0 引言
我国CO2排放量已超过美国成为全球第一,且碳排放总量持续增加,而美国及欧洲一些国家的CO2排放量则呈现出基本不变或缓慢降低的发展趋势。相对于经济低位增长下能源需求已经饱和的发展中国家,我国面对经济持续增长下的大量能源需求和仍需加快的能源改革现状,降低CO2排放量的任务更为艰巨。
交通领域是我国应对气候变化的重点。全球范围内交通领域碳排放量占能源活动相关碳排放总量的24%,公路运输约占交通领域碳排放量的75%。我国交通领域碳排放量占碳排放总量的10.4%,公路运输占交通领域碳排放量的73.3%。从总量占比算,我国交通行业碳排放具有增速快、排放增长潜力大的特点。对国际社会的减排承诺和内部可持续发展的双重压力不断驱动交通运输业控制CO2排放并期望交通排放值减少。基于以上背景,本文提出了针对城市群这一我国未来交通碳排放增长的区域,完善交通碳排放管理体系,建立碳排放全寿命周期评价体系的思路,目的在于:（1）促进从源头和过程分析碳排放来源,发掘高效减排机会,提高交通减碳的针对性;（2）摸清城市群交通建设、运营和养护阶段全过程碳排放底数,全面、客观、量化评估综合交通系统碳排放水平及减排潜力,制定体现科学性的减碳策略;（3）避免片面减碳:不将企业、行业、地区间的碳排放转移当作技术进步;不容忍原材料、能源的高碳排放带来的交通全产业链的高排放;正确响应全行业绿色设计和制造诉求,促进行业良性发展。
1 城市群交通绿色发展在“双碳”战略中的重要性
城市群由至少一个中心城市伴生大型都市区（圈）和众多的中小城市区域聚合而成,人口和经济密度较高,内部要素流动性较强,商务、休闲旅游、医疗服务一体化,城市区域之间具有较强的分工效应、集聚效应、规模效应、溢出效应等。我国当前认可的19个城市群以25％的土地集聚了75％的人口,创造了80％以上的国内生产总值。城市群的城镇人口占比达到了78％,其中,京津冀、长三角、大湾区、成渝、长江中游等城市群以10.4%的国土面积,集聚了近40%的人口,创造了超过一半的国内生产总值,形成了带动国家层面经济发展和塑造国家全球竞争优势的核心载体。
城市群是生产力显著发展、生产要素不断集聚的产物,是经济活动的主要空间,必然会成为创新要素的聚合地和城市发展到更高层次的空间组织形式,是我国由高速增长阶段转向高质量发展阶段需更加重视的空间。为此,《国家综合立体交通网规划纲要》[3]指出,“到2035年,有力支撑‘全国123出行交通圈’（都市区1小时通勤、城市群2小时通达、全国主要城市3小时覆盖）”。
城市群的中心城市非常重要,是能量集聚和辐射的中心,具有聚合城市群内部城市与乡村广大区域活力,带领城市群对接国内外更大范围经济社会活动的枢纽功能。我国城市群的中心城市都是超大、特大城市,人口与产业过于聚集,普遍存在城市交通拥堵问题。未来城市群的人口和产业将会出现两种变化趋势:①由城市建成区向外部未开发区疏解;②吸纳城市群外其他城市和城市群的农村区域,人口、岗位向城市群集中。城市群将在都市圈、卫星城、产业功能区等更大范围内适度重构以满足疏解和进城两部分人群的发展需要,这一重构会伴生该区域出行距离的大幅增长,并伴生碳排放高的驾车出行,产生大量的新增交通碳排放。如何根据城市群这一发展特点,构建绿色的一体化综合交通体系正成为交通行业需要面对的重要挑战。
综上所述,城市群作为未来我国社会经济发展的重点区域和重要支撑正在扮演越来越重要的角色,城市群交通需要在发挥对经济社会发展的先行引领作用时,又要同步我国2030年碳达峰及2060年碳中和的成型。如何协同交通发展与“双碳”目标,如何既满足经济社会发展目标,又实现绿色低碳排放,从而避免城市群交通碳排放量过快增长,显得尤为重要。
2 城市群绿色交通发展目标和路径
