长沙交通运输领域碳排放预测研究

吴肖俊，周亚林，毕清华，王雪成，张海颖，王宝春

（1.长沙市交通运输局，湖南 长沙 410016；2.交通运输部科学研究院，北京 100029）

0 引言

交通运输行业是能源消耗和温室气体排放的主要行业之一。2022 年，交通运输行业碳排放约占我国碳排放总量的10%，是仅次于工业、建筑的第三大碳排放源。

交通运输领域的碳减排对于长沙市实现2030 年碳达峰目标至关重要。长沙是全国性综合交通枢纽城市，交通运输对于长沙市的发展发挥着重要的支撑作用。目前，交通运输领域是长沙市碳排放的主要来源之一，货运运输结构仍明显呈现公路运输一枝独大的态势，且公路货物周转量的比重在“十三五”期间仍然呈现上升趋势。《长沙市碳达峰实施方案》中提出了长沙市在2030 年前实现碳达峰的目标，并明确提出了长沙市构建绿色高效交通运输体系的具体目标和任务，为长沙市交通运输领域绿色低碳发展的目标及行动路径提供了指引。

针对交通运输绿色低碳转型，尤其是在国家“双碳”目标的背景下，不同学者对减排政策和交通运输未来碳排放等问题进行了研究，主要集中在三个方面：（1）交通运输减排政策研究。例如王元庆和李若彤（2021）对城市群一体化绿色低碳综合交通体系实现方法进行了系统研究；李晓易等（2021）等针对2060 年前的主要阶段提出了交通运输领域低碳发展的总体路径；毛保华等（2022）研究了2030 年碳达峰情景下我国城市客运碳排放控制的策略。（2）国家层面碳排放核算预测及减排路径研究。例如Wang 等（2022）运用预测模型对中国交通运输行业的能源消耗和排放需求进行了预测，然后采用情景分析的方法，对2020—2060 年交通运输领域的总运输需求进行了分析，并定量模拟了不同情景下不同政策措施的减排效果；朱长征等（2022）利用岭回归构建碳排放预测模型，并预测5 种发展情景下交通运输业碳达峰情况。（3）地区层面碳排放核算预测及减排路径研究。例如王勇等（2019）基于蒙特卡洛模拟对2017—2030 年的五大交通运输方式碳排放的年平均变化率进行动态情景分析；胡晓伟等（2021）则利用系统动力学方法建立城市交通减排治理决策模型，以哈尔滨市为例进行策略仿真，模拟不同交通减排治理策略实施效果；黄莹等（2019）和方涵潇等（2023）基于LEAP 模型分别对广州市交通运输绿色低碳路径和湖南省交通碳达峰路径进行研究。

以上研究基于不同的方法对国家或地区层面交通运输碳排放预测及减排路径进行研究，但是现有研究较少聚焦在市级层面，且已有的研究多基于系统动力学、LEAP 等方法，这些方法更注重全行业及经济等宏观层面，而针对交通运输行业的分类不够详细，交通运输数据来源更不够丰富。因此，本研究基于课题组自主研发的交通运输与经济、能源、环境仿真集成模型，基于交通统计及调研数据，设置了不同的情景预测交通运输领域碳排放达峰时间和峰值，并测算了不同减排措施的贡献度，以期识别出重要的交通运输绿色低碳减排措施，为制定行之有效的交通运输绿色低碳政策提供依据。

1 研究方法及数据

1.1 研究范围

本研究中，长沙市交通运输领域碳排放核算边界范围仅包括交通运输工具，不包括交通基础设施建设运营的碳排放。

1.2 长沙市交通运输与经济、能源、环境仿真集成模型

（1）碳排放影响因素

交通运输碳排放的主要影响因素大致可以归为需求因素、结构因素和技术因素，具体包括了GDP、产业结构、城镇化进程、人口、收入水平等宏观经济需求因素，货运种类、公交出行分担率、出行方式等结构因素。

（2）客货运需求预测方法

本研究在中国交通运输能耗与排放需求预测模型基础上，开发构建以长沙市交通运输领域碳排放需求预测模型，预测未来长沙市交通运输能耗和碳排放需求。长沙市交通运输碳排放量核算时采用基于周转量和基于保有量法相结合的方法。

2 客货运需求预测结果及分析

2.1 货运需求预测结果

结果显示，未来长沙货运需求将转向平稳增长。目前，长沙经济将转向高质量发展阶段，2030 年以前，随着供给侧结构性改革进一步深化，货运需求增速将有所下降，但仍保持中速增长；2030 年后，长沙市货运需求增速会进一步下降，2035 年货运量约为75204.64 万吨。

从未来货运结构来看，随着运输结构调整及低碳相关政策的实施，未来长沙中长途货运需求由公路逐步向铁路转移，铁路货运量占比将有所增长，公路货运量占比将有所下降，但是未来长沙公路运输总量仍将保持较快增长，特别是小型化、多批次、时效性、高附加值和中短距离的货运需求将呈现大幅度增长。

2.2 客运需求预测结果

预测结果显示，长沙城际旅客运输需求总量增速将稳步减缓。到2025 年，城际旅客运输量达到16880.84 万人次。随着人均客运需求“天花板”等因素影响，长沙客运需求增长率将有所下降，2035 年城际旅客周转量为29736.32 万人。

未来中长期，长沙营运公路客运将持续受到高铁、民航等冲击，加之自身服务水平限值，未来客运量将持续下降；随着高铁网络的进一步完善和多样化、高端化的服务，铁路旅客周转量稳步增长；民航作为速度最快、服务水平最高的运输方式，仍将是长途客运的重要选择，未来长沙民航运输量将保持较长时期稳步增长，民航客运周转量占长沙市城际客运周转量比例稳步增长。

