期刊精粹 | 国际大城市交通碳排放特征及减碳策略比较研究【2022.2期优先看】

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【摘要】城市交通运输碳排放呈现占比大、增速快、达峰慢的整体特征，是城市最主要的碳排放源之一。全面深入分析城市交通碳排放是高效开展减碳工作的重要基础。本文基于纽约、伦敦、东京、巴黎等国际大城市的交通碳排放数据，通过横向和纵向对比，分析了这些城市的交通碳排放水平、结构和演变特征，随后系统对比和剖析了相关城市在城市总体规划和环境、交通等专项规划中提出的交通减碳目标、策略、指标和行动。研究发现，国际大城市多从国土空间与综合交通协同、交通客货运系统布局优化、提高低碳客货运交通方式占比、优化慢行交通出行环境、推广新能源车辆等角度系统提出规划策略，个别城市还结合国土空间规划开展了碳定量测算和评估。本研究期望能为我国城市开展交通减碳工作提供借鉴。

2020年9月22日，中国在联合国大会上向全世界宣布“CO₂排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”。实现“碳达峰、碳中和”目标，需要能源、工业、交通、建筑等各行各业进行系统研究，提出减碳路线图。从全球来看，城市碳排放是全球碳排放最重要的组成部分。国际能源署（IEA: International Energy Agency）预测全球城市碳排放将以年均1.8%的比例增长，2030年其占全球碳排放总量的比例将达到76%。与此同时，全球城市化背景下，城市规模还将进一步扩大。联合国曾预测2050年近68%的人口将居住在城市中。以城市为分析单元研究碳排放显得愈发重要。

交通是城市碳排放的主要来源，纽约、伦敦、巴黎等国际大城市的交通碳排放占比均超过1/4。交通还是城市最主要的空气污染源。以伦敦为例，交通过程产生的氮氧化合物（NO_x）、可吸入颗粒物（PM₁₀）、可入肺颗粒物（PM_2.5）等污染物占比均超过50%。着力做好交通减碳对于城市整体减碳乃至空气污染治理均具有积极意义。

1  国内外交通碳排放的特征

1.1  国际特征

（1）占比大

交通碳排放在不同空间范围占比均较大。全球层面，交通碳排放约占14%，位列第四。国家和区域层面，中国交通碳排放约占全国碳排放9%；完成工业化的国家和地区工业排放大幅降低，交通碳排放占比远高于中国；美国交通碳排放占比29%，是第一大排放源；欧盟交通碳排放占比23%，为第二大排放源。

（2）增速快

随着社会经济发展，全球交通碳排放仍在稳步增长。据国际能源署预测，全球交通碳排放占比在2030年和2050年将分别达到50%和80%。交通部门也是欧盟自2000年以来仅有的碳排放保持增长的部门。近年来我国交通部门碳排放年均增速维持在5%以上，已成为温室气体排放增长最快的部门。

（3）达峰慢

欧美经验表明交通部门碳达峰往往晚于工业、住宅和商业等部门。国家发改委能源研究所预测，我国交通部门碳排放将在2030年后不久达峰，晚于建筑和工业部门。美国碳排放于2007年实现碳达峰以来，至2019年碳排放降低约12%，但同期交通部门碳排放降幅仅约5%。近30年英国碳排放减少了44%，但交通部门碳排放也仅减少了5%。

1.2  国内特征

除上述特征外，中国交通碳排放还存在交通需求稳健增长和交通方式结构不尽合理等特征。

（1）交通需求增长稳健

随着城镇化和工业化发展，我国交通需求仍将处于稳定增长阶段，将对交通减碳工作形成持续压力。相比2013年，预计2030年我国货运需求增长1.8倍，城际客运需求增长2.3倍，城市客运需求增长1.6倍。

（2）交通方式结构不尽合理

我国客货运输中高碳排放方式占比较高，是交通减碳的重点优化对象。2019年，大量中长距离货运依赖公路运输，公路货物周转量占比高达31%；同期汽车保有量约2.6亿辆，但其中新能源汽车保有量不足400万辆。

