基于LEAP模型的交通运输碳减排对策研究

马晓晖、赵尚坤、孟亚飞、王丽芝

（1.宁夏回族自治区公路水路发展中心，宁夏 银川 750000；2.宁夏公路勘察设计院有限责任公司，宁夏 银川 750000）

1 宁夏交通运输行业碳排放现状

根据中国碳核算数据库（CEADs）统计数据，2019年全国交通运输行业二氧化碳排放量达到7.32 亿吨，占全国二氧化碳排放总量7.48%，年均增速5.0% 以上；宁夏交通运输行业二氧化碳排放量达到344 万吨，占宁夏二氧化碳排放总量的1.62%，年均增速约2.8%，总体上年均增速低于全国平均水平。从全球范围来看，交通运输领域二氧化碳排放占全球碳排放总量约25%，是第二大也是排放增长最快的行业。由此可知，宁夏交通运输行业现阶段呈现出排放占比低，未来增速逐步加快、减排潜力大的特征。

2 研究方法与数据

结合宁夏交通运输发展特征，采用LEAP 模型软件对行业综合客运、综合货运、城市公共交通、私人汽车、公路交通基础设施建设等主要排放领域进行模型构建，通过设置基准情景、政策情景和低碳情景，模拟不同发展情景下宁夏综合交通运输领域未来的能源需求和二氧化碳排放趋势[1]，分析宁夏交通运输碳减排对策。

2.1 宁夏交通行业LEAP 模型结构

宁夏交通运输行业LEAP 模型结构设计主要考虑能源消耗量较大的综合客运、综合货运、基础设施建设、城市交通等4 大领域，根据各领域不同交通方式定义终端使用类型，基础设施建设领域包括高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路建设；综合客运领域划分为公路客运、铁路客运、航空客运；综合货运领域划分为公路货运、铁路货运、航空货运、管道运输；城市交通细分为城市公共交通和私人汽车，城市公共交通包括城市公共汽电车和巡游出租车。宁夏交通运输行业的LEAP 分析模型如表1所示。

表1 宁夏交通运输行业LEAP 模型结构

表1（续）

2.2 能源消费需求计算方法

宁夏交通运输行业能源消费需求主要采用不同领域各终端活动水平和单位能耗强度（折标准煤）进行测算。

式（1）中：

ET,k——交通运输领域能源消费总量（吨标准煤)；

Ekm,r——各等级公路每公里建设能源消费水平（吨标准煤)，r主要指高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路；

Br——各等级公路建设里程（公里)；

Ekm,j——单位综合客货运周转量能源消耗水平（吨标准煤/人公里、吨标准煤/吨公里），j主要指公路货运、铁路货运、公路客运、航空客运等；

Qj——运输方式j完成客货运周转量（人公里、吨公里）；

Ekm,i——交通工具i每车辆公里能源消耗水平（吨标准煤/车辆公里），i主要指城市公共汽电车、巡游出租车、私人汽车等；

Di——交通工具i年均行驶里程（公里）；

Ni——交通工具i保有量（辆）。

2.3 二氧化碳排放计算方法

二氧化碳的排放计算采用能源消费需求（吨标准煤）与每吨标准煤二氧化碳排放系数进行测算。

式（2）中：

FT——交通行业二氧化碳排放总量(tCO2)；

ET,k——k终端能源消费总量（吨标准煤)；

FCO2,k——每吨标煤CO2排放量（吨二氧化碳/吨标准煤)。

2.4 情景设置与描述

为进一步细化宁夏交通运输领域碳减排对策措施和约束指标，通过设置基准情景、政策情景和低碳情景预测未来宁夏交通运输领域能源消费水平、二氧化碳排放总量和碳减排潜力[2]，有针对性地提出交通运输行业各领域运输结构、能源结构调整的约束性指标，支撑宁夏交通运输行业实现绿色低碳转型。情景设置及描述如表2所示。

表2 情景设置及描述

3 结果与分析

3.1 能源消费需求和二氧化碳排放趋势

根据模型模拟结果，随着能源消费需求的增加，未来宁夏交通运输领域的二氧化碳排放也将保持增长的趋势。基准情景下，宁夏交通运输领域的能源消费需求仍将继续增长，到2040年左右将达到能源消费需求和二氧化碳排放达到峰值，分别为624.52 万吨标准煤、1558.56 万吨二氧化碳；政策情景下，宁夏交通运输领域的能源消费需求和二氧化碳排放有望在2033年左右达峰，分别为569.66 万吨标准煤、1421.64万吨二氧化碳，与国家2030年实现碳达峰目标有一定差距；低碳情景下，其能源消费需求和二氧化碳排放量可在2030年左右达到峰值，分别为524.22 万吨标准煤、1308.24 万吨二氧化碳。由此可见，宁夏交通运输领域要实现2030年碳排放总量达峰的目标，宁夏交通领域面临着巨大的减排压力，在现有政策基础上，需要提出更加强力的运输结构、能源结构调整措施。

