放总量快速增长，2015年后逐渐趋于平缓。究其原因，上海市作为国际经济中心、国际金融中心，大量的人流和物流持续加剧了上海城市交通负荷。从交通出行方式看，居民出行需求稳步增长，高品质、多样化、个性化的需求不断增加，公共交通规模快速扩张，且随着居民生活水平提高，私人交通工具需求不断增长，增加了汽油、柴油等能源消耗，进而加剧城市交通碳排放。从城市结构看，随着新型城镇化的深入推进，人口不断向上海市集聚，导致了城市蔓延发展、城市空间扩张、居民通勤距离增加等一系列问题。2015年以后，随着新能源汽车渗透率不断提升，上海城市交通碳排放总量增速有所放缓。

（3）上海城市交通人均碳排放量

基于城市交通碳排放总量和城市常住人口数量，通过CP=CTra/P公式可進一步得到交通人均碳排放量，式中，CP为交通人均碳排放量，CTra为交通碳排放总量，P为常住人口数量，测算得出上海城市交通人均碳排放量（图3）。2001—2019年，城市交通人均碳排放量由227.71千克/人增长至397.88千克/人，年均增长率为3.2%，与城市交通碳排放量变化趋势一致，呈现高速增长态势。其中，2001—2007年增长迅速，2008年后增速有所放缓。究其原因，随着中国加入WTO，上海市作为重要的国际贸易城市，国际贸易量大幅增加，交通运输服务业随着商品贸易的繁荣而扩张，居民收入水平的不断提升引致出行需求更加旺盛。2008年正值全球金融危机，上海市的国际贸易受到负面影响，居民经济活动有所下降，加之上海市在世博会期间为治理环境污染又先后采取大量措施，城市交通碳排放总量的快速增长态势得以遏制。

（4）上海城市交通碳排放强度

碳排放强度是指单位国民生产总值增长所带来的碳排放量，碳排放强度越低，表明单位GDP增长带来的碳排放量越低，经济发展和碳排放量协调性越高。由公式CG=CTra/GTra测算得出城市交通碳排放强度，式中CG表示城市交通碳排放强度，C表示城市交通碳排放总量，GTra表示城市交通运输行业总产值，测算得出上海城市交通碳排放强度（图4）。

2001—2019年，上海城市交通碳排放总量和交通运输行业生产总值呈稳步上升态势，但城市交通碳排放强度呈波动下降态势。具体而言，上海城市交通碳排放强度经历2001—2003年持续上升期、2004—2010年平缓波动期、2011—2019年持续下降期3个阶段，且2019年达到最小值0.2吨/万元。究其原因，2001—2003年，伴随着中国加入WTO，交通运输需求大幅增加，而交通建设投入相对滞后，城市交通碳排放总量增长速度快于城市交通运输行业生产总值；2004—2010年，上海市借鉴国外交通运输行业先进技术，增加技术改造投入，大力发展交通运输业以缓解城市交通压力，且世博会的举办促进了环保意识增强，上海市出台一系列政策法规以约束城市交通碳排放，城市交通碳排放强度上升态势得到抑制；2011—2019年，绿色低碳交通理念逐步推广，绿色交通政策效益逐渐显现，这一阶段交通运输行业生产总值增长速度快于城市交通碳排放总量。

