交通部门碳减排解析

王　辉

(作者单位：中国农业大学经济管理学院)



交通部门碳减排解析

王辉

交通部门是CO2排放较多的部门，减排任务艰巨。投入产出法是计算全过程CO2排放的常用方法，本文在投入产出表和相应的能源平衡表的基础上，对重点关注的交通部门做了比较深入的分析。通过拆分交通部门的方式，把交通部门拆分为传统、电力和燃气交通三个部门，并设计了情景模拟未来能源交通的发展规划。提出了提高新能源交通比例，改善电力结构的合理建议。

交通部门;新能源;CO2排放;投入产出

一、引言

随着世界经济的飞速发展，人们在享受经济发展成果的同时，也遇到了前所未有温室气体排放问题。温室气体的大量排放直接导致了全球气候的变暖，进而引发了一系列的生态灾难，其影响是空前巨大的。因此为了延缓气候变暖，控制温室气体的排放势在必行。目前，通过各国的努力已形成了《京都议定书》和《联合国气候变化框架公约》减排体系。

2007年中国的碳排放就已经超过了美国成为了世界第一碳排放国家，排放总量占到了世界21%。交通领域一直是碳排放占比较高的行业，随着交通行业的发展这一比例仍有进一步提高的趋势。交通部门碳排放增速略高于碳排放总量增速，建通部门碳排放占比略有上升。随着技术的进步各种新能源交通开始出现并不断得到了应用，那么相对与传统的汽油、柴油等能源，电力和天然气的CO2排放情况到底如何？基于此，本文主要对汽油、柴油、电力和天然气的全过程CO2排放情况，制约能源减排效果的影响因素，未来交通部门结构发转变等问题进行了研究，希望可以和各位读者共同探讨。

二、文献综述

投入产出分析方法最早由美籍俄裔经济学家瓦西里·列昂剔夫(WassilyW^ontief)提出。之后逐渐在计算国际贸易隐含碳中得到广泛使用，这方面的研究文献已经相当多。[1]

而在交通领域研究碳排放的方法也很丰富，主要有因素分解法、模型分析法、生命周期法和投入产出法。模型分析法适用于产品和行业尺度，生命周期适用于产品尺度，因素分解法和投入产出法适用于行业、国家宏观尺度。而在研究交通全过程碳排放时全生命周期法、碳足迹法等自然科学方法最为常见。

通过总结文献我们发现，研究的视角往往是某一特定的产品种类，而不是从行业和交通部门的角度来研究。产品的角度固然重要，但是从部门的角度来研究不同交通部门的全过程碳排放也是十分有必要的。此外研究方法则比较侧重于自然科学测算，而使用投入产出法研究产业关联和全过程碳排放的文献较少。

本文不同之处在于，以往研究多是从自然科学的角度研究新能源汽车的全生命周期。而本文是从产业关联的角度，基于投入产出模型计算的隐含的CO2排放。因此他不单单是自然科学对CO2的全过程排放进行的简单计算，而是从产业间关联和投入产出矩阵的经济含义角度来研究。本文研究意义在于从产业关联的角度探究新能源和传统能源在交通领域CO2排放的异同，并尝试解释制约新能源减排效果不明显的主要原因。同时本文还继续模拟能源结构变动对碳排放的影响。

三、投入产出模型设定和数据来源

(一)模型

在求完全碳排放时我们使用的是常用的投入产出法。具体的求解过程说明如下：

第一步，首先需要求各部门CO2的排放总量。具体公式可表示为：

Ei=XiZi

(1)

Ei表示第i部门排放的CO2总量，Xi为i部门消耗不同能源的系数矩阵，Zi为每种能源CO2排放系数矩阵。能源消费情况和能源排放系数数据可由中国能源统计年鉴和IPCC得到。

第二步，计算各部门CO2的直接排放系数。

DI=Ei/QI

(2)

QI表示i部门的总产出。

第三步，求完全排放系数是本模型的核心部分。

(C1，C2，……，C17)=(D1，D2，……，D17)(I-A)-1

(3)

其中A为直接消耗系数矩阵，Ci表示i部门的CO2完全排放系数。

(二)数据

本文使用的数据主要是2007年中国投入产出表，2007-2012年中国能源平衡表，IPCC国家温室气体清单指南，以及国家统计年鉴。在交通工具燃烧系数的方面的数据参考了相关的文献。由于受统计数据发布延迟所限，2012年的投入产出表仍未公布，故只能使用最新的2007年全国投入产出表。

四、基于交通部门的碳排放

(一)交通部门的划分

本部分主要是从投入产出表中交通部门的角度对碳排放进行研究。需要指出的是，投入产出表中交通部门对应的产品即交通服务，包括载客、载货道路运输、城市公共交通和其他方式的运输。在这里为了简化计算过程同时又能反应我们的研究重点，把交通部门按能源种类划分为传统交通、电力交通和燃气交通三个部门。其中传统交通包括使用油品、原煤的交通运输，燃气交通主要包括了天然气和液化石油气交通。由于这种划分并不能从投入产出表中直接得到，故第一步首先对交通运输部门进行拆分。拆分的原则按第二部分的设定(5)进行拆分。拆分后的部门情况如表1所示。

