交通延误带来的生态环境价值损失评估

■ 吴栋栋 邵毅 景谦平

交通延误不仅会带来额外的燃料消耗，还会造成二氧化碳排放增加、大气污染、噪声污染等生态环境损害。对交通延误带来的生态环境外部成本进行核算，有助于人们了解交通使用的真实成本。作者以北京市为例，构建了比较全面的交通延误带来的生态环境价值损失模型，估算了每年北京因交通延误导致的生态环境价值损失，为合理估算不同交通方式的成本提供参考依据。

一、前言

长期以来，交通问题都是困扰城市发展的一个重要问题。世界各国都面临着日益严重的城市交通问题，交通拥堵带来了出行延误、交通事故频繁以及大量生态环境污染问题等。北京的交通状况是目前的社会热点问题之一。对交通延误带来的生态环境外部成本进行核算对于人们了解交通使用的真实成本和交通使用的费用效益分析具有重要意义。本研究以北京市为例，分析了交通延误带来的生态价值损失。

二、评估方法

目前国内外对交通延误的生态成本的讨论尚少，由于数据采集难、衡量指标不同等原因，难以建立起一个全面完整的体系对交通延误的生态成本进行彻底的测算，因而缺乏定量评估的结果。本文通过外部成本分析方法来进行测算，常见的方法大致有三种，即替代市场法、间接方法和支付意愿法[1]，在实际应用中应根据情况采用不同的评估技术。

在对交通延误的生态成本进行货币化测算前，需要先明确其包括哪些内容，然后才能有针对性地进行测算。交通延误对生态环境的影响包括以下方面：温室气体增排、有害气体增加、颗粒物增加、交通噪声、废弃物污染、加剧热岛效应和对沿线自然生态的影响等，鉴于评估的可行性，本研究中只考虑前四项。

此外，由于不同交通方式带来的生态成本的衡量参数不同，根据交通运输方式的不同，本研究将交通延误分为市内交通延误、高速公路延误、航班延误、铁路延误和水运延误，然后针对每一类型，分别分析该延误造成的生态价值损失。

图1 交通延误带来的生态价值损失

在各种运输方式中，公路的能耗最大，占运输总耗能的80%左右。根据对欧洲17国的研究，在1991年运输的总外部成本中92%是由公路运输产生的。交通运输排放的废气是大气污染的主要来源，而废气的主要排放源是汽车。在日本，各种运输方式二氧化碳的排放比例是：家用轿车52%，营运用货车16%，家用货车15%。美国各种汽车每年排入大气中的污染物，占全国各行业排入大气污染物总量的60%，西欧各国普遍在50%左右。噪声污染也以公路为重，欧共体13国90%的噪声来源于汽车和飞机。考虑到与公路运输相比，其它运输方式对生态环境破坏的程度较低，所以因其延误造成的损失将更小，因此在本研究中，仅对公路延误带来的生态价值损失作评估。

三、不同交通方式延误的生态环境价值损失

（一）交通延误的额外燃料消耗

交通延误带来的生态环境价值损失与额外燃料的燃烧密切相关，在交通延误的情况下，机动车运行缓慢且需要频繁的踩刹车和油门，且延误会导致车辆使用时间增加，这都增加了机动车燃料的消耗。

1. 市内公路交通延误

笔者根据德克萨斯运输学院模型的计算思路[2]，建立类似的计算公式，普通乘客类用车在延误状况下额外燃油消耗量的计算公式为：

式中，Fi——第i种车辆因延误额外消耗的燃油量，i=1，2，…，n，n为车辆分类数；

Dti——第i种车辆日延误的时间；

Efi——第i种车辆在延误时的平均燃油效率；

TF——交通延误时总的额外燃油消耗量。

本文参考北京市公路局公路设计研究院和北京工业大学交通工程研究中心《北京市公路通行能力研究报告》的取值，将车辆类型分为小型、中型和大型三类。平均每车型日延误时间为该车型通过拥堵路段时所用的时间减去路况顺畅时所用的时间；平均燃油经济效率指的是拥堵情况下单位时间消耗的汽油升数，考虑到怠速停车时没有公里数，所以用时间衡量油耗。有实验证明，在怠速状态下，每等待3分钟折合匀速通行1公里的油耗，以每辆车平均油耗每百公里8升计算(事实上，频繁的起步停车油耗要大得多)，则每延误三分钟产生油耗0.08升，每分钟怠速产生的油耗就是0.027升。