3. 上海城市交通碳减排面临的突出问题

近年来，上海市以绿色智能技术为依托，以绿色高效交通建设为目标，实施公交优先发展战略，出台新能源汽车推广政策，构筑新型交通生态体系，城市交通碳减排取得一定成效。然而交通工具移动性强、交通行为复杂、碳排放主体多元，城市交通碳排放占比不断增加，碳减排面临的形势严峻，与纽约、芝加哥、伦敦、巴黎、东京等其他国际大都市相比还存在较大改进空间。上海城市交通碳减排面临的突出问题具体表现为：一是城市交通出行结构有待调整。伦敦、巴黎、东京等国际大都市的交通碳排放之所以维持在较低水平，重要原因之一就是建立了较为完善的以轨道交通为主体的公共交通体系，虽然上海轨道交通运营里程居世界第一位，然而轨道交通出行比例远低于东京（33%）1，且近年来呈现下降趋势，私人汽车出行比例持续维持在较高水平并呈逐年增加态势。私人汽车既是每公里人均耗能最多的交通工具，也是每公里人均碳排放量最多的交通工具，私人汽车保有量的急剧增长带动汽油和柴油消耗量上涨。究其原因，城市规模扩大引起出行距离不断增加，相对较低的购车门槛和车辆使用成本，加之城市“以车为本”的道路规划不便于居民步行和骑行，居民对私家车的需求不断扩大，私家车出行比重持续位于较高水平导致较高的城市交通碳排放量。二是城市交通能源消耗结构有待优化。上海城市交通以汽油、柴油为主的化石能源占比高达90%以上2，新能源汽车占比仍然较低。虽然目前上海市新能源汽车产业规模位居全国前列，然而产业基础能力较为薄弱，金属锂、钴等主要动力电池资源缺乏且供应链稳定性面临较大挑战，尤其是在动力电池技术上的弱势导致新能源汽车成本居高不下。新能源汽车电机和电控技术较国际一流水平存在较大差距，企业创新内生动力不足、关键领域核心技术缺失制约新能源汽车产业健康发展。新能源汽车的售后服务不足，突出表现为维修成本较为高昂、售后服务体系不完善，新能源汽车充电桩存在总量不足、布局不合理、接口不统一、利用率不高、安全性低等问题，成为制约新能源汽车可持续发展的障碍。三是城市交通规划和治理能力有待增强。上海城市交通整体系统规划不足，路网密度仅为7.1km/km21，相比其他国际大都市而言较低，例如东京路网密度为28.8km/km2，伦敦路网密度为22.4km/km2，纽约路网密度为16.4km/km2[14]。路网系统不完善导致早晚高峰交通拥堵严重，上海城市通勤高峰全网拥挤断面长度达到112公里，并呈现由“点”状拥堵发展为“线”状拥堵甚至扩散为“面”状拥堵。黄浦区、徐汇区等都市功能优化区交通拥堵问题更加突出。相关部门对交通拥堵的预测和处理能力不足，缺乏有效的手段和应急机制，交通数字化、智能化建设尚不够完善，相比纽约、伦敦等国际大都市在交通数字化转型方面依然存在较大差距。

三、 上海城市交通碳排放趋势预测方法与情景设定

1. 预测方法

（1）模型建立

本文采用LEAP模型[15]预测2021—2060年上海城市交通碳排放量，测算公共汽电车、轨道交通、出租车、私人汽车4种运输方式组成的城市客运碳排放量，表达式如下：

CTra=[k=b，t，s，pCZ×CSk][×][CIk] （2）

式（2）中，CTra表示城市交通碳排放总量，CZ表示城市客运周转量，CS表示城市交通运输结构，CI表示城市客运碳排放因子。k代表交通运输方式，b为公交车、t为出租车、s为轨道交通，p为私人汽车保有量。

本文采用灰色模型对城市交通客运量进行预测[16]，表达式如下：

定义x1的灰导数为：

d（k）=x0（k）=x1（k）-x1（k-1） （3）

令z1（k）為数列x1的邻值生出数列，可得：

z1（k）=[α]x1（k）+（1-[α]）x1 （4）

灰微分方程为：

x0（k）+[α]z1（k）=[β] （5）

式（5）中，x0（k）为灰导数，[α]为发展系数，z1（k）为白化背景值，β为灰色作用量。将时刻k=2，3，…，n代入，引入矩阵，采用一元线性回归求得系数值。

（2）数据说明

本文将城市交通工具界定为以轨道交通、公共汽车、出租汽车为代表的公共交通工具与以小客车为代表的私人交通工具两类，城市交通能源消耗类型由汽油、柴油、电力等3种组成。2020年受新冠肺炎疫情冲击，上海城市交通相关统计数值与整体趋势不一致，如公共交通日均客运量仅为1157.1万人次，同比下降29.6%。因此，本文刻画2001—2019年上海城市交通出行结构、能源消耗量、碳排放总量、人均城市交通碳排放量以及城市交通碳排放强度演变特征，全面剖析上海城市交通碳排放现实状况。上海城市交通出行结构数据来源于《上海市综合交通发展年度报告》（2001—2019），上海城市交通能源消耗结构、碳排放量测算所需数据来源于《上海统计年鉴》（2002—2020）。结合“双碳”目标节点，对于上海城市交通碳排放趋势预测时间跨度为2021—2060年。采用LEAP模型、灰色模型等预测分析基准情景、节能情景、出行结构优化情景、动力系统替换情景下2021—2060年上海城市交通碳排放趋势，进而提出相应政策建议，为全国城市交通碳减排提供方案。