2.1 城市群交通发展面临的形势
我国城市群空间分布可以分为四个层级[4]。第一层级:世界级城市群——长三角、京津冀与大湾区城市群。第二层级:人口与经济聚集效果已十分明显的长江中游城市群和成渝城市群。第三层级:已有一定经济基础且正处于成长中的城市群。第四层级:培育中的中西部城市群。
第一层级城市群的经济与交通已经比较发达。以长三角城市群为例,浦东机场与虹桥机场以及杭州、南京、宁波、无锡等城市的机场等共同形成了国际、国内城市客货运的便捷衔接网;远洋运输在世界第一集装箱大港洋山港通过高速公路、快速路与铁路、内河航运衔接,实现货流集散;以上海为核心的高速铁路、联通长三角主要城市的城际铁路、700m辐射范围覆盖了上海城市中心区的城市轨道、联通松江等卫星城的有轨电车形成了多层次轨道化无缝衔接的客运主体;道路交通方面,高速公路、快速路的环路与辐射性道路衔接的体系已经建立。该层级城市群面临的主要挑战是: ①中心城市的人口和产业过度聚集,需要适当疏散;②交通过多依赖小汽车引起的拥堵及碳排放,需要缓解堵塞并向绿色低碳交通转型。为此,需要按照高质量、绿色化的要求提升交通品质,提高交通一体化水平,寻求与经济社会发展相适宜、聚集与分散适度的交通发展格局,解决好水上交通的集散衔接提质以及装备老化等问题。
第二层级城市群的经济与交通已经有一定发育,处于产业和人口的重构期。以长江中游城市群为例,中心城市武汉对外联系的高铁线路已经贯通,城际铁路具备一定规模,与周边城市联系的水网发达。伴随城市轨道交通快速网络化,其吸附能力进一步加强,与周边城市的产业适度重组,一些产业带、聚集区正在形成。周边城市与中心城市轨道化联系加强,人口、岗位正在整个城市群层面优化调整,这对承担会聚车辆出行到城市的高速公路、快速路之间的交通转换与实现大众化出行的城市地面公交和城乡公交的衔接提出了更高的要求。对于这一层级的城市群交通,需要深入分析组成城市的资源特点、产业优势,根据产业在城市群空间位置、规模调整变化的特性,分析骨架交通质与量的要求,根据各模式交通系统的服务特性做好需求分析,确定轨道骨架网络的联通层级与通达深度,做好轨道交通与高速公路、快速路体系的连接转换,实现交通枢纽时空的一体化衔接,在服务发展的同时,形成绿色低碳的交通体系。
第三层级城市群的经济对外集散范围较小,在中心城市内部轨道交通已经有所发育,但覆盖度较低。以关中平原城市群为例,由于交通基础设施建设标准过低、交通设施投入不足,中心城市内部出行、城际出行、都市圈出行对道路交通依赖度较高,中心城市重要的出入、过境与对外枢纽联系的道路交通饱和,交通服务水平处于较低层级。该层级城市群需要在具备经济条件和客流条件的前提下,适度加大市域、城市、市际轨道线网建设,加大拥堵道路骨架网络分流线路建设,促进中心城市产业功能适度分散,将产业、人口的聚集转移到其他城市节点。这一类城市群面临着选择高速公路、快速路还是轨道交通衔接的问题。该类型城市群受地方财政影响,从当前的政策条件看,选择高速公路更有利于地方筹措资金。国际能源署（International Energy Agency, IEA）研究发现,单位里程铁路建设投资带来的排放仅相当于单位里程道路投入的1/10~1/3,当然准确的排放情况需经过测算才可获知,并不能一概而论。铁路运输因其单列运能大,需要分析确定其适宜的经济通达深度后才能合理布设。
第四层级的城市群,以兰西城市群为例,本身具有一定的区位和资源优势,但也存在地形、资源、气候方面的一些劣势,综合交通投入不足,对道路交通依赖度更高,交通拥堵较为严重,中心城市内部交通及对外交通需要适度的轨道化,通过发展轻量、高速、低成本的轨道化交通,解决经济与环境的可持续发展难题。