2  国际大城市碳排放现状

2.1  排放水平

地均碳排放方面，纽约最高，约为7万吨CO₂当量/k㎡；巴黎大区最低，仅为0.3万吨CO₂当量/k㎡左右。人均碳排放方面，芝加哥最高，约为11.4吨CO₂当量/人；巴黎大区最低，仅为3.5吨CO₂当量/人。单位GDP碳排放方面，东京都最高，约为6.6万吨CO₂当量/10亿美元；洛杉矶最低，仅为2.8万吨CO₂当量/10亿美元（表1）。

表1  国际大城市温室气体年排放情况表

2.2  排放结构

总体上住宅、商业、交通是三大排放源，占比可达60%~90%。在洛杉矶和芝加哥，工业碳排放仍占一定比例。城市中交通活动更为密集，因此城市层面交通碳排放占比更高：巴黎大区最高，达29.7%；东京都最低，约16.8%（表2）。

表2  国际大城市碳排放结构对比表

2.3  交通排放

横向对比来看，国际大城市交通系统内各细分领域的碳排放中，道路运输是各城市交通碳排放的最主要组成部分（表3,图1,图2）。纽约道路运输碳排放占比高达95%以上，芝加哥最低，占比也超过了60%。

表3  国际大城市交通年碳排放对比表

注：表中东京都数据为CO₂ 排放量，其余城市为温室气体排放量。

图1  纽约主要经济部门及交通运输部门内部各交通方式碳排放占比图

图2  伦敦主要经济部门及交通运输部门内部各交通方式碳排放占比图

纵向对比来看，近年来多个国际大都市已实现碳达峰，但总体上交通碳排放整体降幅不大，体现了交通碳排惯性大、减碳难度大等特征，将成为减碳中后期的重要着力点。以纽约为例，在城市碳排放达峰后，交通碳排放总量和占比整体均呈现下降趋势，但总量降幅小，占全社会碳排放的比例甚至出现一定程度反弹（图3）。唯一的特例是东京都。东京都在2012年城市碳达峰以来，2018年全社会CO₂排放较2012年下降约12%，同期交通碳排放量降低约20%，占全社会碳排放比例由2012年的18.3%降低至2018年的16.7%，实现了排放量和占比的双降，减碳效果明显（图4）。

图3  纽约主要经济部门碳排放演变情况表

图4  东京都主要经济部门碳排放演变情况表

为了进一步了解东京碳排放的原因，本研究从东京都和东京都市圈两个空间层次开展分析。从东京都来看，有效控制机动车增长的同时有效提升轨道交通吸引力和运输能力可能是有效降低交通碳排放的重要原因。对比2005—2018年的数据，东京都人口增长了约10.1%，机动车（含货车、小汽车、摩托车等）保有量减少了约38万辆，降幅约10.9%，机动车中仅有普通型小汽车维持增长，增幅约7.0%；同期轨道交通运输量增长较快，轨道交通（含地铁、私铁等）周转量增长了近23.7%（图5）。

图5  东京都车辆保有量和轨道交通周转量演变图

从东京都市圈来看，整体上东京都市圈交通出行总体活动水平降低和轨道交通进一步发挥功能共同支撑着东京都交通系统的减碳（表4）。与2008年相比，2018年东京都市圈交通活动水平首次出现下降趋势：外出率（指调查日外出的人占比）、人均出行次数（指外出的人的平均出行次数）、出行总量均下降了10%左右。从出行目的视角来看，东京都市圈交通出行总量减少的1116万人次中，业务出行减少约364万人次，私事出行减少约396万人次。造成这种现象的原因主要是互联网快速发展背景下电视会议、电子邮件等的推广带来的业务出行需求减少，网上购物的普及带来的外出购物需求减少，网上交流带来的交往方式的改变等。交通活动水平降低的同时，轨道交通出行分担率进一步提高，同期轨道交通出行方式占比由30%增长至33%。

