基于层次分析法的交通运输行业碳排放评估方法

文_侯克锁 华设设计集团股份有限公司

1 研究对象及指标参数分析

为了实现对基于层次分析法的交通运输行业碳排放评估，结合减污降碳交叉弹性分析的方法，采用LMDI 分解模型，进行碳达峰驱动因素评估，以Tapio 弹性系数作为约束指标，建立交通运输行业碳排放的预测区间评估模型，本文以2018～2020年为模拟验校区间，得到交通运输行业的碳排放演变约束指标参数见表1。

表1 交通运输行业的碳排放演变约束指标参数

根据表1的交通运输行业的碳排放演变约束指标参数分析，结合煤炭、油料、天然气的碳排放指数分布，利用碳经济效益指数与实际碳经济效益指数对碳经济效益进行评价，通过分析碳排放区域经济效益指数以及实际碳经济效益指数，得到产业能源消费总量约束下的碳排放控制约束函数表示如式（1）：

式中 -交通运输行业碳排放在产业结构调整下的碳经济效益指数，千元/t；GDP-地区生产总值，亿元。

计算使用的能源消费总量，结合地区实际碳经济效益指数，得到交通运输行业碳排放的能源转换效率表示如式（2）：

根据上述分析，建立能源、工业、交通、建筑等各行各业的减排路线图，得到交通运输行业碳排放的层次化结构分析模型。

2 碳排放评估模型优化

以道路运输、铁路运输、航空运输、水上运输等交通运输子类为研究对象，计算各类能源的碳排放系数，得到电力生产结构效应模型用公式如式（3）：

计算交通运输行业碳排放分布地区的碳排放转移规模，公式如式（4）：

式中 -地区碳排放转移规模，百万t； -低碳空间规划和综合交通规划的动态约束参数，选取 ，t/MWh。

根据上述模型，采用层次分析法，建立交通运输温室气体排放以及碳排放当量分析模型，结合城市的碳龄特征分析，得到交通运输行业碳排放评估的层次化结构参数，见表2。

表2 交通运输行业碳排放评估的层次化结构参数

3 实证分析

采用实证分析的方法，构建交通运输行业碳排放评估模型，结合SPSS14.0统计分析软件，得到各地区碳经济效益指数分布，以2006～2020年的监测数据为研究对象，以发电机组效率、车辆尾气排放、区碳经济效益指数、新能源贡献度水平作为模板参数，构建约束指标分析，采用统计分析，得到模板数据见表3。

表3 交通运输行业碳排放评估的模板数据

以表3的模板数据为研究对象，进行交通运输行业碳排放评估的层次化分析，得到碳排放评估输出曲线如图1所示。

图1 碳排放评估曲线图

分析图1得知，随着新能源的进入，交通运输行业碳排放具有衰减趋势，有效降低了碳排放总量，测试碳排放的评估精度，对比结果见表4。

表4 碳排放评估精度对比

分析表4得知，用本文方法进行交通运输行业碳排放评估的精度更高。本文方法的碳排放评估精度为0.9662，联合特征的碳排放评估精度为0.7711，区域指数的碳排放评估精度为0.5606，由此可知，本文方法的评估精度明显高于其他两种方法，减碳效果更好。通过测试不同方法的交通运输行业碳排放的评估耗时，得到的对比结果如图2所示。

图2 碳排放评估耗时对比

分析图2得知，本文方法的碳排放评估耗时为51，联合特征的碳排放评估耗时为61，区域指数的碳排放评估耗时为82。由此可知，本文方法的碳排放评估耗时明显低于其他几种方法，耗时越短，评估效果越好。

4 结语

本文提出基于层次分析法的交通运输行业碳排放评估方法，利用碳经济效益指数与实际碳经济效益指数对碳经济效益进行评价，通过分析碳排放区域经济效益指数以及实际碳经济效益指数，建立能源、工业、交通、建筑等各行各业的减排路线图，得到交通运输行业碳排放的层次化结构分析模型，进行碳排放的层次化评估的精度较高，且耗时短。