2021年10月我国出台的两个国家层面的碳排放纲领性文件《中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念 做好碳达峰碳中和工作的意见》[5]和《2030年前碳达峰行动方案》 [6],提出了以非化石能源消费比重提高为主（2025年、2030年、2060年非化石能源消费比重分别达到20%, 25%, 80%）,节能（2025年单位国内生产总值能源消耗比2020年下降13.5%）、增绿（2025年森林覆盖率达到24.1%,森林蓄积量达到180亿m3;2030年森林覆盖率达到25%,森林蓄积量达到190亿m3）的碳达峰与碳中和路径与目标,对于交通领域则重点提出了新能源、清洁能源动力交通工具达到40%左右、100万以上人口的城市绿色出行比例不低于70%的目标要求。
城市群区域是交通碳排放趋势性自然增长的主要空间,如何合理配置该空间的交通基础设施,吸引出行者更多地选择绿色出行,更多地采用新能源、清洁能源也将成为交通领域低碳发展的重点。
2.2 交通碳排放规律
交通领域双碳战略的实施,需要按照交通自身的客观规律,抓住重点,精准智慧治理,避免简单、粗放、一刀切的管理方式,减少给人们生产生活带来的不便,为经济发展提供有活力的交通条件。为此,必须研究、把握和遵循交通发展的客观规律。
运输方式与陆上交通工具的碳排放特征如图2 所示。根据我国主要交通方式实际完成的总运输周转量与能耗测算的各交通方式的碳排放强度指数如图2 （a）所示,公路客运的碳排放强度指数是铁路客运的4倍,而公路货运的碳排放强度指数更是达到铁路货运的8倍。IEA按照交通工具测算的陆上交通工具出行碳排放强度如图2 （b）所示,从中可见不同交通工具的上下限差别均较大,说明任何一种交通工具并不存在绝对的排放优势,需要根据承担的运输量及车辆运能合理选择,总体上城际交通的碳排放低于城区内交通。
图2 交通方式与陆上交通工具的碳排放特征注:图2（a）根据统计年报数据整理测算;图2（b）的数据来源为IEA官网ww.iea.org/reports/rail。 |
进一步分析客运交通出行规律,可以得出交通起讫点时空分布与出行者碳排放分布,如图3 所示。
从图3 （a）可以看出,短距离出行中,小汽车交通在客运交通中占比很高,随着出行距离的增加,在各运输方式均存在的运输走廊,当距离达到200km时,小汽车交通分担率会从70%迅速降低到30%;当运输距离达到700km时,高铁的分担率会提高到60%。干线铁路、大巴的分担率变化趋势与高铁相似,但大小差别很大,大巴车的分担率很低。从图3 （b）可以看出,北京、西安、武汉和印度班加罗尔均存在出行方式3:7的规律,即:30%的高排放人群出行碳排放量达到出行人数碳排放总量的70%。进一步分析发现,其主要来自环路、放射性干线道路两侧机动性较高地块居民的出行。北京的高排放人群碳排放量远远高于其他城市高排放人群,排放最高的10%人群碳排放量是其他城市高排放人群碳排放量的2.3倍以上,这与北京的城市规模大,从而导致出行距离远大于其他城市有关,说明伴随着城市化发展,城市建成区边缘的交通碳排放将会对交通模式配置十分敏感,如果协调不好,交通碳排放将迅速增加。
综合上述采取了减少碳排放的四种策略后碳排放的变化趋势、不同交通方式与陆上交通工具的交通排放强度以及出行距离与人群的碳排放特征,可以看出,作为未来交通碳排放重要增长区域的城市群,道路交通碳排放增长的潜能巨大,与运输方式、运输工具及人口与岗位的时空分布密切相关,这就要求必须重视城市群交通模式的科学规划与运营调度,才能使人们更多地选择低碳出行方式,从而较快、低增速地实现碳达峰。
2.3 城市群绿色交通发展目标与路径