2. 上海城市交通碳排放趋势情景设定

（1）节能情景

能源消耗是影响城市交通碳排放的重要因素。《上海市综合交通发展“十四五”规划》指出，目前上海城市交通能耗增幅放缓并趋于稳定，还需进一步挖掘交通节能潜力1。《上海市2021年节能减排和应对气候变化重点工作安排》提出推进交通运输节能，加快绿色交通发展2。因此本文将节能情景设定为在上海城市交通能源效率提升基础上交通运输能源消耗量发生微幅下降，将汽油、柴油、电力这3种能源5年年均下降率较基准情景下调1%，对2021—2060年上海城市交通碳排放量进行预测。

（2）出行结构优化情景

交通出行结构是决定城市交通碳排放量的重要因素。2019年，上海市人员工作日均出行总量为5710万人次/日，公共汽电车出行比例为11.3%，轨道交通出行比例为21.8%，出租车出行比例为6.4%，私人汽车出行比例为20.5%3。近年来上海城市交通出行结构不断优化，呈现为公共交通出行比例不断扩大、小客车及出租车出行比例缓慢下降的发展趋势，但公共汽电车、轨道交通出行比例仍有待提升，私人汽车、出租车出行比例依然较高。现有城市公共交通系统的运行效率和服务能力难以完全满足城市发展需求与居民出行需求，上海市更大空间范围内的同城化都市圈发展目标需要更加有效的公共交通体系提供支撑。灰色模型可以克服城市客运量时间序列数据有限的问题[16]，因此本文采用灰色模型对2021—2060年上海市公共汽电车客运量、轨道交通客运量、出租车客运量、私人汽车保有量进行预测。其中，关于私人汽车客运量测算参考王靖添等[15]采用的基础车辆保有量、平均出行次数、载客率综合计算方法，并在此基础上对交通出行结构进行优化，运用LEAP模型预测上海城市交通出行结构优化情景下碳排放量。

（3）动力系统替换情景

上海城市交通低碳发展要从优化交通能源消耗结构出发，推广新能源汽车使用、替换交通动力系统是实现节能减排的有效方法。2021年，上海市累计投放新能源汽车67.8万辆，全市累计建成各类充电桩超过50万根，全市车桩比1.36∶1，处于国内领先水平4。然而，依然存在电池资源缺乏、高端产品供应不足、充电桩总量有限且利用率不高等问題，这些问题阻碍了新能源汽车进一步发展。《上海市2021年节能减排和应对气候变化重点工作安排》提出推动交通用能终端新能源化发展5。《上海市能源发展“十四五”规划》提出以绿色交通为抓手促进节能低碳循环发展，扩大电能等清洁能源在交通等重点领域的应用6。《上海市加快新能源汽车产业发展实施计划（2021—2025年）》要求，个人新增购置车辆中纯电动汽车占比超过50%，国有企事业单位公务车辆、环卫车辆新能源汽车占比超过80%，网约出租车新能源汽车占比超过50%，公交汽车、巡游出租车、中心城区载货汽车、邮政用车、党政机关公务车辆100%使用新能源汽车7。依据上述目标值，本文设定城市交通动力替换情景，将私人汽车保有量进一步细化为私人机动汽车保有量与新能源汽车保有量，采用LEAP模型与灰色模型预测上海城市交通动力替换情景下碳排放量。

四、 上海城市交通碳排放趋势预测结果分析

1. 节能情景下城市交通碳排放总量预测

本文采用2001—2019年上海城市交通碳排放数据以及3种能源消耗时间序列数据，预测基准情景下上海城市交通碳排放量，经平稳性检验后，运用一元协整模型测算出能源消耗量相对碳排放的弹性系数，其中汽油相对碳排放的弹性系数为0.6，柴油相对碳排放的弹性系数为0.2，电力相对碳排放的弹性系数为3.6。运用stata15.1对2021—2060年上海城市交通碳排放总量对基准情景与节能情景进行预测，基准情景与节能情景下碳排放总量见图5。