表4  2008年和2018年东京都市圈交通特征指标对比表

3  国际大城市的低碳交通规划

3.1  纽约

2016年纽约发布《纽约交通战略规划：安全、绿色、智慧、公平》，提出安全、绿色、智慧、公平的规划愿景，并从移动性、可持续交通等方面提出策略和行动方案。次年纽约大都市区发布了《区域交通规划2045：支撑区域可持续发展愿景》，提出了改善环境、服务经济等8个规划目标。在改善环境方面，提出缓解拥堵以提高空气质量、减少温室气体排放、保护开放空间尤其是湿地等规划策略。为更好地应对气候危机等挑战，2019年纽约发布《同一个纽约——规划一个强大而公正的城市》（下称纽约2019总规）作为纽约绿色新政。该规划描绘了新的发展蓝图——至2050年有效应对气候变化，不再依赖化石能源和小汽车，等等。为此，规划提出8大愿景和10项核心指标（表5）。值得注意的是，该规划从交通、建筑等四个方面开展多情景碳排放模拟预测，实现了规划策略减碳效果的量化评估。其中交通碳排放是基于纽约大都会交通委员会开发的纽约最佳实践模式（NYBPM: New York Best Practice Model）交通运行状态模拟模型和美国国家环境保护局开发的综合移动源排放模拟模型（MOVES: Motor Vehicle Emission Simulator）进行计算。

表5  纽约2019总规中交通及相关领域减碳核心规划目标、策略、指标（节选）

3.2  伦敦

2018年伦敦发布《伦敦环境战略》，提出2050年前实现零碳城市的发展目标。同年发布《伦敦交通战略规划2018》，提出至2041年实现80%以上出行为步行、骑行、公共交通等低碳交通方式，至2050年实现交通系统净零排放的总目标（表6）。值得注意的是，该规划十分重视规划实施，提出包含零碳排放在内的9项实施策略。在零碳排放策略中，提出引入零排放区、采用激励措施支持超低碳排放车辆使用等多项具体实施计划。伦敦于2021年发布《大伦敦规划2021》。作为大伦敦地区空间发展战略规划，该规划吸纳了《伦敦交通战略规划2018》的相关成果，从空间规划视角全面提出伦敦应对气候变化的发展目标和相关策略。在交通运输领域，规划提出创建健康街道、提高交通可达性和交通保障、优化骑行环境以及确保交通设施建设资金支持等9项具体策略。

表6 《伦敦交通战略规划》中的减碳目标、策略、指标

3.3  东京

2014年，东京都发布《创造未来：东京都长期远景》（下称东京2014总规）。该规划提出实现东京可持续发展等基本目标，以及包含打造高度发达和以人为本的城市基础设施的城市、建成为下一代留下丰富环境和充实基础设施的城市、实现可持续发展的城市等在内的8项规划战略（表7）。2021年发布的《东京净零排放战略》中，明确应加快应对气候变化的相关行动，提出2030年温室气体排放降幅达到50%，零排放车辆在新车销售中占比达50%，增设150座加氢站等中期规划目标和2050年实现净零排放的规划愿景。

表7  东京2014总规中交通运输及相关领域减碳核心规划目标、策略、指标（节选）

3.4  巴黎

2013年巴黎大区通过《巴黎大区2030战略规划》，将应对气候变化相关政策纳入规划。在规划评估阶段，将气候变化和能源定位为规划需应对的三大挑战之一，提出控制交通出行量、减少能源消耗和依赖等规划导向。在规划编制过程中，围绕城市热岛效应、温室气体排放、能源消耗等方面，开展规划策略的环境影响评估，并由此调整优化规划策略。在规划实施方面，构建规划监测评估的“目标—指标”体系。在交通方面提出限制日常交通温室气体排放的监测目标和日常交通温室气体排放量、货运交通分担比、日常交通分担比、平均通勤距离等监测指标。2014年巴黎大区发布《巴黎大区交通规划》，在预测出行总量增长7%的前提下，提出到2020年温室气体排放减少20%的目标，以及机动化出行占比、公共交通出行占比、步行和骑行增长比例等细化目标，并提出建设更适合步行、骑行和公共交通的城市等多条规划策略（表8）。2018年巴黎大区颁布《巴黎大区能源与气候规划》，明确提出到2050年实现100%可再生能源和零碳的发展目标。