我国经济发展水平、城市化进程与产业空间聚集度均处于增长期,交通领域碳排放也处于趋势性快速增长期,与国家双碳路径要求的整个交通领域减碳发展要求冲突大,这就要求更加科学地配置城市群交通资源,通过更精准的治理来减缓自然增长过快的趋势。因此,城市群绿色交通发展的目标是建立符合交通碳排放来源与出行选择规律的敏捷治理体系,形成一体化协同系统,实现智慧减碳。
美国针对一些城市群人口密度相对较高、自驾交通出行量大的区域,为了保持交通发展与低碳发展协同,建立了生态环评制度与技术体系,如表1 所示,将低碳发展作为其交通发展目标之一,其交通减排测算的模型方法专业规范且运行独立,并将交通项目碳评价结果是否合格作为项目能否获得国家资助的前提。这一做法可为我国交通高质量发展提供参考。
表1 美国城市群交通发展特色目标示例 |
| 目标 | 路径 |
|---|---|
| 提高机动性与可达性:交通设施布局与经济社会活动强度协调 | ①根据区域发展布设交通设施; ②对于交通碳与其他污染物排放超过承纳或容许能力的,通过调整发展规划来改变发展模式 |
| 保持城市群的发展活力:服务水平可接受,活动中心、枢纽、场站联系通畅 | ①多方式布局顺畅衔接; ②以公共交通为导向的开发模式（Transit-Oriented Development, TOD）;交通需求管理（Transportation Demand Management,TDM）;公交优先,组合发展 |
| 建设宜人的交通环境:保证通行能力;提高安全性;交通景观优美 | ③安全评价 |
| 实现绿色可持续发展:交通能耗、污染物可控,低碳发展 | ①建立规范化城市群交通生态评价方法、模型体系并在全国推行（碳评价）; ②交通项目获得政府投资需满足生态环评要求（碳评价） |
3 建立城市群综合交通低碳发展规划制度
要实现城市群生态交通可持续发展,就需要按照事权相符原则,由层级适宜的交通主管部门,从规划阶段起整体推动实施,从以下7个方面开展城市群交通一体化发展的规划工作[8],助力发展质量的提升:
（1）主动引导城市群空间向更加节能低碳的模式转变;
（2）开展城市群交通可达性导向的空间开发;
（3）开展基于货运枢纽的物流园区规划布局;
（4）以公共交通为导向的土地开发（TOD）;
（5）提高设施有效利用的可得性,保障开发用地交通便捷性;
（6）高强度集约开发建设所占用的土地面积;
（7）有效捕获交通建设带来的土地增值收益地点。
其中,（1）是这一制度的总方向;（2）~（6）是从提升交通与周边发展一体化水平可以开展的主要工作入手,在促进交通系统低碳运行的同时使所在城市受益;（7）是评估交通发展给城市带来的收益,以帮助城市更好地发展。
城市群层面开展综合交通规划的工作流程如图4 所示,其实质是从上述7个方面构思城市群交通可持续发展的关键点,通过流程化、标准化的科学测算,寻求内外通道、交通枢纽、交通信息化等方面促进运行更低碳的可行交通项目,再通过专业的城市群综合交通低碳发展评价确认其在低碳发展方面的价值,只有能满足低碳发展要求的项目才能最终被纳入实施序列,形成以低碳发展为特色的交通建设、养护体系。
表2 城市群碳核算评价综合交通低碳发展方向建议 |
| 交通 类型 | 鼓励发展的交通方式 | 鼓励发展的运输方式 |
|---|---|---|
| 综合 交通 | 用通行能力一致性来评估轨道交通接驳方案的合理性 | 用非小汽车运输先到达性来评估交通拥堵治理对策的合理性 |
| 对外 交通 | 高速铁路作为城市群对外交通的主导方式,转移中长距离公路客运、部分短途航空出行至高速铁路 | 大力发展海铁联运和水铁联运,水运受限时,陆路长距离运输以铁路为主 |