根据测算，基准情景下，2021—2031年，上海城市交通碳排放总量呈不断增长趋势，由1022.4万吨增长至1134.2万吨，年均增长率为0.9%，于2031年达到峰值；2031—2060年，碳排放量呈下降趋势，由1134.2万吨下降至625.1万吨，年均下降率为3.1%。节能情景下，2021—2029年，上海城市交通碳排放总量由975.7万吨增长至1062.5万吨，年均增长率为0.9%，于2029年达到峰值；2029—2060年，碳排放量由1062.5万吨下降至582.1万吨，年均下降率为2.0%。可见，相比基准情景，节能情景下城市交通碳排放将更早达峰，且峰值碳排放量相对更低。究其原因，随着城市交通规模的快速扩张，以机动车为主的交通出行工具作为化石能源的主要消费者，对碳排放具有显著的促增作用。

2. 出行结构优化情景下城市交通碳排放总量预测

本文采用LEAP模型与GM分析法对出行结构优化情景下2021—2060年上海城市交通碳排放总量进行预测，基准情景与出行结构优化情景碳排放总量变化趋势见图6。出行结构优化情景下，2021—2029年，上海城市交通碳排放量呈现不断上升趋势，由953.5万吨上升至1015.1万吨，年均增长率为0.7%，在2029年达到峰值；2029—2060年，上海城市交通碳排放量呈现下降趋势，由1015.1万吨下降至538.1万吨，年均下降率为2.0%。可见，相比基准情景，出行结构优化情景下城市交通碳排放将提前两年在2031年达到峰值且峰值碳排放量相对较低。究其原因，出行结构优化的关键在于提高公共交通出行比例，引导居民采用更加绿色低碳的出行方式，其主要目的在于降低私人汽车出行占比，进而减少碳排放。

3. 动力系统替换情景下城市交通碳排放总量预测

本文采用LEAP模型与GM分析法对动力系统替换情景下2021—2060年上海城市交通碳排放总量进行预测，基准情景与出行结构优化情景碳排放总量趋势见图7。动力系统替换情景下，2021—2028年，上海城市交通碳排放量呈现不断上升趋势，由934万吨上升至1008.1万吨，年均增长率为0.9%，于2028年达到峰值；2028—2060年，整体呈下降趋势，由1008.1万吨下降至506.4万吨，年均下降率为2.1%。动力系统替换情景下，上海城市交通碳排放将于2028年达到峰值，比基准情景提前3年达峰且峰值相对较低，主要原因在于新能源汽车较传统燃油汽车具有明显的减碳效果，交通动力系统替换将扩大电力、氢能、天然气等清洁能源在交通领域的应用，降低城市交通对汽油、柴油等化石能源的依赖。

4. 4种情景对比分析

将2021—2060年上海城市交通碳排放的基准情景、节能情景、出行结构优化情景和交通动力系统替换这4种情景进行对比（图8）。2021—2060年，上海城市交通基准情景、节能情景、出行结构优化情景与动力系统替换情景下，碳排放总量都呈现出先增长、后下降的趋势。从碳达峰时间来看，城市交通动力系统替换情景下将于2028年最早达到峰值，其次是节能情景与出行结构优化情景，都将于2029年达到峰值，而基准情景下将于2031年达到峰值。从峰值来看，动力系统替换情景下城市交通碳排放峰值为1008.1万吨，在4种情景下峰值最低；其次是出行结构优化情景，城市交通碳排放峰值为1015.1万吨；再次是节能情景，城市交通碳排放峰值为1062.5万吨；而基准情景下城市交通碳排放峰值为1134.2万吨，峰值最高。

综上所述，将4种情景进行对比分析可知，交通动力系统替换情景下城市交通碳排放总量最低，且最快达到峰值，主要原因在于上海城市交通碳排放主要来源于城市机动车数量的增加而带来的化石能源燃烧。加大新能源汽车推广应用力度，推进交通动力系统电动化替代，是上海城市交通碳减排最具潜力的方案选择。