表1　交通部门拆分及相关指标

(数据来源:2007年投入产出表计算得来)

由表可以看出，传统交通占有主导地位(90.2%)，电力交通也有一席之地(8.3%)，但燃气交通占比很小(1.5%)。从各部门的完全排放系数来看，传统交通和电力交通差别不大(2.89和3.17)，燃气交通则明显低于其他两种交通方式(1.96)。由此可见在提供单位最终交通部门产品时，燃气交通是CO2排放最少的交通方式。从交通的直接碳排放来看，传统交通碳排放总量为39204万吨占交通总排放的90%，燃气交通为398万吨占总排放的10%，电力交通在此过程中未产生CO2故其值为0。

(二)情景设置

为了更进一步的研究三个交通部门的未来发展及对CO2排放的影响我们设计了以下情景进行模拟。

1)基准情景1

为了便于比较研究我们设置了基准情景作为对照。基准情景即我们假设在2007年的基础上经济每年总体上按一定的速度增长，所有部门以相同的增速增长，而内部结构和技术矩阵不发生大的变化。这里我们假设经济增速按照10%的速度增长。因此基准情景下CO2排放也会同比例增加，交通部门的结构也不会变化。

2)情景2

该情景主要是对交通部门内部结构进行调整，即降低传统交通占比，提高燃气交通占比。具体做法是，在保持电力交通占比不变的情况下，将燃气交通的占比提高到与电力交通相同的水平。实际上就是保持电力交通目前的发展速度，加快燃气交通发展，适当限制传统交通发展，同时交通部门总体上又满足经济发展总体需求的情景。

3)情景3

前文虽然说明了降低火电比例可以降低电力单位动能CO2系数，但是对于整个经济系统和交通部门来说，降低火电比例，CO2减排的意义更为重大。情景3就研究了在火电比例下降1%的情景下，CO2总体减排情况和交通部门完全排放系数的变化。

(三)结果及分析

首先对于基准情景1，通过投入产出模型我们计算得出，按照设定的发展速度10%，全国CO2排放总量也会以相同的速度增长，增长总量为62782.7万吨。交通部门增长量为3960.3万吨，其中传统交通CO2增加3920.4万吨，燃气交通CO2增长39.8万吨。由此可见交通部门CO2的增加主要来自于传统交通部门CO2排放的增加。

对于情景2，在燃气交通占比达到电力交通水平时，全国CO2增加总量为62516.1万吨，增速为9.79%。交通部门CO2增加量为2649.3万吨，比情景1少增加1310.9万吨，增速为6.69%。其中传统交通CO2增加量675.85万吨，燃气交通增加量为1973.45万吨。交通部门CO2增加量的减少主要得益于交通部门内部结构的优化，即用燃气交通替代传统交通。不难看出情景2主要作用与交通部门，但对全国CO2排放的影响并不显著。

情景3是火电比例降低1%，在该情景下，全国CO2增量为59193.53万吨，比情景1减少3589.2万吨，比情景2减少2278.2万吨，增速为9.43%。由于并没有直接改变交通部门内部结构故对交通部门的直接排放并没有影响。但是，对交通部门的完全排放系数有影响。传统交通、电力交通和燃气交通的完全排放系数分别减少0.26%、0.85%和0.28%。

比较3个情景我们发现，情景2主要针对交通部门内部的能源结构调整，对交通部门CO2排放有较大影响，而对全国CO2减排效果不明显。情景3降低火电比例则影响范围更加广泛，因此对全国CO2减排效用显著，而由于电力交通并不直接排放CO2故对交通部门的CO2排放并没有影响。但是通过火电比例的下降导致了交通部门最终产品的完全碳排放系数发生了变化都有不同程度的降低，即提供单位最终交通产品时产生的CO2减少了。

五、政策建议

本文借助于投入产出方法首先从能源角度入手，从交通部门的角度来说，燃气交通部门依然是目前碳排放最少的交通部门，而其在交通中的占比也是最低的。因此当务之急是应该提高燃气交通的比重，至少应该把比重提高到电力交通的水平。但要注意的是，在大力发展燃气交通的同时我们也要注重电力交通的发展，因为电力交通在终端并不产生温室气体，而且电力交通随着火电比例的下降应用前景较好。所以，燃气交通的发展主要是对传统交通的替代，即基本维持传统交通现状，而将新的投资用于发展燃气交通和电力交通。总体战略就是，前端调整电力结构，后端发展燃气交通，发展燃气交通是为电力结构转型赢得时间。

燃气交通的发展显著降低了交通部门的CO2排放，火电比例下降显著降低了全国CO2排放，如果把这两个手段配合使用将会起到更好的减排效果。

(作者单位：中国农业大学经济管理学院)

[1]李小平.国际贸易中隐含CO2测算：基于垂直专业化分工的环境投入产出模型分析[J].财贸经济，2010，(5)：66-70.

王辉(1990-)，中国农业大学经济管理学院硕士研究生，研究方向：碳金融、碳减排。