2. 高速公路延误

近年来，北京市高速公路建设取得了巨大的发展，虽然近些年的高速公路建设速度较快，但是随着都市圈客货运输的增长，汽车保有量的快速增长，高速公路网的交通流量急剧增长，又因收费站现有收费方式所限，交通拥堵现象越发严重。交通拥堵大大降低了高速公路的通车能力和使用效率，使得高速公路方便快捷的优势难以全面发挥，并造成了环境污染、资源浪费等问题。

通过对比设置收费站与不设收费站，可以计算出高速公路交通延误带来的额外燃料消耗。以一个典型情况为例，用户通行高速公路收费站时，在距离收费站50米处开始进入收费广场，通过收费亭缴费后，继续通行50米驶离收费站，因此收费广场的有效区域为100米[3]。用户从开始驶入收费广场到驶离收费站可以分为4段，用户通行时间计算公式为：

式中，T——车辆通过收费站的总时间

At——收费站前通行时间；

Wt——排队等待时间；

Bt——服务时间；

Lt——驶离收费站时间。

与不收费相比，通过收费站的延误时间为

式中，T0——不收费时车辆通过收费站的总时间

将公式（4）带入公式（1）和（2）可得到因延误而额外消耗的燃料数量。目前收费站限速主线站为30公里/小时，匝道站为20公里/小时，考虑到道路的实际情况，本文不同车辆类型通过收费站的时间差别可以忽略不计。假设用户进入收费站区最高速度统一计为20公里/小时(约合5.6米/秒)，则不收费的情况下18秒即可通过，人工收费的情况下，分为入口和出口两种情况。入口情况下，收费站前通过时间为11秒，排队等待时间18秒，服务时间6秒，驶离18秒，总计53秒，因此延误35秒。根据每分钟怠速产生油耗0.027升，可计算出每车额外消耗燃料0.016升。出口情况下，收费站前通过时间11秒，排队等待时间42秒，服务时间14秒，驶离18秒，总计85秒，因此延误67秒，每车额外消耗燃料0.03升。八达岭高速是北京交通量最大的收费路段，2011年日均通行车辆21.4万辆，节假日则更多。北京市共有收费高速公路17条，日均交通量假定为每条收费高速为10万辆。

（二）温室气体增排损失

交通延误导致的温室气体增排损失，可由下式计算：

式中：

GC——温室气体增排的价值损失量（¥）；

TF——发生交通延误时额外燃料消耗量（L）；

EC——发生交通延误时温室气体的排放因子（Kg／L）；

PC——国际碳交易价。

其中，单位燃料的温室气体排放量取2.3kg。不同类型的车辆所使用的燃料有所区别，根据目前北京市六环内车辆的实际情况，普遍使用的是93号汽油，汽油燃烧后的尾气主要是CO2和微量的有害气体，有害气体中含C元素的为CO和碳氢化合物（CH），按照不同的排放水平，国四的汽油车，CO与CO2比值约为1∶100；CH与CO2比值约为1∶1000，微量不计，视同为全部产生CO2。在这种理想状态下，估算一升汽油排出的CO2量为2300克。国际碳交易价格在本次计算取2010年全球各地碳交易的加权平均价格，为每吨二氧化碳当量13.6欧元，汇率按中国人民银行授权中国外汇交易中心公布的2010年12月1日银行间外汇市场的中间价，为1欧元对人民币8.6718元，所得排放成本118元/吨。

（三）有害气体增排损失

本文采用防护支出评价法来估算有害气体增排所引起的生态价值损失，具体公式为：

式中：

Gh——有害气体增排的价值损失量（¥）；

Fi——第i种车辆因交通延误额外消耗的燃油量（L），其中，i=1，2，…，n，n为车辆分类数；

Ehij——发生交通延误时第i种车辆第j种有害气体的排放因子（Kg／L），其中j=1，2，…，m，m为有害气体分类数；

Pj——第j种有害气体的单位交易成本。

其中，某种有害气体的单位成本根据已有的成交价确定如下：氮氧化物治理费用为6000元/吨（参考2011年12月23日陕西省首次氮氧化物排污权交易拍卖会的起拍价），二氧化硫治理费用为2500元/吨（2010年6月5日陕西省排污权交易中心排污权拍卖交易会的起拍价），其他有害气体由于缺乏参考资料暂不作测算。