五、 研究结论与政策建议

1. 研究结论

上海市作为我国城市的典型代表，城市交通碳减排问题对于其他城市而言具有重要借鉴意义。本文选取IPCC[13]碳排放核算方式，采用2001—2019年时间序列数据测算上海城市交通出行结构、能源消耗结构、碳排放总量、人均碳排放量、碳排放强度，设置基准、节能、出行结构优化、动力系统替换等4种情景，运用LEAP模型和灰色模型预测2021—2060年上海城市交通碳排放趋势。相关研究结论如下：

2001—2019年，从城市交通出行结构来看，公共交通出行比例和私人汽车出行比例逐步提升，而出租车和步行出行比例缓慢下降；从城市交通能源消耗结构来看，汽油和柴油消耗量在2001—2016年呈增长趋势而在2017年后呈下降趋势，电力消耗量持续上升，交通能源消耗结构转型升级取得一定成效；从城市交通碳排放状况来看，碳排放总量、人均碳排放量呈上升趋势，碳排放强度呈波动下降趋势。

基准情景下，上海城市交通碳排放将于2031年达到峰值；节能情景与出行结构优化情景下，上海城市交通碳排放将于2029年达到峰值；动力系统替换情景下，上海城市交通碳排放将于2028年达到峰值。交通動力系统替换情景下城市交通碳排放最早达峰且峰值最低。因此，交通动力系统替换更加有助于上海城市交通更快更好实现碳减排。

2. 政策建议

根据上文分析，通过总结上海城市交通碳减排的有益经验，剖析其不足之处，借鉴国际大都市交通碳减排相关做法，进而为我国城市交通碳减排提供政策建议。

（1）持续优化城市交通出行结构

公共汽车、轨道交通等公共交通工具单位里程人均碳排放远低于私人汽车，然而总体而言我国城市公交车辆拥有率依然较低。因此，要加快建成以轨道交通为骨干、电动公交为基础、电动出租车为补充、共享单车为延伸的城市交通出行结构。一是提高公共交通出行比例。坚持公交优先发展理念，打造以轨道交通为主体的公共交通体系。加强常规公交与轨道交通协同配合与服务融合，优化轨道接驳设施建设，在轨道交通站点步行距离范围内合理设置地面公交换乘站点，提升乘坐体验和便利服务水平。建设一批国家公交都市建设示范城市，在更多城市推广基于居民低碳出行的15分钟生活圈模式。二是调整私人机动车保有结构。探索采用征收拥堵费和排污费、提高燃油税和停车费、高速公路差别化收费等经济手段，提高私人机动车的拥有成本，适当限制私人机动车出行总量。三是积极营造慢出行环境。在旧街区改造和新街区规划设计中更加注重空间景观和城市街道主题建筑设计，考虑自行车骑行和步行的安全性、舒适性、趣味性等问题，完善行人过街标志标线，提供更多更舒适的出行空间，打造快慢相宜的交通模式。推广美团、青桔、哈罗等共享单车，在各公共交通站点设立自行车专门停放点，提升自行车道网络密度。

（2）继续调整城市交通能源消耗结构

目前我国城市交通能源消耗以汽油、柴油等化石能源为主，新能源、清洁能源在城市交通领域应用不足。交通动力系统替换情景下城市交通碳排放相对于其他3种情景而言最早达到峰值。因此，要通过交通能源消耗结构优化促进城市交通碳减排。一是加大新能源车辆普及力度。优化新能源汽车普及政策供给，在减免税、电价、上牌、路权、停车等方面进一步给予政策支持，提升居民对新能源汽车的购买热情。加快新能源汽车生产企业创新发展的同时鼓励传统燃油车企业调整产品结构，推进新能源智能网联汽车规模化生产。二是加快新能源关键技术研发。支持头部企业加强在纯电动技术、燃料电池关键材料、清洁能源、降碳脱碳等领域的研发，通过降低动力电池生产成本从根本上降低新能源汽车价格和拉动新能源汽车消费。三是加强能源基础设施保障。建设功能完备、布局合理的新能源汽车充电设施，促进充电设施互联互通、自用专用充电桩分时共享，探索人工智能移动式充电桩，加快公路服务区、客运枢纽等重点区域充电设施建设，为绿色低碳出行提供便利条件。