表8  巴黎大区交通规划目标策略一览表

3.5  芝加哥

2008年，芝加哥市颁布《芝加哥气候行动规划：我们的城市，我们的未来》。该规划提出到2050年温室气体排放量在1990年基准上降低80%的总目标，提出提升建筑能源使用效率、使用清洁和可再生的能源、改进交通系统、减少废弃物处理和工业污染、积极适应和应对气候变化5项规划策略并定量评估了规划策略的减碳效果。在改进交通系统方面，规划提出加大公共交通投资、推进公交引导开发等10项具体行动（表9）。芝加哥大都市区规划署于2018年发布《芝加哥大都市区迈向2050区域综合规划》，认为气候变化是城市发展的六大挑战之一。该规划立足于包容增长、区域韧性、优先投资三项原则，提出社区、繁荣、环境、治理、交通五项具体行动。交通方面，规划提出适应出行需求变化的现代化多式联运系统、开展变革性投资和提供更优交通服务的发展目标。

表9  芝加哥气候行动计划交通及相关领域减碳核心规划策略和行动

3.6  洛杉矶

洛杉矶总规涵盖了住房、移动性等11个专项规划。在2016年洛杉矶颁布的《移动性规划2035》中，提出安全第一、清洁的环境和健康的社区等规划目标。在清洁的环境和健康的社区目标中，规划提出至2035年，人均车公里数降低20%，人均碳排放降低16%，公务车、垃圾集运车、道路清扫车100%使用可替代燃料或实现零排放，交通相关能源使用降低95%，新增1000处公共充电站，降低港口污染气体排放等子目标。2019年洛杉矶颁布《洛杉矶绿色新政——2019可持续发展城市规划》，明确提出洛杉矶市到2050年实现碳中和的目标。在交通领域，规划重点关注移动性和公共交通，以及实现车辆零排放，提出增加低碳出行比例、减少出行需求等策略和目标。在住房与发展等方面，该规划也提出增加公交站点周边住房供应等与交通运输相关的策略和目标（表10）。

表10  洛杉矶绿色新政中交通相关减碳目标、策略、指标

4  国际大城市低碳交通规划对策对比

4.1  规划目标

上述国际大城市结合各自实际情况纷纷提出碳中和、零碳城市等总体目标，在交通、能源领域也提出相应子目标。能源方面，主要关注清洁能源占比。交通方面，最重视的是绿色交通方式出行占比。纽约、伦敦等国际大城市均提出了绿色交通方式占比80%的目标。部分国际大城市还关注清洁能源小汽车占比、人均车公里等目标。总体而言，交通目标涵盖了源头（出行量）、前端（交通方式）、终端（交通工具）的全过程。需要指出的是，多数城市碳排放较基准年并未降低100%，也就是说仍有一部分碳排放即使使用目前最先进方法也无法完全消除，比如飞行、工业能源使用等，可能需要通过碳信用、负碳等技术方法处理。

4.2  规划策略

交通运输碳排放涉及多个领域和部门，采用综合性、系统性的减碳措施是国际大城市主流的方法，涵盖交通与用地一体化、公共交通优先等规划技术方法，也包括交通管理、投资保障以及交通工具技术等管理、经济、技术手段。规划策略通常涵盖客运系统和货运系统两大板块。在客运方面，最为关注的是公共交通、步行和骑行以及道路和街道；在货运方面，更多关注的是货运组织、港口作业等。考虑到交通运输能源结构的重要性，多数国际大城市都对交通运输能源结构进行了研究。提高包含燃料电池、氢能源动力在内的新能源小汽车占比是重要的规划对策。