（四）颗粒物增排损失

同样地，本文采用防护支出评价法来估算颗粒物增排所引起的生态价值损失，具体公式为：

式中：

Gm——颗粒物增排的价值损失量（¥）；

Fi——第i种车辆因交通延误额外消耗的燃油量（L），i=1，2，…，n，n为车辆分类数；

Emi——发生交通延误时第i类车辆颗粒物的排放因子（kg/L）；

Pm——单位降尘清理费。

其中，单位降尘清理费用为每吨150元（参考《森林生态系统服务功能评估社会公共数据表》）。

（五）噪声污染损失

交通噪声是对生态环境造成破坏的另一个主要因素，发生交通延误时，人们会更频繁的按喇叭或重启汽车，增加噪声污染。2005年，北京市建成区道路交通干线噪声平均值为69.5分贝，比建成区区域环境噪声平均值高16.3分贝。部分交通干线如二、三、四环路对两侧住宅影响比较突出，居民反映强烈。

根据国内铁道科学研究院的研究，公路运输系统中客运的噪声损失为每人每公里0.00195元。估算公式如下：

式中：

Gv——发生交通延误时噪声污染增加的价值损失量（¥）；

Tdi——发生交通延误时第i类车辆承载的人数（n），i=1，2，…，n，n为车辆分类数；

Ev——客运单位损失值（¥／n·km）；

Pv——交通延误的平均路段长度（km）。

其中，日客运周转量为各种出行方式的人次数的总和，包括公共汽车、私家车和出租车；日交通拥堵路段平均长度为各拥堵路段长度之和。

四、结果和讨论

严重的交通延误究竟给社会带来多大的生态环境外部成本，这是个很难量化的问题。为了尽可能精确地测算出北京市交通延误的生态环境外部成本，本文在定性分析交通延误带来的生态环境外部成本构成的基础上，定量研究了各项生态环境外部成本的计算方法和价值损失量，并根据数据的可获取性，给出了具体公式，采用多种方法相结合的方式测算了北京市交通延误造成的生态环境损失总额。

统计结果显示，每年北京市由于交通延误导致的生态环境损失达452654.8万元，相当于2010年北京市GDP总量的0.32%，具体如表1。其中市内交通延误所带来的生态环境损失最大，这其中又以噪声污染的损失最大，其次是温室气体增排的损失，然后分别为额外有害气体排放的损失和颗粒物增排的损失。

在交通延误导致的生态环境价值损失中，温室气体、有害气体和颗粒物的增排与额外燃烧的燃料数量密切相关，延误的时间越久，所带来的破坏越大，损失的价值越多，并且对城市空气质量的改善和提高十分不利。噪声污染与延误发生的路段长度和交通量密切相关，拥堵路段越长，噪声污染的范围越广，对生态环境的破坏越大，对沿线居住环境和居民健康的影响越大。从结果来看，市内发生交通延误所带来的生态环境损失显著大于高速公路延误，这主要是由于市内的交通量大、发生延误的路段较长的缘故。

表1 北京市交通延误带来的生态环境损失汇总表

本研究的结果表明，北京市交通延误带来的生态环境价值损失十分巨大，在未来的交通管理中应该对这些外部成本予以考虑。在保证数值精确性和可获取性的前提下，本研究所用的方法是可行的，能够比较全面地评估交通延误所带来的外部生态环境成本，但是尚有待进一步细化和完善。

[1] 云萍,祁忠.交通社会成本的内部化.中国环境科学出版社,1996.

[2] Schrank D,Lomax T,Turner S.TTI’s 2010 urban mobility report.Texas A&M University System.2010.

[3] 高文宝,张北海,高清柳.ETC应用的效益分析及推广措施.中国交通信息产业,2009:68-71.

《老树新枝》 文远