3 交通运输领域碳预测

3.1 情景设置

本研究将设置三种发展情景。（1）基准情景：交通运输结构优化、运输装备能效提升、新能源车推广等参数按照目前碳达峰政策文件目标要求进行设置；（2）低碳发展情景：长沙交通运输行业将实施严格的绿色交通发展政策，积极推进交通运输装备结构的优化、技术的发展以及资源的合理配置，不断强化综合交通运输枢纽衔接协调，推进智能交通建设，优化运输结构，新能源车辆的渗透率大幅提升；（3）强化低碳情景：长沙交通运输领域将实施极为严格的低碳交通发展政策，交通基础设施网络布局将持续优化、新能源载运工具大规模普及、铁路承担绝大部分大宗货物的运输、交通运输技术进步应用于交通行业的各个方面。

3.2 交通运输碳排放预测结果分析

3.2.1 基准情景

基准情景下，长沙市交通运输领域碳排放总量2035 年左右达峰，碳排放量达到1020.9 万吨，其中公路水路交通运输行业（私家车除外）和私人乘用车碳排放量分别达到530.88 万吨和490.02 万吨，占比分别达到52.53%和47.47%。私人乘用车碳排放量呈稳步增长趋势，随着长沙市私人乘用车新能源车占比稳步增长，长沙市私家车碳排放量2035 年将达到峰值，随后保持稳步下降趋势。营运性公路运输（营运性货运和营运性客运）是长沙最主要的碳排放源。在基准情景下，营运性公路运输二氧化碳排放将持续增加，2035 年达到495.22 万吨，占比达到48.52%；水路运输碳排放量占比较小，且上升幅度不大；城市客运碳排放（不包含私家车）由于已达到峰值，且随着新能源车在城市公交、巡游出租车和网约出租车中的大幅应用，城市客运碳排放量稳步下降，2035 年达到31.01 万吨左右。

3.2.2 交通低碳发展情景

低碳发展情景下，长沙市交通运输领域碳排放总量2032 年左右达峰，碳排放量达到909 万吨，其中公路水路交通运输行业（私家车除外）和私人乘用车碳排放量分别达到463.44 万吨和445.56 万吨，占比分别达到51%和49.%。长沙市私家车碳排放量将于2032 年达到峰值，随后保持稳步下降趋势。公路运输依旧是最主要的碳排放运输方式，随着新能源城市公交车辆、出租车和城市配送车辆占比稳步上涨，长沙市“公转铁”“公转水”等运输结构优化政策的实施、货车节油减排技术的应用等，营运性公路运输碳排放增幅稳步下降。2030 和2035 年营运性公路运输碳排放量为425.75 万吨和443.72 万吨，相比于基准情景分别下降9.16%和10.4%。得益于新能源公交车、出租车的快速普及，特别是纯电动公交车和新能源网约出租车的大幅应用，城市客运碳排放量大幅下降，2035 年达到11.52 万吨，较基准情景下降约62.85%。

到2035 年，运输结构调整、能效提升、新能源应用三类措施的减排效果相比于基准情景，分别能够贡献29.89 万吨、16.71 万吨、24.61 万吨的减排量，减排贡献占比分别为42%，23.5%，34.6%，能效提升和新能源应用的贡献率稳步上升。

3.2.3 交通强化低碳发展情景

强化低碳发展情景下，长沙市交通运输领域碳排放总量2030 年左右达峰，碳排放量达到854.23 万吨，其中公路水路交通运输行业（私家车除外）和私人乘用车碳排放量分别达到425.42 万和428.81 万吨，占比分别达到49.8%和50.2%。“公转铁”运输结构优化政策力度将进一步加大，清洁能源车辆、电动车辆、货车节油减排技术推广速度进一步加快，营运性公路运输二氧化碳排放量增速将稳步下降，2035 年达到397.48 万吨CO2，私人乘用车新能源占比稳步上升，2035 年私家车碳排放量为352 万吨。强化低碳情景下，随着新能源车公交、出租的大幅推广应用，特别是2035 年城市公交和网约出租车中新能源车占比分别达到100%，城市客运碳排放量大幅下降，2035 年达到2.5 万吨CO2。

到2035 年，运输结构调整政策减排效果减弱，能效提升和新能源应用减排效果逐步增长，相比于基准情景，分别能够贡献68.83 万吨、26.18 万吨、31.56 万吨的减排量，减排贡献占比分别为54.4%、20.7%、24.9%。

4 结语

本研究构建了基于长沙市交通运输与经济、能源、环境仿真集成模型，并通过设置基准情景、低碳情景和强化低碳情景，对长沙市2021—2035 年交通运输领域碳排放的趋势进行了预测。结果显示，基准情景、低碳发展情景、强化低碳情景三种发展情景下，长沙交通运输碳排放预计于2035 年、2032 年和2030 年达峰，峰值分别为1020.90 万吨、909 万吨和854.23 万吨。本研究进一步定量模拟了三种情景下运输结构调整、能效提升、新能源应用三类措施的减排效果，结果发现，到2035 年，运输结构调整的减排贡献最大，其次是新能源推广与应用。

基于以上研究结果，长沙市交通运输领域未来的减排重点为推动运输结构调整、降低公路领域碳排放及推动新能源汽车的推广应用，从而降低货车及私家车的碳排放。