4.3  技术方法

随着近年来空间规划对于定量预测分析的日益重视，国际大城市开始探索碳排放相关定量分析技术。纽约在总规中开展了不干预、弱干预、强干预三个情景下规划方案碳定量测算评估工作。巴黎基于总规方案计算出人均温室气体排放较2013年减少3.2%，并由此优化相关规划策略。芝加哥结合气候专项规划也分析了不同规划策略的减碳预期效果（表11）。

表11  国际大城市低碳交通规划目标和策略对比表

5  启示与借鉴

5.1  将空间规划和综合交通规划作为交通减碳的重要手段

（1）从规划理念上突出以整个城市系统视角思考交通减碳工作，依托空间规划和综合交通规划统筹绿色城市和绿色交通规划建设。实现碳达峰、碳中和的目标，需要从能源、建筑、交通、资源利用、生态环境等方面综合施策。空间规划是应对气候变化，实现碳达峰、碳中和的重要手段。在前期规划阶段转变规划理念，将低碳交通作为交通系统优化发展的新触媒，对客货运交通系统同等关注，主动呼应低碳发展要求。

（2）从规划目标上强调将低碳作为空间规划和综合交通规划的主要目标，指导综合交通体系组织和各个交通子系统的规划工作。相比于国际大城市，我国城市仍处于快速发展阶段，系统可塑性更强。国际经验表明，交通部门往往会成为城市减碳工作中后期的重点和难点。因此，将低碳作为规划的主要目标，有利于充分发挥空间规划和综合交通规划的统筹协调作用，系统谋划空间布局和交通系统，提前规避系统风险，减少中后期交通减碳难度。

（3）从实施路径上将低碳发展融入规划传导体系，并引入规划监测和评估体系，形成闭环。在既有空间规划“目标—策略—行动—指标”规划内容体系中嵌入低碳目标，将其有效转化、分解为具体策略和行动，进而衔接既有规划指标并调整或增补相关低碳指标。在此基础上，通过指定合理的监测指标和评估指标，有效加强对规划实施效果的反馈，起到动态循环调整和优化规划的效果。

5.2  从交通的源头、前端、终端全过程提出系统减碳策略

（1）在产生源头上有效管理交通运输需求。立足交通与用地一体化，将交通运输因素始终贯穿于生产、生活、生态空间布局规划中，通过完善不同出行圈层内设施配置和空间布局，提升都市圈商品自给率和城区职住平衡度，减少不必要的交通运输量，减少交通运输距离，提升交通系统运输效益。

（2）在运输前端中大力提升低碳交通方式比例。充分发挥空间规划在城镇布局、用地规划、交通系统间统筹协调作用，加强公共交通、铁路、水运等低碳交通系统规划建设，并围绕低碳客货运输通道布局人口岗位和货运节点，将更多交通出行需求和运输需求转移到低碳交通方式上，提升交通系统运输效率。

（3）在运输终端不断降低交通工具碳排放。一方面考虑到拥堵状态下机动车碳排放大幅提高，充分利用大数据、人工智能等新技术新方法，有效缓解道路交通拥堵，有效减少货车无效空驶；另一方面积极研发和推广新能源和清洁能源交通工具技术，不断提高交通工具能源利用效率，减少单位运输量碳排放。

5.3  以定量化方法科学支撑空间规划和综合交通规划编制

（1）为了更好应对未来城市发展中不确定性和复杂性，引入多情景模型预测方法。综合考虑气候变化、能源战略等因素，从空间发展格局、交通能源结构、交通方式结构、交通技术水平等方面设定发展情景，增强交通规划政策的弹性应对能力。

（2）为了定量对比不同规划策略、不同规划方案的碳排放量，结合不同交通工具和设施碳排放特征，开展碳排放定量化评估。系统研究适应空间规划阶段方案深度的碳排放定量化计算方案，研究核算路径、核算方法，并与相关减碳规划策略相衔接。UPI 

作者：金昱，上海市城市规划设计研究院，高级工程师

封面图片来自: https://www.pexels.com/photo/cars-driving-near-contemporary-buildings-and-railway-station-on-sunny-day-7161188/ (Photo by WENCHENG JIANG)

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