| 城际 交通 | 将城际铁路作为东部城市群城际间的主导交通方式,作为中西部城市群中心城市与其他城市的主要通道 | 短途货运以公路为主,中长距离货运以铁路为主 |
| 城市 交通 | 轨道交通作为城市群核心城市和发展水平较高的副中心城市的主导交通方式;中小城市和城镇促进自行车、步行交通方式的发展,完善地面公交系统 | 提高城市物流配送车辆排放标准,启用清洁能源货运车辆;通过共同配送、提高信息化水平等措施,降低空载率,提高物流效率 |
4 城市群综合交通低碳发展规划、评价与管理方法
要满足双碳战略对交通碳排放的管理要求,控制城市群全寿命交通碳排放总量,就要加强对交通碳排放与能源消耗的约束,这就需要通过引入城市群交通碳核算评价以促进建、养、运全过程的碳排放管理,通过促进运输结构转变、交通技术革新来降低排放率和能源消耗率等,形成适应所在区域交通运输特点的高效生态管理体系。城市群交通项目各阶段综合交通低碳发展评价的内容如表3 所示。
表3 城市群综合交通低碳发展评价阶段与要点 |
| 项目阶段 | 多指标的生态交通综合评价 |
|---|---|
| 规划阶段 | 基于环境质量约束与能耗排放约束,优化交通供应结构 |
| 建设阶段 | 在城市群各个交通设施的建设阶段,开展建设项目环评 |
| 运营阶段 | 根据交通运行的监控与监测结果,分析当前交通网络运营的环境影响并提出改进办法 |
如表3 所示,从交通规划阶段开始关注并优化城市群交通碳排放,在建设项目立项、建设、养护及运行中同步测算碳足迹,可以基于各阶段全寿命碳测算的闭环核对更新,精准、高效地掌握城市群交通控碳、减碳效果。
5 城市群交通碳达峰与碳中和管理机制与政策建议
我国城市群低碳交通路径的推动实施,需要按照事权原则明确行政责任主体,国家层面整体谋划交通碳达峰与碳中和的管理、布局及相应政策,建立适合我国的管理体制、运行机制与学术研究促进体系,明确各城市群交通规划管理一体化目标、机构及其组成方法,通过国家支持和地方配套两种途径筹措一体化规划管理与运行的资金,保证工作的整体推进。需要重视科技创新的作用,支持建立支撑性技术研究中心,促进低碳交通的模型与核算方法的开发与应用,支持并资助相关高校设置低碳交通研究中心,鼓励不同区域因地制宜地发展低碳交通,避免一刀切式低水平减碳。
对单一城市群交通低碳发展的管理职责,包括制定规划、组织实施、协调咨询以及监督等方面,应当由国家或地方授权能够覆盖城市群范围的责任部门发起并承担。责任部门明确后,建议成立由责任部门领导,由城市群组成城市构成的交通碳达峰与碳中和管理协调机构,推进该城市群交通低碳发展进程。对于某一城市群内部的管理协调而言,应通过建立运作机制、加强组织管理与区域合作方法等途径来达成目标,具体管理内容包括:设定城市群发展目标,建立区域整体协调规划机制、制度化的磋商机制、合理的公共财政保障机制,促进市场机制发挥作用,等等。
6 结语
未来,城市群交通系统将因碳排放的增长将备受关注,虽然各类城市群的交通减碳对策会有所差异,但中长距离车辆出行的化石能源替代、清洁能源替代、出行距离不显著增长这三点会成为关键。鉴于交通系统的复杂性、空间差别多样性与方式选择的敏感性。城市群低碳交通的实现需要以综合交通系统的可达、绿色、连续、韧性为目标,分析多模式客运交通特性与碳排放之间的关系,这就需要融合交通性能与排放核算,各个城市群探索适合自身特点的多模式客运交通低碳排放的交通组成,尤其应该关注公路建、养、运的能耗和排放变化,从一体化交通供给、能源供给、路权与停车管理等方面组合调控。而城市群碳核算评价制度将成为能否精明减碳的关键,本文就为什么、如何建立这一制度以及怎样开展进行了系统建议,希望能为行业提供参考。