（3）不断提升绿色交通治理水平

在“双碳”目标下，我国城市交通正处于治理体系和治理能力现代化建设的关键期。要坚持绿色交通发展理念，构建城市交通绿色集约发展新模式，推动绿色低碳交通体系高质量发展。一是完善绿色交通治理体系。强化绿色交通发展规划引领，将碳达峰、碳中和目标实现路径全面融入城市交通规划方案，制定城市交通碳减排路线图和时间表。完善交通运输领域能源消耗统计体系，加强对各种运输方式能耗、碳排放及污染物排放的统计分析，根据各城市实际情况建立健全交通运输行业绿色发展考核指标，为绿色城市交通运输体系建设提供内生动力。二是加强绿色交通治理能力。在交通压力较大的区域实行分级预警干预，解决公共交通“站站停”所带来的平均车速低和交通拥堵等问题，提高城市交通运行管理效率，实现人、车、路、信息、服务即时连接和高效匹配，从而提高运输效率，减少能源消耗。三是开展绿色交通试点示范。在更多城市推广车路协同、智慧物流、地下物流、新能源汽车与储能协同发展的新模式新业态，围绕交通装备绿色化开展技术攻关，选择有基础且规模适当的城市开展试点示范建设，形成一批可复制可推广的模式，为全国推行绿色交通奠定良好基础。

（4）推进大数据应用与城市交通碳减排深度融合

促进数字技术赋能交通治理，推动城市交通数字化升级，大力发展数据驱动的智慧交通体系。一是做好交通碳排放监测工作。各城市要因地制宜建立科学的监测网络体系和排放清单，建设碳排放数字化监测管理系统，实现对交通能源消耗及碳排放进行实时监测、采集核算、考核评估、跟踪管理、统计分析，从而精准掌握交通碳排放信息，合理调节各领域能源配置。二是加快智慧交通基础设施建设。基于大数据挖掘和分析技术，推进交通大数据共享平台建设，利用手机数据、卡口数据、GPS数据、道路交通流监测数据等，对城市交通需求特征与供给特征进行动态评估和精准匹配。进一步推进智慧城市基础设施与智能网联汽车协同发展试点工作，实现智能汽车与道路基础设施、路侧设备之间实时信息交互。三是拓展智慧交通场景应用。通过RFID、传感等技术实时监控车辆碳排放数据，拓展智能公交车、智能红绿灯、汽车电子标识、智慧停车等应用场景，打造一批城市交通新技术示范应用新高地。

（5）积极倡导居民绿色低碳出行

公众出行方式转变是实现城市交通碳减排不可或缺的一部分，要大力开展绿色低碳出行示范创建活动，提供一流水平的绿色低碳出行服务，将绿色低碳出行转变为居民的自觉行动。一是建立绿色出行碳积分平台。推广北京市MaaS模式，构建以碳积分为媒介的绿色出行平台，科学制定碳积分规则和奖励准则，公交出行、步行、新能源汽车等低碳出行方式按照不同比例兑换为碳积分，将低碳行为转化为个人碳资产以及礼品券、代金券、电影票等物质性奖励。加强碳积分平台与其他常用APP的关联，打造低碳出行APP圈，挖掘碳积分的社交属性，在个人社交网络中产生涟漪效应，引导居民形成绿色低碳出行的自觉行动。二是加强社区低碳出行宣传教育。将绿色低碳出行纳入社区文化建设体系，通过“全国低碳日”等宣传活动，为居民普及“双碳”相关知识，组织贴近大众的实践活动，引导居民树立绿色低碳出行理念，倡导居民通过低碳出行共建共享低碳社区。

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基金项目：国家社会科学基金重大项目“推进新型工业化与经济体系优化升级研究”（项目编号：21ZDA021）；国家自然科学基金专项项目“面向碳中和的中国经济转型模式构建研究”（项目编号：72140001）；中国社会科学院博士后创新项目“双碳目标与中国制造业高质量发展研究”。

作者简介：史丹（1961-），女，博士，中国社会科学院工业经济研究所所长，研究员，博士生导师，研究方向为产业经济；叶云岭（1990-），男，博士，中国社会科学院工业经济研究所博士后，助理研究员，研究方向为产业经济。

（收稿日期：2022-05-20  责任编辑：殷 俊）