3.2 二氧化碳减排潜力分析

根据各排放终端二氧化碳排放情况，基础设施建设、公路货运、航空客运及私人汽车等领域，在不同情景下都将是宁夏交通运输领域主要的二氧化碳排放来源，也是未来减排潜力最大的领域。政策情景下，宁夏交通运输领域将在2033年左右二氧化碳排放量达峰，较基准情景减排119.24 万吨二氧化碳，其中公路货运、私人汽车、交通基础设施建设终端的减排贡献最大，分别占减排总量的47.3%、35.5%、11.0%，低碳情景下，宁夏交通运输领域二氧化碳排放有望在2030年达峰，较政策情景减排106.02 万吨二氧化碳，其中私人汽车、公路货运、交通基础设施建设终端减排贡献最大，分别占减排总量的58.8%、13.6%、12.4%，航空客运、公路客运也有一定减排贡献。随着交通运输领域能源利用效率的提升和能源结构清洁化调整，宁夏城市公共交通也将有一定程度的减排贡献。

4 宁夏交通领域碳减排对策分析

4.1 综合货运交通碳减排对策

综合货运是宁夏交通运输领域碳排放主要来源，也是未来碳减排潜力较大的终端。政策情景下，2050年宁夏综合货运终端较基准情景减排14.9%，约占交通运输领域碳减排总量的29.0%。低碳情景下，2050年宁夏综合货运终端较政策情景减排13.7%，约占交通运输领域碳减排总量的52.1%，其中公路货运碳排放潜力最大。优化调整综合货运运输结构，大力发展多式联运，发挥各运输方式组合优势，推动大宗货物和中长距离货物运输“公转铁”提升铁路货物运输比例；提升综合货运能源利用效率，优化调整用能结构，加快实施交通运输工具“油改气”“油改电”等措施，促进综合货运实现低碳转型；探索建立宁夏综合货运信息平台，以智慧赋能综合货物运输，降低不合理的货物周转量，提升综合货运运输效率。

4.2 综合客运交通碳减排对策

根据模型预测结果，公路客运、航空客运是综合客运领域碳减排的重点，政策情景下，2050年宁夏综合客运终端较基准情景实现减排7.6%，约占交通运输领域减排总量的2.8%；低碳情景下，2050年宁夏综合货运较低碳情景减排6.5%，约占交通运输领域减排总量的5.2%。根据宁夏综合客运交通现状，结合未来低碳发展的要求，提出宁夏综合客运交通低碳发展对策。加快高速铁路等高效率交通基础设施建设运营，引导旅客中长距离出行选择二氧化碳排放强度更低、时效性更强的高铁方式出行，逐步降低公路客运和航空客运周转量比重，持续优化综合客运运输结构。优化调整综合客运领域用能结构，逐步淘汰老旧燃油车辆，依托宁夏太阳能、风能等天然资源优势大力发展清洁电力、氢能、生物燃料交通运输工具，降低营运工具二氧化碳排放强度。

4.3 城市客运交通碳减排对策

城市客运交通是宁夏交通领域仅次于综合货运交通的主要碳排放源，具有一定的减排潜力。政策情景下，2050年宁夏交通运输领域较基准情景实现减排32.6%，约占交通运输领域减排总量的63.8%；低碳情景下，2050年宁夏交通运输领域较政策情景实现减排12.1%，约占交通运输领域减排总量的35.1%。其中，私人小汽车碳减排贡献最大。城市客运交通方面需要继续落实公交优先发展战略，加快城市慢行步道、自行车专用道等绿色交通基础设施建设，全面提升城市交通绿色出行比例；逐步淘汰城市公共汽电车和巡游出租车燃油车辆，加快购置一批与城市客运运输需求相匹配的清洁公共交通车辆；优化调整城市公交线网，提升城市公共交通覆盖范围；合理设置城市公交专用道，提升公共交通出行效率。私人汽车方面，继续强化新能源汽车购置优惠政策，逐步降低燃油车辆销售比重。

5 结论

本文以宁夏交通运输结构为研究对象，基于长期能源替代规划系统（LEAP）模型，设置基准情景、政策情景和低碳情景三种情景开展宁夏交通运输碳减排对策研究。主要结论如下：其一，低碳情景下，宁夏能源消费需求和二氧化碳排放量可在2030年左右达到峰值，分别为524.22 万吨标准煤、1308.24 万吨二氧化碳。在现有政策基础上，还需要提出更加积极的运输结构、能源结构调整措施，实现交通运输领域低碳发展。其二，政策情境下，宁夏交通运输领域将在2033年左右二氧化碳排放量达峰，较基准情景减排119.24万吨二氧化碳，其中公路货运、私人汽车、交通基础设施建设终端的减排贡献最大，分别占减排总量的47.3%、35.5%、11.0%。其三，低碳情景下，宁夏交通运输领域二氧化碳排放有望在2030年达峰，较政策情景减排106.02 万吨二氧化碳，其中私人汽车、公路货运、交通基础设施建设终端减排贡献最大，分别占减排总量的58.8%、13.6%、12.4%，航空客运、公路客运也有一定减排贡献。